杂散音分散装置以及频率计测装置的制造方法_3

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xl~Fxn,利用 延迟电路DLcl~DLxn-I使基准信号Fe依次延迟,生成输出基准信号Fcl~Fen。此外,也 可以是,如图7的(D)所示,在相位调整部10中,以对被测定信号Fx以及基准信号Fe分别 实施的延迟量的增大顺序不同的方式进行布线并进行输入,从而以设定最大的相位差的方 式构成相位调整部10。
[0083] < 1-4 :延迟量的决定以及信号的延迟施加方法〉
[0084] 接下来,对延迟量的决定以及信号的延迟施加方法进行说明。如上所述,将输出被 测定信号Fxj与输出基准信号Fcj分别输入到FDSM(j)时的输出数据OUTj是由被测定信 号Fx的频率fx与基准信号Fe的频率fc之比决定的周期性的数据串。与不对被测定信号 Fx施加延迟而输入的情况相比,在向FDSM (j)输入对被测定信号Fx施加延迟后的输出被测 定信号Fxj和基准信号Fe时,数据串的周期以及数据串中出现的重复模式没有变化,但重 复模式的开始位置错开。在对施加延迟之前和之后的输出的重复模式的开始位置进行比较 时,随着对被测定信号Fx实施的延迟量增大,重复模式的开始位置阶梯状地变化。此外,在 对被测定信号Fx实施的延迟量与被测定信号Fx的Ka周期(Ka为自然数)变得相等时,输 出被测定信号Fxj与基准信号Fe的相对相位关系与施加延迟之前(被测定信号Fx与基准 信号Fe的相对相位关系)变得相等(条件A)。
[0085] 同样,即使在不对被测定信号Fx施加延迟而输入到FDSM(j)、且将对基准信号Fe 施加延迟后的输出基准信号Fcj输入到FDSM(j)的情况下,与不对基准信号Fe施加延迟而 输入的情况相比,输出数据OUTj的重复模式及其周期没有变化,但重复模式的开始位置错 开。在对施加延迟之前和之后的输出的重复模式的开始位置进行比较时,随着对基准信号 Fe实施的延迟量增大,重复模式的开始位置阶梯状地变化。在对基准信号Fe实施的延迟量 与基准信号Fe的Kb周期(Kb为自然数)变得相等时,被测定信号Fx与输出基准信号Fcj 的相对相位关系与施加延迟之前(被测定信号Fx与基准信号Fe的相对相位关系)变得相 等(条件B)。
[0086] 此处,满足条件A和条件B中的任意一个条件的延迟量中的最小的延迟量τ与被 测定信号Fx的1个周期和基准信号Fe的1个周期中较短的一个周期相等,对被测定信号 Fx或基准信号Fe实施的延迟量增大τ时的相对相位关系与施加延迟之前的状态变得相 等。在成为满足条件A和条件B中的任意一个条件的延迟量时,输出数据OUTj的重复模式 的开始位置与不施加延迟的情况一致。为了使杂散音分散,需要使重复模式的开始位置错 开。
[0087] 因此,针对具有被测定信号Fx和基准信号Fe的频率中的较高频率的一方的信号, 以对与该信号的1个周期相等的延迟量τ进行η分割的方式施加延迟并进行并联化,由 此,能够使被测定信号Fx和基准信号Fe的并联之间的相对相位关系分散,由此,使重复模 式的开始位置错开,由此,η个并联的FDSM(I)~FDSM(η)的输出数据OUTl~OUTn之间的 杂散音的相位关系发生分散。
[0088] 接下来,对如下情况进行说明:在设被测定信号Fx与基准信号Fe的相对相位关系 变得相等的延迟量为T时,无论是以对T进行η分割的方式对被测定信号Fx施加延迟并进 行并联化,还是以不对被测定信号Fx施加延迟而对T进行η分割的方式对基准信号Fe施 加延迟并进行并联化,η个并联的FDSM(I)~FDSM(η)的输出数据OUTl~OUTn之间的杂 散音的相位关系发生分散的效果是相同的。
[0089] 向FDSM(j)输入使基准信号Fe延迟δ后的信号的情况相比于向FDSM(j)输入不 对基准信号Fe施加延迟而使被测定信号Fx超前δ的信号的结构的情况,输出被测定信号 Fxj与输出基准信号Fcj的相对相位关系没有变化。由此,替代向FDSM(j)输入使基准信 号Fe延迟δ后的输出基准信号Fcj,考虑向FDSM(j)输入不对基准信号Fe施加延迟而使 被测定信号Fx超前δ的输出被测定信号Fx j,在研究输出数据OUT j的数据串时,不存在问 题。
[0090] 另一方面,输出被测定信号Fxj与输出基准信号Fcj的相对相位关系变得相等的 超前量等于延迟量T,因此,在以延迟量或超前量为变量时,可以说输出被测定信号Fxj与 输出基准信号Fcj的相对相位关系具有周期T。
[0091] 此处,无论是向FDSM(I)~FDSM(η)输入以对超前量T进行η分割的方式超前的 输出被测定信号Fxl~Fxn而进行并联化,还是向FDSM(I)~FDSM(η)输入以对延迟量T 进行η分割的方式施加延迟后的输出被测定信号Fxl~Fxn而进行并联化,都同样在相对 相位关系变得相等的周期T内使输出被测定信号与输出基准信号的相对相位关系分散。
[0092] 由此可知,无论考虑"以对T进行η分割的方式对基准信号Fe施加延迟"一"以对 T进行η分割的方式使被测定信号Fx超前"一"以对T进行η分割的方式对被测定信号Fx 施加延迟"中的哪一种方式,都同样使相对相位关系分散。将被测定信号Fx和基准信号Fe 对换,该情况也成立。
[0093] 根据以上说明,无论是以对T进行η分割的方式对被测定信号Fx施加延迟并进行 并联化,还是以不对被测定信号Fx施加延迟而对T进行η分割的方式对基准信号Fe施加 延迟并进行并联化,η个并联的FDSM(I)~FDSM(η)的输出数据OUTl~OUTn之间的杂散 音的相位关系分散的效果可以说是相同的。
[0094] 此处,作为使得输出被测定信号Fxj与输出基准信号Fej的相对相位关系变得相 等的延迟量T,可以以与被测定信号Fx的Ka周期(Ka为自然数)或基准信号Fc的Kb周期 (Kb为自然数)中的任意一方相等的方式来选择,但在设定较大的延迟量(Ka为2以上或 Kb为2以上)时,有时会在杂散音的相位关系的分散中产生失衡,因此,需要注意。此外,关 于不在杂散音的相位关系的分散中产生失衡的一般的条件,将在后面记述。
[0095] 在使得输出被测定信号Fxj与输出基准信号Fe j的相对相位关系变得相等的延迟 量中,最好选择最小的延迟量作为T,以便可以不考虑比T小的周期性。即,只要以与被测定 信号Fx的频率fx和基准信号Fc的频率fc中的频率较高的1个周期变得相等的方式决定 延迟量T,以对其进行η分割的方式施加延迟并进行并联化即可。如图9的例子所示,在频 率fx高于频率fc的情况下,以对被测定信号Fx的1个周期进行η分割的方式设定该延迟 量,对被测定信号Fx或基准信号Fc施加延迟并进行并联化,由此,输出数据OUTl~OUTn 之间的杂散音的相对相位关系发生分散,能够在输出数据OUTl~OUTn的合计值中利用抵 消效果。关于延迟信号彼此的相位差,作为最小的相位差而能够确保最大值的均等延迟是 合适的,此时,可得到最大的分散效果。
[0096] < 1-4-1 :被测定信号Fx的频率fx高于基准信号Fc的频率fc的情况>
[0097] 在图2所示的输出被测定信号Fxj与输出基准信号Fcj中,使得它们的相对相位 关系变得相等的最小的延迟量为,根据"fx > fc",因而为与被测定信号Fx的1个周期相等 的21yS。在设为n = 4的情况下,杂散音分散装置IA可以如图8那样构成。此处,延迟电 路DLxl~DLx3的延迟量为21/4 μ S。图9示出图8所示的杂散音分散装置IA的时序图。 如该图所示,输出数据OUTl~0UT4的模式是分散的,因此,频率Δ-Σ调制信号Y中分散 了杂散音。
[0098] < 1-4-2 :基准信号Fc的频率fc高于被测定信号Fx的频率fx的情况>
[0099] 接下来,对基准信号Fc的频率fc高于被测定信号Fx的频率fx的情况进行说明。 在设为η = 4的情况下,杂散音分散装置IA如图10那样构成。
[0100] 关于FDSM(j) (j为η以下的自然数)的动作,考虑相对于图2的例子,调换频率关 系,而将1个周期66 μ S的信号(15. 15kHz)作为被测定信号Fx,将1个周期21 μ S的信号 (47. 619047kHz)作为基准信号Fc。被测定信号Fx与基准信号Fc的频率比[fx :fc]由下 式给出:
[0101] fx :fc = l/66e 6:l/21e 6= 7 :22〇
[0102] 因此,被测定信号Fx的7个周期与基准信号Fc的22个周期的时间相等,按每一 66ySX7 = 21ySX22 = 462 yS,重复相同的数据串。作为FDSM(j)的动作,如图11所示, 以输出基准信号Fcj和输出被测定信号Fxj的上升沿变为一致的瞬间为起点,在输出基准 信号Fe j前进1个周期的期间内,输出被测定信号Fx j前进7/22个周期,计数数据Dc增加 0或1。
[0103] 在该情况下,如图12所示,在FDSM(j)的输出数据OUTj中出现462 μ S周期的数 据串"0100100100100100100100"。另外,图12的FDSM(j)动作开始时的第1锁存器22以 及第2锁存器23的输出不固定,因此,示出最初的462 μ S的数据串循环一次后的第二次循 环的数据串。
[0104] 频率比被测定信号Fx高的基准信号Fe的1个周期为21 μ S,因此,图10所示的延 迟电路DLcl~DLc3的延迟量为21/4 μ S。图13示出了图10所示的杂散音分散装置IA的 时序图。如该图所示,输出数据OUTl~0UT4的模式是分散的,因此,频率Δ - Σ调制信号Y 中,分散了杂散音。与此相对,从图10所示的杂散音分散装置IA去除相位调整部10后的 图5所示的装置的时序图成为图14所示那样。在该情况下,未分散杂散音,不能改善SNR。
[0105] 在第1实施方式的杂散音分散装置IA中,FDSM(I)~FDSM(η)生成数据流形式的 输出数据OUTl~OUTn。此外,如上所述,在设被测定信号Fx的1个周期和基准信号Fe的 1个周期中的较短的周期为Tx时,相位调整部10使被测定信号Fx和基准信号Fe中的一方 依次延迟Tx/n,生成输出被测定信号Fxl~Fxn和输出基准信号Fcl~Fen。
[0106] 此处,杂散音的周期取决于被测定信号Fx的1个周期和基准信号Fe的1个周 期,但不会低于Tx。另一方面,各个输出数据OUTl~OUTn中叠加的杂散音的相位取决于 向FDSM(I)~FDSM(n)提供的η组的输出被测定信号以及输出基准信号(Fxl、Fcl)、(Fx2、 Fc2)、一(Fxru Fen)的相位。如上所述,如果使被测定信号Fx和基准信号Fe的一方依次 延迟Tx/n,则能够使各个输出数据OUTl~OUTn中叠加的杂散音的相位按照Tx/n错开,能 够使各个输出数据OUTl~OUTn中叠加的杂散音的相位分散。
[0107] 此外,在如参照图7的(A)~(D)说明的那样,延迟的实施方法包括各种方式。杂 散音的相位取决于向FDSM提供的输出被测定信号以及输出基准信号的相位,因此,只要以 使得输出数据OUTl~OUTn中叠加的杂散音的相位按照Tx/n错开的方式,相对地调整被 测定信号Fx和基准信号Fe的相位,生成η组的输出被测定信号以及输出基准信号(Fxl、 Fcl)、(Fx2、Fc2)、…(FxruFcn)即可。
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