JPH01157604A - 擬似正弦波信号発生装置 - Google Patents

擬似正弦波信号発生装置

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JPH01157604A
JPH01157604A JP31652587A JP31652587A JPH01157604A JP H01157604 A JPH01157604 A JP H01157604A JP 31652587 A JP31652587 A JP 31652587A JP 31652587 A JP31652587 A JP 31652587A JP H01157604 A JPH01157604 A JP H01157604A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (al産業上の利用分野 この発明は、記憶されているデジタルデータを基に複数
の周波数を有する擬似正弦波信号を発生する擬似正弦波
信号発生装置に関する。
(bl従来の技術 1つの原発振器の出力を基に、安定した異なる周波数の
擬似正弦波信号を択一的に発生する擬似正弦信号発生装
置として第9図に示すものがある。同図において1は、
水晶発振子等を用い安定した基準信号を発する原発振器
であり、その出力はプログラマブル分周器20に加えら
れる。分周器20ば希望周波数を選択する制御信号CT
に対応して所定の整数分周比で基準信号を分周する。カ
ウンタ22は分周器20の出力信号をカウントし、カウ
ント値に応じてROM24のアドレス選択信号を出力す
る。ROM24には正弦波データが予め書き込まれてお
り、カウンタ22のカウントが進むに従って、順次読め
出されたデジタルデータは、D/Aコンバータ26によ
って、第10図(A)あるいは(B)のような正弦波形
に近似した段階波信号に変換される。同図かられかるよ
うに発生する信号の周波数は、分周比の選択によるRO
Mデータの読み出し速度によって決定されLので、段階
波の各段階でのステップ時間T。(T。・)は周波数に
応じて変化する。こうして得られた擬似正弦波段階信号
は、図外のフィルタ回路の通過により正弦波信号となる
(C1発明が解決しようとする問題点 従来のように整数の分周比によって周波数が決定される
構成であれば、接近した周波数の正弦波信号を発生させ
ようとすれば、原発振器の発振周波数を高く設定しなけ
ればならない。ところが、このような高い周波数信号を
扱う場合、回路動作を安定化するために動作電圧を高く
する必要があり、それに伴い動作電流が増大するという
欠点があった。この欠点は特にハソテリー駆動する場合
に、大きな障害となっていた。
この発明の目的は原発振器の周波数を低(して動作電圧
および動作電流を低減するとともに周波数精度の高い擬
似正弦波信号を発生する擬似正弦波信号発生装置を提供
することにある。
(d)問題点を解決するための手段 この発明の擬似正弦波信号発生装置は、基準周波数信号
発生回路と、その出力信号をカウントするカウンタと、
正弦波データを記憶し、前記カウンタ出力をアドレスと
する正弦波データメモリと、この正弦波データメモリの
出力信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータか
らなる擬似正弦波信号発生装置において、 前記カウンタを、発生すべき正弦波の周波数に対応した
周期をカウントするプログラマブルカウンタとし、 正弦波データメモリに、発生すべき正弦波の周波数ごと
のデータを記4.I したことを特徴としている。
(e)作用 この発明の擬似正弦波信号発生装置においては、基準周
波数信号発生回路は基準となる周波数信号を発生し、そ
の出力信号がカウンタによりカウントされる。正弦波デ
ータメモリばこのカウンタ出力をアドレスとして正弦波
データを順次発生し、D/Aコンバータによってアナロ
グ信号に変換される。この発明では、前記カウンタはプ
ログラマブルカウンタであり、発生すべき正弦波の周波
数に対応した周期をカウントする。また前記正弦波デー
タメモリには発生すべき正弦波の周波数ごとのデータが
記憶されている。
第2図(A)、  (B)は正弦波データメモリの内容
を波形として表したものであり、周波数の異なる二つの
例を示している。この発明では基準周波数信号発生回路
は発生すべき正弦波信号の周波数にかかわらす常に一定
の基準周波数信号を発生する。したがって同図に示すよ
うに発生された擬似正弦波信号のステフプTOは一定で
ある。同図(A)に示した例では正弦波データメモリに
O〜9の10個分のデータが記憶されていて、プログラ
マフルカウンタばO〜9を1周期としてカウントする。
同図(B)に示した例では正弦波データメモリに0〜1
4の15個分のデータが記憶されていて、プログラマブ
ルカウンタはこれを1周期としてカウントする。
このように原発振周波数の分周比を可変して正き正弦波
の周波数に対応した周期をカウントするために用い低い
周波数を基準周波数とすることができる。
(f)実施例 第1図はこの発明の擬似正弦波信号発生装置が適用され
た1実施例である電話機におけるDTMF (Dual
 Tone Multi Frequency)信号発
生装置のブロック図である。図において1は比較的低周
波の基準周波数信号発生回路であり、プログラマブルカ
ウンタ2,3は基準周波数信号をカウントする。4〜1
1は発生すべき正弦波信号の周波数に応じて予め正弦波
データが書き込まれているROM(正弦波データメモリ
)である。信号CBI〜CE4およびREI〜RE4は
それぞれダイアルテンキー17の押下に対応して発生す
るカラム(C0L)側の周波数選択信号およびロウ(R
OW)側の周波数選択信号である。前記プログラマブル
カウンタ2.3はそれぞれ選択信号によって予め定めら
れている周期でカウントを行い、ROM4〜7のいずれ
か一つとROM8〜11のいずれか一つが選択されてカ
ウンタの内容によってアドレス指定が行われる。ROM
から読み出されたデータはそれぞれD / Aコンバー
タ12.13によってアナログ信号に変換され重畳され
る。その後増幅回路およびローパスフィルタを経て電話
回線へDTMF信号として送出される。
第3図(A)、  (B)および第4図(A)、(B)
は同装置の具体的回路図である。
図において1はインバータ、水晶発振子、抵抗、コンデ
ンサから構成された基準周波数信号発生回路であり、3
2.768kHzの基準周波数信号を発生する。30〜
36はそれぞれD型フリップフロップであり、EX−N
ORゲート37とともに7ビツトの原像ランダムカウン
タを構成している。38はフリップフロップ30〜36
の7ビソト出力の値が所定値に達したことを検出するR
OM(デコーダ)である。39.40,41.42はR
OM38の出力信号に応じてフリップフロン130〜3
6をリセットするための回路である。以上の回路によっ
て第1図に示したプログラマブルカウンタ3を構成して
いる。なお、第3図(A)において上部半面に示した回
路は前述の回路構成と同一であり、第1図に示したプロ
グラマブルカウンタ2を構成している。
プログラマブルカウンタの動作は次の通りである。
第5図は前記プログラマブルカウンタのりセット解除後
のタイミングチャートである。ここでRとCは各フリッ
プフロップ30〜36に入力されるリセット信号とクロ
ック信号であり、OQ〜6Qはフリップフロップ30〜
36のQ出力である。まず各フリップフロップはすべて
リセット状態であり32.36のQ出力は” L ”で
あるため、ゲート37の出力はH”である。したがって
リセット解除後の最初のクロックの立ち上がりでフリッ
プフロップ30がセットされる。30のQ出力が“トI
パとなることにより次のクロックの立ち上がりでフリッ
プフロップ31がセットされる。
31のQ出力が“H”となることによりさらに次のクロ
ックの立ち上がりでフリップフロップ32がセットされ
る。32のQ出力が“H″となることによりケート37
の出力がL”となり、次のクロックの立ち上がりでフリ
ップフロップ30がリセットされフリップフロップ33
はセットされる。以下同様にしてカウント動作を行う。
なお、この実施例ではすべてのフリップフロップに共通
のクロック信号を与えているため各ビット間の遅延が生
じない利点がある。
第4図(A)、(B)は第3図(A)に示したROM3
8および38′の論理回路である。第4図(A)におい
て信号REI〜RE4はカウンタの周期を選択する信号
であり、例えばREIが“H”であればNANDゲート
38aが選択される。各NANDゲー1−38a 〜3
8dの入力には前記7ビソトのカウンタ出力が選択的に
接続されている。例えばゲート38aはその入力にoo
o。
010の7ビツトデータが入力されたとき“L”を出力
し、その結果ゲー)38eの出力RCOを” H”とす
る。前記7ビツトのデータは第5図に示したカウンタの
26ステツプ目の値であり、RElが選択されていると
きカウンタがOから26までカウントしたときRCOが
“H”となる。同様にゲート38b、38c、38dは
カウンタの値がそれぞれ48,21.19となったとき
RCOが“H”となる。
以上のようにしてRCO信号が”H”となれば第3図(
A)に示したフリップフロップ39はクロックの立ち下
がり (インパーク42を介して反転されたクロック信
号が与えられている)で七ソ1−され、続くクロックの
立ち上がりでNANDゲート40の出力が“L”となり
、ゲーI・41の出力が“H”となる。その結果フリッ
プフロップ30〜36がすべてリセットされる。このよ
うにして信号REI〜RE4のいずれか一つを選択する
ことによって四通りの周期でカウント動作を行う第3図
(B)は第1図に示した正弦波データを記憶するROM
4〜11とD/Aコンバータ12.13部分の具体的回
路図である。図に示すように正弦波データを記憶する各
ROMには前記プログラマブルカウンタのデータがアド
レスとして入力されていて、5ビツトのデータを出力す
る。例えは信号REIが与えられるとROM8が選択さ
れ、プログラマブルカウンタのカランI・値をアドレス
とする5ビツトのデータを出力する。図において]、4
.15はROMから出力された各ビットの信号を電圧信
号VREF 1またはVREF3に変換するアナログス
イッチである。アナログスイッチから出力された電圧信
号はラダー型り/Aコンハーク12.13によってそれ
ぞれアナログ信号に変換され重畳される。オペアンプ1
6ば前記基準電圧VREF 1とV R,E F 3の
中点電圧VREF2を基準にして増幅を行う。
以上のようにして信号RBI〜RB4とCBI〜CE4
をそれぞれ選択することによって所定の2周波信号の重
畳されたDTMF信号が得られる第6図(A)はCCI
 T T (The Internationa] T
elegraph and Te1ephone Co
n5ultative Comtn*ttee)の勧告
で定められているD T M、 F信号の周波数などを
示している。図においてFSはROW1〜ROW4とC
0LI〜C0L4の各規格上の周波数であり、TsばF
sの1周期を示している。Sば原発振器の周波数を32
.768kHzとしてこれを基準周波数とした場合に正
弦波の1周期を構成するカウンタのステップ数を示して
いる。TaはSのステップ数で得られる正弦波の1周期
であり、ΔTは規格」二の周期Tsに対する実際の周期
Taの誤差を示している。このように実際の正弦波信号
の周期Taが規格上の周期Tsに最も近似するステップ
数Sを求めそのステップ数分の正弦波データをメモリに
予め書き込んでいる。
但しROW2.ROW3およびC01−2の信号につい
ては2周期分の正弦波データを1単位周期として用いて
いる。これは次に述べる理由による。
第6図(B)はROW2.ROW3.C0L2について
1周期分の正弦波データをメモリに書き込む場合につい
て表している。図に示ずようにCoL2の誤差ば±1.
5%の規格から外れている。ROW2とROW3につい
ては一応規格内であるか、原発振器を構成する発振子の
初期バラツキや温度変化、電圧変化によるバラツキなど
を考慮して総合的に±1.5%の規格に収める必要があ
る。そこで、発生すべき正弦波信号の複数周期を1単位
として扱い正弦波データメモリにその1単位のデータを
書き込む。この場合第6図(A)に示したように2周期
分を1単位周期として扱うことにより、R,OW2.R
OW3.C0L2のいずれも周波数偏差を規格内に収め
ている。
正弦波データメモリのデータを5ビツトで表し、1単位
周期を正弦波の−(1/2)π〜(3/2)πの範囲を
書き込むものとすれば、カウンタのステップmに対する
正弦波データの値Vは次の計算式により求められる。
V=  (31(1−cosmθ))/2ここで θ=nX360°/S(n:単位周期の数)(S:全ス
テップ数) m=0.1.2・・・・ 第7図は一例としてROWIについてプログラマブルカ
ウンタのステップ1正弦波データメモリのアドレス、そ
のデータおよびレベルとの関係を示している。また第8
図は各周波数の正弦波信号を発生ずる際に用いられる正
弦波データの記憶内容を波形として示し、(A)〜(D
)はROWI〜ROW4、(E)〜(H)はC0L1〜
C0L4の正弦波データに対応している。
なお、この発明の実施例によれば基準周波数信号発生回
路に32.768kHzの水晶発振子を用いているが、
これは時計用として大量生産されていて、安定供給およ
び低コスト化を図ることができる。さらにこの基準周波
数信号を分周して1砂体号を得ることができるため、時
計機能を備える場合に特別な原発振器などが不要となる
(g)発明の効果 以上のようにこの発明によれば、基準周波数信号を比較
的低周波とし、例えば原発振器の周波数を、発生すべき
正弦波信号の周波数の数倍から数十倍と低く設定するこ
とが可能であり、回路の動作電圧および動作電流を低減
することができる。
特にDTMF信号を発生ずる回路は通常ダイヤル番号を
バノテリーハソクアソプするIC内に設けられていて、
C−MO5回路で構成されているため、基準周波数が低
くなったことによりその動作電流を大幅に低減すること
ができる。例えば従来のように原発振器の周波数が3.
58Mf(zであれば4.30 p Aであったものを
、32.768kHzとしたことにより16μ八となり
動作電流を約4%にまで低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の擬似正弦波信号発生装置の適用され
る電話機におけるDTMF信号発生装置のブロック図で
ある。第2図(A)、  (B)はこの発明の詳細な説
明するための図である。第3図(A)、  (B)はD
TMF信号発生装置の具体的回路図、第4図(A)、 
 (B)は第3図(A)に示したROM38と38′の
具体的回路図である。第5図は同装置におけるプログラ
マブルカウンタのタイムチャート、第6図(A)、  
(B)はDTMF信号の規格と各正弦波信号を発生ずる
ためのステツプ数および周波数誤差などとの関係を表し
ている。第7図はROWIについて正弦波データメモリ
に記憶されている内容を表している。第8図(A)〜(
H)は各正弦波データメモリの記憶内容を波形として表
した図である。第9図は従来の擬似正弦波信号発生装置
のブロック図、第10図は従来の擬似正弦波信号発生装
置の動作を説明する図である。 1−基準周波数信号発生回路、 2.3−プログラマブルカウンタ、 4〜11−正弦波データメモリ、 12.13−D/Aコンハーク。 第8図 (D) 第8図 (E) く−α  丁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基準周波数信号発生回路と、その出力信号をカウ
    ントするカウンタと、正弦波データを記憶し、前記カウ
    ンタ出力をアドレスとする正弦波データメモリと、この
    正弦波データメモリの出力信号をアナログ信号に変換す
    るD/Aコンバータからなる擬似正弦波信号発生装置に
    おいて、 前記カウンタを、発生すべき正弦波の周波数に対応した
    周期をカウントするプログラマブルカウンタとし、 正弦波データメモリに、発生すべき正弦波の周波数ごと
    のデータを記憶したことを特徴とする擬似正弦波信号発
    生装置。
  2. (2)前記正弦波データメモリに、発生すべき正弦波信
    号の複数周期分のデータを記憶した特許請求の範囲第1
    項記載の擬似正弦波信号発生装置。
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