JPH0121472B2 - - Google Patents
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- JPH0121472B2 JPH0121472B2 JP13614182A JP13614182A JPH0121472B2 JP H0121472 B2 JPH0121472 B2 JP H0121472B2 JP 13614182 A JP13614182 A JP 13614182A JP 13614182 A JP13614182 A JP 13614182A JP H0121472 B2 JPH0121472 B2 JP H0121472B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、任意の周波信号を生成する装置に
関し、特に、位相あるいは周波数が周期的にくり
返し変化する周波信号を多相で生成する場合に用
いて好適な装置を実現する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for generating arbitrary frequency signals, and in particular, realizes a device suitable for use in generating polyphase frequency signals whose phase or frequency changes periodically. do.
例えば、指向性受波ビームを形成する装置とし
て、一般には、位相合成を行なう装置が多く用い
られている。すなわち、同一平面上に多数の振動
子を配列して、各振動子の位相関係を調整して特
定方向に指向性受波ビームを形成する。例えば、
第一図に示すように、平面F上に配列した多数の
振動子Z1乃至Znの受波信号をそれぞれの移相器
S1乃至Snにおいて移相させる。そして、各移相
器S1乃至Snの移相量を
2π/λ(n−1)dsinθ
n=1、2、3、……n
になるように設定して、移相後の信号を加算回路
Aで加算すると、θ方向に指向特性を形成するこ
とができる。 For example, as a device for forming a directional reception beam, a device that performs phase synthesis is generally used in many cases. That is, a large number of transducers are arranged on the same plane, and the phase relationship of each transducer is adjusted to form a directional received beam in a specific direction. for example,
As shown in Figure 1, the received signals from a large number of oscillators Z1 to Zn arranged on a plane
The phase is shifted from S 1 to Sn. Then, set the phase shift amount of each phase shifter S1 to Sn to be 2π/λ(n-1)dsinθ n=1, 2, 3,...n, and add the phase-shifted signals. When added in circuit A, a directional characteristic can be formed in the θ direction.
上記において、指向方向θを変化させるために
は移相器S1乃至Snの移相時間を変化させればよ
い。ところが、指向方向θを広範囲に変化させる
ためには移相器S1乃至Snの移相時間を大きく変
化させなければならない。通常の移相器において
は、移相時間をこのように大きく変化させること
は不可能である。そこで、従来は指向方向θを変
化させる場合、第2図に示すように、移相器S1乃
至Snとは別に移相器S1′乃至Sn′をもうけて、加算
回路A′の出力がθ′方向に指向特性が形成されるよ
うに移相器S1′乃至Sn′の移相時間を設定する。し
たがつて、この構成においては、それぞれの指向
方向毎にそれぞれの指向方向に固有の移相器を用
意しなければならないから、一定角度毎に広範囲
方向に変化させるためには非常に多数の移相器を
必要とする。そのため、装置が極めて大型にな
り、かつ、高価になる欠点がある。 In the above, in order to change the pointing direction θ, it is sufficient to change the phase shift time of the phase shifters S 1 to Sn. However, in order to vary the pointing direction θ over a wide range, the phase shift times of the phase shifters S 1 to Sn must be greatly varied. In a normal phase shifter, it is impossible to change the phase shift time to such a large extent. Therefore, conventionally, when changing the directivity direction θ, as shown in Fig. 2, phase shifters S1 ' to Sn' are provided separately from the phase shifters S1 to Sn, and the output of the adder circuit A' is The phase shift times of the phase shifters S 1 ' to Sn' are set so that a directional characteristic is formed in the θ' direction. Therefore, in this configuration, it is necessary to prepare a phase shifter specific to each direction of directivity, so in order to change the direction in a wide range at every fixed angle, it is necessary to prepare a very large number of phase shifters. Requires a phaser. This has the disadvantage that the device becomes extremely large and expensive.
第3図は上記のような移相器を用いることなく
指向性受波ビームを形成する原理図を示し、同図
において、Z1乃至Znは第1図と同様に配列され
た振動子を示す。振動子Z1乃至Znの各受波信号
は各々のプリアンプP1乃至Pnで増幅された後、
混合回路M1乃至Mnの各々は信号発生器SGから
混合回路M1乃至Mnの各々に対応して送出される
局部信号と振動子Z1乃至Znの受波信号とを混合
する。そして、混合回路M1乃至Mnの混合出力は
加算回路Σへ導かれて加算される。加算回路Σの
出力はフイルター回路FFへ導かれて特定の周波
成分が抽出される。 Figure 3 shows a principle diagram of forming a directional reception beam without using a phase shifter as described above, and in the figure, Z 1 to Zn indicate oscillators arranged in the same way as in Figure 1. . After each received signal of the transducers Z 1 to Zn is amplified by each preamplifier P 1 to Pn,
Each of the mixing circuits M 1 to Mn mixes the local signal sent from the signal generator SG corresponding to each of the mixing circuits M 1 to Mn and the received signal of the vibrator Z 1 to Zn. Then, the mixed outputs of the mixing circuits M1 to Mn are led to the adding circuit Σ and added. The output of the adder circuit Σ is guided to a filter circuit FF to extract a specific frequency component.
上記において、i番目の振動子を
Si(t)=Eisin(ωt+Ai) ……(1)
又、混合回路Miにおいてこの受波信号と混合
される局発信号を
Ui(t)=Visin(ωc+Bi) ……(2)
とすると、このときの混合出力は
Ci(t)=Si(t)・Ui(t)=Eisin(ωt+Ai)×Vi
sin(ωct+Bi)
=1/2EiVi{cos〔(ω−ωc)t+(Ai−Bi)〕−
cos〔(ω+ωc)t+(Ai+Bi)〕}……(3)
(3)式から明らかなように、混合信号Ci(t)は
受信信号Si(t)と局発信号Ui(t)との差周波
と和周波の成分で構成されている。加算回路Σは
混合回路M1乃至Mn毎に(3)式で表わされる混合出
力の加算出力を送出するから、フイルター回路
FFにおいて、混合出力の差周波成分が抽出され
るものとすると、フイルター回路FFの出力は
CT(t)=Σ1/2EiVicos{(ω−ωc)t
+(Ai−Bi)} ……(4)
で表わされる。 In the above, the i-th oscillator is Si (t) = Eisin (ωt + Ai) ... (1) Also, the local oscillator signal mixed with this received signal in the mixing circuit Mi is Ui (t) = Visin (ωc + Bi) ...(2), then the mixed output is Ci(t) = Si(t)・Ui(t)=Eisin(ωt+Ai)×Vi
sin(ωct+Bi) = 1/2EiVi{cos[(ω−ωc)t+(Ai−Bi)]−
cos [(ω+ωc)t+(Ai+Bi)]}...(3) As is clear from equation (3), the mixed signal Ci(t) is the difference between the received signal Si(t) and the local signal Ui(t) It is composed of frequency and sum frequency components. Since the adder circuit Σ sends out the added output of the mixed output expressed by equation (3) for each mixer circuit M1 to Mn, the filter circuit
Assuming that the difference frequency component of the mixed output is extracted in the FF, the output of the filter circuit FF is CT(t) = Σ1/2EiVicos {(ω-ωc)t + (Ai-Bi)} ...(4) It is expressed as
(4)式において、
Ai=Bi ……(5)
のとき、混合回路M1乃至Mnの各出力が同相にな
り、フイルター出力Ctが最大になる。従つて、
このときのフイルター出力Ctはi番目の振動子Zi
の受波信号が1番目の振動子に対して位相差Ai
を生じる方向θに指向性が形成されたことを示
す。すなわち、(2)式の局発信号の位相差BiをAi
に設定することによりθ方向に指向性受波ビーム
を形成することができ、かつ、位相差Biを変化
させることにより指向方向θを変化させることが
できる。 In equation (4), when Ai=Bi (5), each output of the mixing circuits M1 to Mn becomes in phase, and the filter output Ct becomes maximum. Therefore,
At this time, the filter output Ct is the i-th oscillator Zi
The received signal has a phase difference Ai with respect to the first oscillator.
This shows that directivity is formed in the direction θ that causes . In other words, the phase difference Bi of the local oscillator signal in equation (2) is Ai
By setting , a directional reception beam can be formed in the θ direction, and by changing the phase difference Bi, the directional direction θ can be changed.
第3図において、振動子Z1乃至Znの配列間隔
をd、受波信号の波長をλとすると(1)式におい
て、
Ai=2π/λ(i−1)dsinθ ……(6)
従つて、θ方向に指向性を形成するため局発信
号Ui(T)は(6)式を(2)式に代入することにより、
Ui(t)=Visin{ωct+2π/λ(i−1)dsinθ}
……(7)
(7)式から明きらかなように、局発信号Ui(t)
において位相項のθを変化させることにより受波
信号の指向特性θを変化させることができる。 In Fig. 3, if the arrangement interval of the vibrators Z1 to Zn is d, and the wavelength of the received signal is λ, then in equation (1), Ai = 2π/λ(i-1)dsinθ...(6) Therefore, , to form directivity in the θ direction, the local oscillator signal Ui(T) can be obtained by substituting equation (6) into equation (2) as follows: Ui(t)=Visin {ωct+2π/λ(i-1)dsinθ} ...(7) As is clear from equation (7), the local oscillator signal Ui(t)
By changing the phase term θ, the directivity characteristic θ of the received signal can be changed.
今、受波信号の指向方向θをTs時間にθsまで
変化させるものとすると、
θ=θs/Tst ……(8)
但し、0≦t≦Ts
で表わされる。従つて、(8)式を(7)式に代入する
と、
Ui(t)=Visin{ωct+2π/λ(i−1)
dsin(θs/Tst)}=Visin2π{fc+(i−1)
ABsinBt/Bt}t ……(9)
と与えられる。但し、
ωc=2πfc、A=d/λ、B=θs/Ts、
を表わす。(9)式において、
Fci=fc+(i−1)ABsinBt/Bt ……(10)
は局発信号Ui(t)の周波数項を示し、指向方向
θをTs時間に0からθsまで変化させるとき、局
発信号Ui(t)の周波数Fciが(10)式に従つて変化
する。逆に言えば、局発信号Ui(t)の周波数
Fciを(10)式に従つて変化させると第3図において
フイルターFFの出力として与えられる受波信号
の指向方向を任意に変化させることができる。 Now, assuming that the directivity direction θ of the received signal is changed to θs in time Ts, θ=θs/Tst (8) where 0≦t≦Ts. Therefore, by substituting equation (8) into equation (7), Ui(t)=Visin{ωct+2π/λ(i-1) dsin(θs/Tst)}=Visin2π{fc+(i-1) ABsinBt/Bt }t ...(9) is given. However, ωc=2πfc, A=d/λ, and B=θs/Ts. In equation (9), Fci=fc+(i-1)ABsinBt/Bt...(10) represents the frequency term of the local oscillator signal Ui(t), and when the directivity direction θ is changed from 0 to θs in time Ts , the frequency Fci of the local oscillator signal Ui(t) changes according to equation (10). Conversely, the frequency of the local signal Ui(t)
By changing Fci according to equation (10), the directivity direction of the received signal given as the output of the filter FF in FIG. 3 can be changed arbitrarily.
この発明は、上記のように周波数あるいは位相
が時間と共に変化する周波信号を生成することを
目的とし、さらに、このような周波信号を互いに
位相関係を有しながら多相で生成する場合に用い
て好適な装置を実現する。 The object of the present invention is to generate a frequency signal whose frequency or phase changes with time as described above, and furthermore, it is an object of the present invention to generate a frequency signal in which the frequency or phase changes with time. Realize a suitable device.
(10)式において
t=0
のとき
sinBt/Bt=1
であるから
Fci=fc
又、(9)式において
t=0
のとき
Ui(t)=0
したがつてt=0、すなわち、指向方向θが
θ=0
のとき、混合回路M1乃至Mnに導かれる局発信号
はそれぞれの周波数がfcで位相が同相であること
を示す。そして、指向方向がθまで変化すると
き、それぞれの局発信号の周波数が(10)式にしたが
つて変化する。 In equation (10), when t=0, sinBt/Bt=1, so Fci=fc.Also, in equation (9), when t=0, Ui(t)=0, therefore, t=0, that is, the pointing direction. When θ=0, the local oscillation signals guided to the mixing circuits M 1 to Mn each have a frequency of fc and are in phase. Then, when the pointing direction changes to θ, the frequency of each local oscillator signal changes according to equation (10).
第4図は、この発明の実施例を示し、上記のよ
うに周波数ならびに位相が規制される局発信号を
生成する一例を示す。 FIG. 4 shows an embodiment of the present invention, and shows an example of generating a local oscillation signal whose frequency and phase are regulated as described above.
第4図において、クロツクパルス源1から送出
されるクロツクパルスは分周回路2で周波数が1/
2に分周された後カウンター3へ送出される。カ
ウンター3はこのクロツクパルスを計数してその
計数値を読出専用メモリ4へ送出する。 In FIG. 4, a clock pulse sent from a clock pulse source 1 is divided into frequency by a frequency dividing circuit 2.
After being frequency-divided by 2, it is sent to counter 3. Counter 3 counts these clock pulses and sends the counted value to read-only memory 4.
読出専用メモリ4は、少なくともカウンター3
の計数容量に対応した記憶番地を有し、各記憶番
地には、所望の周波信号の各位相毎の振幅データ
が書き込まれている。第4図の実施例において
は、各位相毎の振幅データが1ビツトのデータと
して記憶され、カウンター3によつて指定される
各記憶番地の記憶データが低レベルあるいは高レ
ベルいずれかの1ビツト出力で送出される。読出
専用メモリ4のこの記憶出力はラツチ回路5でラ
ツチされた後出力信号として送出される。ラツチ
回路5はラツチパルス生成回路6から送出される
ラツチパルス列を用いて読出専用メモリ4の記憶
データをラツチして、該記憶データに応じた電圧
(電流)出力を送出する。なお、上記において、
分周回路2の分周比は1/2に限定する必要はな
く適宜設定すればよい。 The read-only memory 4 contains at least the counter 3
It has memory addresses corresponding to the counting capacity of , and amplitude data for each phase of a desired frequency signal is written in each memory address. In the embodiment shown in FIG. 4, the amplitude data for each phase is stored as 1-bit data, and the stored data at each memory address specified by the counter 3 is output as a 1-bit output of either a low level or a high level. Sent with . This storage output of the read-only memory 4 is latched by a latch circuit 5 and then sent out as an output signal. The latch circuit 5 latches the data stored in the read-only memory 4 using the latch pulse train sent from the latch pulse generation circuit 6, and outputs a voltage (current) corresponding to the stored data. In addition, in the above,
The frequency division ratio of the frequency dividing circuit 2 need not be limited to 1/2, and may be set as appropriate.
第5図aはクロツクパルス源1のパルス列を示
し、又、パルス列bは分周回路2の出力を示す。
ラツチパルス生成回路6は論理回路で構成され、
パルス列aと分周パルスbを用いて第5図Cに示
すラツチパルスを生成する。ラツチ回路5はラツ
チパルスCの立上り時に読出専用メモリ4の読出
し出力をラツチする。他方、カウンター3は分周
パルスbの立上り時に計数値が変化し、それに従
つて読出し専用メモリ4の異なる記憶番地のデー
ターが読出されるが、読出し専用メモリ4は記憶
番地の指定後、微少時間△tだけ遅れて記憶デー
ターが送出される。第5図dは記憶データーの読
出し出力を示し、分周パルスbの立上りから△t
だけ時間遅れが生じている。ラツチ回路5はこの
読出し出力をラツチパルスCの立上り時にラツチ
して送出する。従つて、ラツチ回路5は、第5図
eのように、指定される記憶番地の記憶データー
が高レベルのときは出力が高レベルに維持され、
指定される記憶番地の記憶データーが低レベルの
ときはラツチ出力も低レベルに変化する矩形波を
送出する。 5a shows the pulse train of the clock pulse source 1, and pulse train b shows the output of the frequency divider circuit 2. FIG.
The latch pulse generation circuit 6 is composed of a logic circuit,
A latch pulse shown in FIG. 5C is generated using pulse train a and frequency-divided pulse b. The latch circuit 5 latches the read output of the read-only memory 4 at the rising edge of the latch pulse C. On the other hand, the count value of the counter 3 changes at the rising edge of the frequency-divided pulse b, and data at a different memory address in the read-only memory 4 is read out accordingly. The stored data is sent out with a delay of Δt. FIG. 5d shows the readout output of the stored data, and Δt from the rising edge of the frequency-divided pulse b.
Only there is a time delay. The latch circuit 5 latches this readout output at the rising edge of the latch pulse C and sends it out. Therefore, as shown in FIG. 5e, the latch circuit 5 maintains its output at a high level when the stored data at the designated memory address is at a high level.
When the stored data at the designated memory address is at a low level, the latch output also sends out a rectangular wave that changes to a low level.
この矩形波eのくり返し周期並びに位相は、上
記から明らかなように、読出専用メモリ4の各記
憶番地の記憶データーを適宜書込むことにより任
意に設定できる。たとえば、カウンター3の計数
値が時刻
t=0
から
t=Ts
まで変化するとき、位相が(9)式に一致し、かつ、
くり返し周波数が(10)式に一致して変化する矩形波
列を得ることができる。なお、(9)式で表される局
発信号は、正確には、第5図eの矩形波列の基本
波成分に一致するものである。したがつて、矩形
波列eを局発信号として用いる場合は、矩形波列
eと振動子Ziの受波信号Si(t)とを混合した後、
その混合信号のうちから矩形波列eの基本波に対
する混合成分を抽出するようにフイルターFFを
動作させればよい。 As is clear from the above, the repetition period and phase of the rectangular wave e can be arbitrarily set by appropriately writing stored data at each storage address in the read-only memory 4. For example, when the count value of counter 3 changes from time t=0 to t=Ts, the phase matches equation (9), and
A rectangular wave train whose repetition frequency changes according to equation (10) can be obtained. It should be noted that the local oscillation signal expressed by equation (9) exactly corresponds to the fundamental wave component of the rectangular wave train shown in FIG. 5e. Therefore, when using the rectangular wave train e as a local signal, after mixing the rectangular wave train e and the received signal Si(t) of the vibrator Zi,
The filter FF may be operated to extract the mixed component for the fundamental wave of the rectangular wave sequence e from the mixed signal.
第6図は、上記に基づいて平面上に配列された
7個の振動子Z1乃至Z7を用いて受波ビームの指向
方向を−θから+θまで変化させる具体例を示
す。 FIG. 6 shows a specific example of changing the directivity direction of the received beam from -θ to +θ using seven transducers Z 1 to Z 7 arranged on a plane based on the above.
第6図において、振動子Z1乃至Z7の配列間隔を
dとしてθ方向の受波信号を受波するものとす
る。今、振動子Z4の受波信号を
U4(t)=Esin2πft
とすると、振動子Z1乃至Z7の各受波信号U1(t)
乃至U7(t)は次のごとく表される。 In FIG. 6, it is assumed that the arrangement interval of the transducers Z 1 to Z 7 is d, and a received signal in the θ direction is received. Now, if the received signal of the transducer Z 4 is U 4 (t) = Esin2πft, then each received signal U 1 (t) of the transducers Z 1 to Z 7
to U 7 (t) are expressed as follows.
S1(t)=Esin(2πft+6πd/λsinθ)
S2(t)=Esin(2πft+4πd/λsinθ)
S3(t)=Esin(2πft+2πd/λsinθ)
S4(t)=Esin(2πft)
S5(t)=Esin(2πft−2πd/λsinθ)
S6(t)=Esin(2πft−4πd/λsinθ)
S7(t)=Esin(2πft−6πd/λsinθ) ……(11)
そして、第7図に示すように、受波方向θを−
Ts時からTs時までの2Ts時間に−θsからθsまで
変化させるものとすると、受波方向θは時間Tの
関数として
θ=θs/Tst(−Ts≦t≦Ts) ……(12)
で表される。したがつて、(12)式を(11)式に代入する
と、
S1(t)=Esin(2πft+6πd/λsinθs/Tst)
S2(t)=Esin(2πft+4πd/λsinθs/Tst)
S3(t)=Esin(2πft+2πd/λsinθs/Tst)
S4(t)=Esin(2πft)
S5(t)=Esin(2πft−2πd/λsinθs/Tst)
S6(t)=Esin(2πft−4πd/λsinθs/Tst)
S7(t)=Esin(2πft−6πd/λsinθs/Tst)…
…(11)′
他方、混合回路M1乃至M7において上記受波信
号の各々と混合される局発信号を
U1(t)=V・sin(2πfct+φ1)
U2(t)=V・sin(2πfct+φ2)
U3(t)=V・sin(2πfct+φ3)
U4(t)=V・sin(2πfct+φ4)
U5(t)=V・sin(2πfct+φ5)
U6(t)=V・sin(2πfct+φ6)
U7(t)=V・sin(2πfct+φ7)……(13)
と表すものとすると、前記説明したように、局発
信号U1(t)乃至U7(t)のそれぞれの位相φ1乃
至φ7をそれぞれの受波信号S1乃至S7の位相に一
致させることにより、受波信号の指向方向を−θs
から+θsまで変化させることができる。したがつ
て、(13)式は
U1(t)=V・sin(2πfct+6πd/λsinθs/Tst
)
U2(t)=V・sin(2πfct+4πd/λsinθs/Tst
)
U3(t)=V・sin(2πfct+2πd/λsinθs/Tst
)
U4(t)=V・sin(2πfct)
U5(t)=V・sin(2πfct−2πd/λsinθs/Tst
)
U6(t)=V・sin(2πfct−4πd/λsinθs/Tst
)
U7(t)=V・sin(2πfct−6πd/λsinθs/Tst
)
……(13)′
(13)′式において、
d/λ=A θs/Ts=B
とおくと、(13)′は次のように変形される。 S 1 (t) = Esin (2πft + 6πd / λsinθ) S 2 (t) = Esin (2πft + 4πd / λsinθ) S 3 (t) = Esin (2πft + 2πd / λsinθ) S 4 (t) = Esin (2πft) S 5 (t )=Esin(2πft−2πd/λsinθ) S 6 (t)=Esin(2πft−4πd/λsinθ) S7 (t)=Esin(2πft−6πd/λsinθ) ……(11) And as shown in Fig. 7 So, the receiving direction θ is -
Assuming that it is changed from -θs to θs in 2Ts time from time Ts to time Ts, the receiving direction θ is as a function of time T as θ=θs/Tst (-Ts≦t≦Ts) ……(12) expressed. Therefore, by substituting equation (12) into equation (11), S 1 (t) = Esin (2πft + 6πd / λsinθs / Tst) S 2 (t) = Esin (2πft + 4πd / λsinθs / Tst) S 3 (t) = Esin (2πft + 2πd / λsinθs / Tst) S 4 (t) = Esin (2πft) S 5 (t) = Esin (2πft - 2πd / λsinθs / Tst) S 6 (t) = Esin (2πft - 4πd / λsinθs / Tst ) S 7 (t)=Esin(2πft−6πd/λsinθs/Tst)…
...(11)' On the other hand, the local oscillator signal mixed with each of the above received signals in the mixing circuits M 1 to M 7 is expressed as U 1 (t)=V・sin (2πfct+φ1) U 2 (t)=V・sin (2πfct+φ2) U 3 (t)=V・sin(2πfct+φ3) U 4 (t)=V・sin(2πfct+φ4) U 5 (t)=V・sin(2πfct+φ5) U 6 (t)=V・sin(2πfct+φ6 ) U 7 (t) = V・sin (2πfct + φ7) (13) As explained above, the phases φ1 to φ1 of each of the local oscillator signals U 1 (t) to U 7 (t) By matching φ7 with the phase of each received signal S 1 to S 7 , the directivity direction of the received signal is set to −θs.
It can be changed from to +θs. Therefore, equation (13) is U 1 (t)=V・sin(2πfct+6πd/λsinθs/Tst
) U 2 (t)=V・sin(2πfct+4πd/λsinθs/Tst
) U 3 (t)=V・sin(2πfct+2πd/λsinθs/Tst
) U 4 (t)=V・sin(2πfct) U 5 (t)=V・sin(2πfct−2πd/λsinθs/Tst
) U 6 (t)=V・sin(2πfct−4πd/λsinθs/Tst
) U 7 (t)=V・sin(2πfct−6πd/λsinθs/Tst
)...(13)' In formula (13)', if we set d/λ=A θs/Ts=B, then (13)' is transformed as follows.
U1(t)=V・sin2π(fc+3ABsinBt/Bt)t
U2(t)=V・sin2π(fc+2ABsinBt/Bt)t
U3(t)=V・sin2π(fc+ABsinBt/Bt)t
U4(t)=V・sin2πfc・t
U5(t)=V・sin2π(fc−ABsinBt/Bt)t
U6(t)=V・sin2π(fc−2ABsinBt/Bt)t
U7(t)=V・sin2π(fc−3ABsinBt/Bt)t
……(14)
したがつて、混合回路M1乃至M7に導れる局発
信号は、前記説明からあきらかなように、時刻t
=0、すなわち、受波信号の指向方向が振動子配
列面に対して正面方向に一致するとき各々の局発
信号の位相が一致し、
−Ts≦t≦Ts
において、局発信号の各々の周波数Fc1乃至Fc7
が
Fc1=fc+3ABsinBt/Bt
Fc2=fc+2ABsinBt/Bt
Fc3=fc+ABsinBt/Bt
Fc4=fc
Fc5=fc−ABsinBt/Bt
Fc6=fc−2ABsinBt/Bt
Fc7=fc−3ABsinBt/Bt ……(15)
になるようにすればよい。たとえば、
fc=50×103Hz
d=λ/2、θs=π/4、Ts=1msec
とすると、
A=d/λ=1/2
B=θs/Ts=π/4×103
であるから、時刻t=−Tsのとき
〔Fc1〕50×103+1060〔Hz〕
t=−TS
又、時刻t=0のとき、
sinBt/Bt=1
であるから
〔Fc1〕50×103+1178〔Hz〕
t=0
又、時刻t=Tsのとき
〔Fc1〕50×103+1060〔Hz〕
t=TS
従つて、2msecに指向方向を−45度から+45
度まで変化させるとき、混合回路M1に導かれる
局発信号は、その周波数Fc1が基準周波数fcに対
して1060Hzだけ高い周波数から1178Hzだけ高い周
波数まで変化し、その後1060Hzだけ高い周波数ま
で復帰するごとく変化する。この周波数変化は第
8図の曲線R1のごとく表わされる。又、他の曲
線R2乃至R7は他の局発信号の周波数Fc2乃至Fc7
の変化を表わす。 U 1 (t)=V・sin2π(fc+3ABsinBt/Bt)t U 2 (t)=V・sin2π(fc+2ABsinBt/Bt)t U 3 (t)=V・sin2π(fc+ABsinBt/Bt)t U 4 (t) =V・sin2πfc・t U 5 (t)=V・sin2π(fc−ABsinBt/Bt)t U 6 (t)=V・sin2π(fc−2ABsinBt/Bt)t U 7 (t)=V・sin2π( fc−3ABsinBt/Bt)t...(14) Therefore, as is clear from the above explanation, the local oscillation signals guided to the mixing circuits M1 to M7 are at the time t.
= 0, that is, when the directivity direction of the received signal matches the front direction with respect to the transducer array surface, the phases of each local oscillation signal match, and when −Ts≦t≦Ts, the phase of each local oscillation signal matches. Frequency Fc 1 to Fc 7
Fc 1 = fc + 3ABsinBt / Bt Fc 2 = fc + 2ABsinBt / Bt Fc 3 = fc + ABsinBt / Bt Fc 4 = fc Fc 5 = fc - ABsinBt / Bt Fc 6 = fc - 2ABsinBt / Bt Fc 7 = fc - 3ABsinBt / Bt ...... ( 15) All you have to do is make it as follows. For example, if fc=50×10 3 Hz d=λ/2, θs=π/4, Ts=1 msec, A=d/λ=1/2 B=θs/Ts=π/4×10 3 Therefore, when time t=-Ts, [Fc 1 ] 50×10 3 +1060 [Hz] t= -TS Also, when time t=0, sinBt/Bt=1, so [Fc 1 ] 50×10 3 +1178 [Hz] t=0 Also, when time t=Ts [Fc 1 ] 50×10 3 +1060 [Hz] t=T S Therefore, the pointing direction changes from -45 degrees to +45 degrees in 2 msec.
When changing the local oscillator signal to the mixing circuit M1 , its frequency Fc1 changes from a frequency higher than the reference frequency fc by 1060Hz to a frequency higher by 1178Hz, and then returns to a frequency higher by 1060Hz. It changes like that. This frequency change is represented by curve R1 in FIG. Also, other curves R 2 to R 7 are frequencies Fc 2 to Fc 7 of other local oscillator signals.
represents a change in
第6図の読出し専用メモリ4′は、上記局発信
号の各周波数Fc1乃至Fc7にくり返し周波数が一
致する矩形波列を送出する。読出し専用メモリ
4′は、第4図の読出し専用メモリ4が7組内蔵
され、出力端01乃至07はカウンター3によつて指
定される記憶番地の記憶データーがそれぞれ独立
して読出される。 The read-only memory 4' in FIG. 6 repeatedly sends out a rectangular wave train whose frequency coincides with each of the frequencies Fc 1 to Fc 7 of the local oscillator signal. The read-only memory 4' includes seven sets of the read-only memories 4 shown in FIG. 4, and output terminals 01 to 07 independently read data stored at storage addresses designated by the counter 3.
カウンター3は第4図と同様に1/2分周器2の
出力パルスを計数し、その計数値によつて読出し
専用メモリ4′の記憶番地が指定される。従つて、
分周回路2からカウンター3へ送出されるパルス
列は、読出し専用メモリ4′の記憶データーの読
出しによつて生成される矩形波列の周期に比して
十分小さく設定されている。例えば、局発信号と
して用いる矩形波列のくり返し周波数を50KHzと
すると、その周期は20μsecであるから、カウンタ
ー3の計数パルスは0.5μsec程度に周期を設定す
ると、矩形波列の周期を1波長の1/40の精度で記
憶することができる。又、0.5μsecのクロツクで
2msec計数するとき、カウンター3の計数値は
4000まで変化するから、読出し専用メモリ4′は
各々のデーター出力01乃至07に対して4000の記憶
番地を有するものが用いられる。 The counter 3 counts the output pulses of the 1/2 frequency divider 2 in the same manner as in FIG. 4, and the storage address of the read-only memory 4' is designated by the counted value. Therefore,
The pulse train sent from the frequency dividing circuit 2 to the counter 3 is set to be sufficiently smaller than the period of the rectangular wave train generated by reading out the data stored in the read-only memory 4'. For example, if the repetition frequency of the rectangular wave train used as a local oscillator signal is 50 KHz, the period is 20 μsec, so if the counting pulse of counter 3 is set to a period of about 0.5 μsec, the period of the rectangular wave train is 1 wavelength. It can be memorized with an accuracy of 1/40. Also, when counting for 2 msec with a 0.5 μsec clock, the count value of counter 3 is
4000, a read-only memory 4' having 4000 storage addresses for each data output 01 to 07 is used.
読出し専用メモリ4′の記憶データーの読出し
によつて出力端01乃至07の各々から送出される矩
形波列は混合回路M1乃至M7においてそれぞれの
受波信号と合成され、加算器Σで加算された後、
フイルター回路FFによつて第3図と同様にして
特定周波の周波成分が抽出される。従つて、カウ
ンター3の計数値が一通り変化したとき、フイル
ターFFからは−θsからθsまでの各方向の受波信
号が順に送出される。そして、カウンター3は上
記のように2msecという極めて短時間に計数動
作を行なうから、上記受波信号の方向変化もこの
短時間内に行われる。したがつて、フイルター
FFから送出される各方向の受波信号はほぼ等距
離線上の受波信号が時分割的に送出されることに
なる。したがつて、カウンター3が計数動作をく
り返し行う時、フイルター回路FFからは等距離
線上の各方向の受波信号が各々の距離毎に送出さ
れる。なお、読出し専用メモリ4′の各出力端01
乃至07から送出される記憶データーはそれぞれの
ラツチ回路51乃至57によつてラツチされた後
各々の混合回路M1乃至M7へ送出される。フイル
ター回路FFから時系列的に送出される各方向の
受波信号は、ビデオ増幅器12によつてそれぞれ
増幅された後ブラウン管表示器7の輝度端子に導
かれる。ブラウン管表示器7はその偏向コイル8
に掃引回路9から掃引波が導かれることにより、
扇形ラスタが形成される。掃引回路9の掃引動作
はカウンター3の計数動作に連動して行なわれ
る。すなわち、送信器9は周期的に広範囲方向に
送波器11から超音波パルスを送波させると同時
に、カウンター3と掃引回路9をセツトして、受
波信号の指向方向とブラウン管表示器7の掃引方
向とを一致させる。なお、送波器11は振動子Z1
乃至Z7を送受波に兼用してもよい。 The rectangular wave trains sent out from each of the output terminals 01 to 07 by reading the data stored in the read-only memory 4' are combined with the respective received signals in the mixing circuits M1 to M7 , and added by the adder Σ. After being
A frequency component of a specific frequency is extracted by the filter circuit FF in the same manner as in FIG. Therefore, when the count value of the counter 3 changes once, the received signals in each direction from -θs to θs are sequentially transmitted from the filter FF. Since the counter 3 performs the counting operation in an extremely short period of 2 msec as described above, the direction change of the received signal is also performed within this short period of time. Therefore, the filter
The received signals in each direction transmitted from the FF are time-divisionally transmitted on substantially equidistant lines. Therefore, when the counter 3 repeatedly performs counting operations, the filter circuit FF sends out received signals in each direction on the equidistant line for each distance. In addition, each output terminal 01 of the read-only memory 4'
The stored data sent out from the respective latch circuits 51 to 57 are latched and then sent to the respective mixing circuits M1 to M7 . The received signals in each direction sent out in time series from the filter circuit FF are amplified by the video amplifier 12 and then guided to the brightness terminal of the cathode ray tube display 7. The cathode ray tube display 7 has its deflection coil 8
By guiding the sweep wave from the sweep circuit 9,
A sector raster is formed. The sweep operation of the sweep circuit 9 is performed in conjunction with the counting operation of the counter 3. That is, the transmitter 9 periodically transmits ultrasonic pulses from the transmitter 11 in a wide range of directions, and at the same time sets the counter 3 and the sweep circuit 9 to check the direction of the received signal and the cathode ray tube display 7. Match the sweep direction. Note that the transmitter 11 is a vibrator Z 1
Z7 may also be used for transmitting and receiving waves.
以上説明のように、この発明は、記憶回路の記
憶データーを読出すことにより周波数あるいは位
相が所望のくり返し周期で変化する任意の周波信
号を得ることができる。従つて、第6図のよう
に、所望方向の受波ビームを形成する場合に用い
て比較的簡単な構成で好適な装置を得ることがで
きる。あるいは、所望方向に超音波信号を送波す
る送波ビームを形成する場合にも用いて好適な装
置を得ることができる。すなわち、所望方向に超
音波信号を送波する場合は、複数個の超音波振動
子から送波される超音波が所望方向に対して等位
相波面を形成するように各振動子の励振位相を設
定すればよい。従つて、この場合は、第6図にお
けるラツチ回路51乃至57の矩形波列によつて振
動子を励振するだけで所望方向に超音波信号を送
波することができる。ただし、送波の場合は短形
波列の周波数が振動子の共振周波数に一致するよ
うに記憶回路4′に記憶データーを書込めばよい。
そして、各矩形波列の位相、従つて、周波数を上
記と同様にして時間的に変化させて、各振動子か
ら送波される超音波の等位相波面を時間的に変化
させることにより送波ビームの指向方向を時間的
に変化させることができる。 As described above, the present invention can obtain any frequency signal whose frequency or phase changes at a desired repetition period by reading out the data stored in the memory circuit. Therefore, as shown in FIG. 6, it is possible to obtain a suitable device with a relatively simple configuration for use in forming a receiving beam in a desired direction. Alternatively, it can also be used to form a transmission beam for transmitting ultrasonic signals in a desired direction to obtain a suitable device. In other words, when transmitting an ultrasonic signal in a desired direction, the excitation phase of each transducer is adjusted so that the ultrasonic waves transmitted from multiple ultrasonic transducers form equal phase wavefronts in the desired direction. Just set it. Therefore, in this case, the ultrasonic signal can be transmitted in the desired direction simply by exciting the vibrator with the rectangular wave train of the latch circuits 51 to 57 shown in FIG. However, in the case of wave transmission, the stored data may be written in the storage circuit 4' so that the frequency of the rectangular wave train matches the resonant frequency of the vibrator.
Then, the phase of each rectangular wave train, and thus the frequency, is changed over time in the same manner as above, and the equal phase wavefront of the ultrasound transmitted from each transducer is changed over time, thereby transmitting waves. The direction of the beam can be changed over time.
又、上記において、記憶回路4′は高密度の集
積回路が市販されているから、回路構成を従来装
置に比して非常に小型化、軽量化することがで
き、価格的にも十分安価にすることができる。 In addition, in the above, since the memory circuit 4' is a high-density integrated circuit that is commercially available, the circuit configuration can be made much smaller and lighter than the conventional device, and the price can be made sufficiently low. can do.
第1図、第2図及び第3図は超音波受波ビーム
を形成する装置を説明するための図、第4図はこ
の発明の実施例を示し、第5図はその動作を説明
するための図、第6図はこの発明を超音波受波ビ
ームを形成する装置に用いた場合の実施例、第7
図及び第8図はその動作を説明するための図を示
す。
1, 2, and 3 are diagrams for explaining an apparatus for forming an ultrasonic reception beam, FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram for explaining its operation. Figure 6 shows an embodiment in which the present invention is applied to an apparatus for forming an ultrasonic receiving beam, and Figure 7 shows an embodiment of the present invention.
8 and 8 show diagrams for explaining the operation.
Claims (1)
変化する周波信号の各位相毎の振幅データーが該
各位相に対応する記憶番地にあらかじめ書き込ま
れた記憶回路と、 上記所望の周波信号の周期に比して十分小さい
周期のクロツクパルス列を発生するクロツクパル
ス列発生回路と、 該クロツクパルス列を計数し、該計数値が対応
する上記記憶回路の記憶番地を上記特定時間に一
巡して指定する計数回路と、 該計数回路による上記記憶回路の記憶番地の指
定毎に読み出される記憶データーに応じた電圧
(電流)出力を次の記憶データーが読み出される
までの間送出するラツチ回路とを具備してなる任
意周波信号の生成装置。[Claims] 1. A memory circuit in which amplitude data for each phase of a frequency signal whose frequency or phase changes by a specific amount at a specific time is written in advance in a memory address corresponding to each phase; a clock pulse train generation circuit that generates a clock pulse train with a cycle sufficiently small compared to the signal cycle; and a clock pulse train generation circuit that counts the clock pulse train and cycles through the memory addresses of the memory circuit to which the counted value corresponds at the specified time. and a latch circuit that outputs a voltage (current) corresponding to the stored data read each time the counting circuit specifies a memory address in the memory circuit until the next stored data is read. An arbitrary frequency signal generation device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13614182A JPS5926084A (en) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | Generator for optional frequency signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13614182A JPS5926084A (en) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | Generator for optional frequency signal |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10600590A Division JPH0315787A (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Transmission equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5926084A JPS5926084A (en) | 1984-02-10 |
| JPH0121472B2 true JPH0121472B2 (en) | 1989-04-21 |
Family
ID=15168260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13614182A Granted JPS5926084A (en) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | Generator for optional frequency signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926084A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0255975A (en) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Koden Electron Co Ltd | Phase control circuit for multichannel pulse |
| JP2797034B2 (en) * | 1991-01-16 | 1998-09-17 | 株式会社ユニシアジェックス | Sine wave generation circuit |
-
1982
- 1982-08-03 JP JP13614182A patent/JPS5926084A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5926084A (en) | 1984-02-10 |
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