JPH02216511A - 正弦波発生回路 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、関数ＲＯＭを用いて正弦波を発生する正弦
波発生回路に係り、デジタルシグナルプロセッサにおけ
る波形発生プログラムのステップ数を短縮するようにし
たものである。

（従来の技術） 例えばＳＩＮカーブのデータを書込んだ関数ＲＯＭを用
い、アドレス制御によって正弦波を得る正弦波発生回路
がある。

第３図はこのような正弦波発生回路の動作を示す波形図
である。

先ず、出力正弦波データの周波数は、第４図ａに示す鋸
歯状波データの周１］ｆＨ，即ちスロープの傾斜角によ
って決定される。この鋸歯状、波データは、サンプリン
グ間隔で一定値のデータを積分することによって得られ
る。この鋸歯状波データの正負の絶対値をとると、第４
図すに示す三角波が得られる。更に、第４図Ｃの三角波
は、第４図ｂの三角波の基準レベルを負側にシフトした
ものである。次に、第４図Ｃの三角波を鋸歯状波のとき
と同様に絶対値化する。これにより第４図ｄに示すよう
に、始めの鋸歯状波データに対し周波数が２倍の三角波
を得る。このような周波数の三角波は、その１個分の三
角波区間が、第４図ｆにて示す出力正弦波の半周期に等
しいので、前半のスロープの傾きをアドレス化し、この
アドレスによって正弦波の４分の１周用分を関数ＲＯＭ
より読出すことができる。この４分の１周期分を読み出
し終えると、前記アドレス信号は飽和するので、次に、
アドレスを第４図ｄに示す三角波における後半のスロー
プに対応させて減少することで、出力正弦波の２分の１
周期分のデータを読出すことができる。これにより関数
ＲＯＭより得られる波形を第４図ｅに示す。この第４図
ｅの波形は、出力正弦波の負の半周期を反転したもので
あり、関数ＲＯＭから出力した第４図ｅの正弦波を極性
判定して符号を付すことによって、出力正弦波を生成す
ることができる。

第５図は、第４図のような方法で正弦波形を出力する回
路を示す。この回路は、実際には、デジタルシグナルプ
ロセッサの各構成要素を、波形発生プログラムに基づき
動作させた時に構築されるものである。

第５図において、加算回路４１．ワーキングレジスタ（
以下単にレジスタと呼ぶ）４２及びＲＡＭ（＃１）４３
は、加算回路４１に入力する周波数決定データをレジス
タ４２及びＲＡＭ４３を介して加算回路４１に帰還し、
レジスタ４２より第４図ａの鋸歯状波データａを発生す
る積分手段である。

この積分手段より後段の、絶対値回路４４．レジスタ４
５．加算回路４６．係数ＲＯＭ　４７．レジスタ４８゜
絶対値回路４９．レジスタ５１及びアドレスレジスタ５
２は、関数ＲＯＭ５４のアドレスを作成する手段であっ
て、レジスタ４５の出力は、第４図すの三角波データと
なり、レジスタ４８の出力は、第４図Ｃの三角波データ
、レジスタ５１の出力は第４図ｄの三角波データとなる
。また、係数ＲＯＭ４７は、三角波データｂを半値幅分
ダウンシフトする係数＋０゜５を発生している。

しかして、アドレスレジスタ５２は、レジスタ５１から
の三角波データｄを関数ＲＯＭ５４のアドレス体系に合
わせたデジタル値に変換して保持し、更に、加算器５３
でＳＩＮデータで正弦波発生に適したアドレスにする。

このアドレスは関数ＲＯＭ５４を制御して、該ＲＯＭ５
４に記憶された正弦波データを読出す。読みされたデー
タは、第４図ｅに示すものとなり、レジスタ５５を介し
てＲＡＭ（＃３）５６に蓄える。

一方、ＲＡＭ（＃２＞５０からの三角波データＣは、レ
ジスタ５８を介して極性判定回路５７に入力する。また
、ＲＡＭ（＃３）５Ｇからの波形データｅも極性判定回
路５７に入んする。これによって極性判定回路５１から
は極性が決定された正側半周期正弦波と負側半周期正弦
波データとを出力する。これらのデータのうち、正側半
周１引止弦波データは、＋１を出力する係数ＲＯＭから
のデータと乗算器６１で乗算し、この乗算結果は出力正
弦波の正側半周期分として出力する。また、負側単周期
正弦波データは、−１を出力する係数ＲＯＭ６０からの
データと乗算し、この乗算結果は出力正弦波の負側半周
期分として出力する。

以上のような正弦波発生回路は、デジタルシグナルプロ
セッサにおいて、所定の命令に基づき、指定したレジス
タや演算回路が動作して、各種波形データが得られる。

第６図は第５図の回路による正弦波発生プログラムを示
すフローチャートを示す。８６１〜Ｓ８１は各命令ステ
ップを示し、右側に結果である波形データを示す。この
フローチャートにおいて、ステップ８６３．６４は、ス
テップ３６２の結果をステップ８６５で使用するため、
８６２の結果である１ｉｉｆｉｌ状波データａの生成を
持つために設（プる空ステップである。また、ステラ７
　Ｓ　６７、　ＢＩＮ；Ｌ、係数ＲＯＭ４７の出力と三
角波データｂとの加算のための空ステップである。同様
に、ステップ３７０〜７１は、ステップＳ６９のための
空ステップ、ステップ３７５は１で八Ｍ５０の内容をレ
ジスタ５８に転送する際の空ステップ、ステップ８８０
，８８１は、出力動作のた〃）の空ステップである。

このような空ステップは、命令が実行され、結果がでる
までには、乗算器や加算回路の特性等が異なる等の理由
によって、多少時間がかかるため、プログラムを遅延し
て、前のステップの演算結果を待つものである。

そこで、このような空ステップを有効に利用して、他の
演算を行うようにすれば良い。しかしながら、第５図の
回路の場合、ステップ８７７のように、極性判定回路５
７における条件分岐命令がある。

プログラムの途中で上記のような条件分岐命令を使うと
、ステップ８０．８１等の極性判定のための空ステップ
の数が変わってしまうことがあり、ステップ８６３．８
６４．８６７、８６８等の空ステップを有効利用するこ
とができない。

（発明が解決しようとする課題） 上記のごとく、デジタルシグナルプロセッサを使って、
プログラムにより正弦波を発生する関数発生回路におい
ては、演算器の特性や、演算の種類によってプログラム
の演算処理命令が実行され、結果が出るまでに数ステッ
プの空ステップが生ずる場合がある。そこで、この様な
空ステップを有効利用して他の演算処唾を行うことが考
えられるが、極性判定等の条件分岐命令を含む場合は、
この条件分岐命令での空ステップ数が変化するので、空
ステップの有効利用を図れず、演算時間が長くなるとい
う欠点があった。

この発明は上記問題点を除去し、条件分岐命令を使わず
に正弦波を発生し、空ステップを有効利用することがで
きる正弦波発生回路の提供を目的とする。

［発明の構成］ （′Ｉｉ題を解決するための手段） この発明は、出力正弦波データの周波数を決定する入力
データを積分し、所定傾斜角の鋸歯状波データを発生す
る積分手段と、前記鋸歯状波データより前記出力正弦波
データの２倍の周波数に対応したアドレスデータを生成
するアドレス生成手段と、前記アドレスデータによって
アクセス動作し正弦波形の半周期分が一方極性に偏移し
た波形を発生する関数ＲＯＭとを具備し、記鋸歯状波デ
ータより前記出力正弦波と同一周波数の方形波データを
作成する方形波作成手段と、この方形波作成手段の方形
波データと前記関数ＲＯＭの出力する波形データを乗算
して正弦波データを得る乗算手段を設けている。

（作用〉 このような正弦波発生回路によれば、関数ＲＯＭを読出
し制御するアドレスの生成と、関数ＲＯＭの出力に基づ
き演算によって出力正弦波データを得る方形波データの
生成を並行して行う。また、極性判定等の条件分岐命令
がない。これにより、それぞれのプログラム中における
空ステップを互いに利用して全体としてのプログラムを
進行することができ、正弦波発生プログラムのステップ
数の削減を図り、演算時間を短縮することができる。

（実施例） 以下、この発明を図示の実施例によって説明する。

第１図はこの発明に係る正弦波発生回路の一実施例を示
す回路図である。

第１図において、加算回路１１．レジスタ１２．ＲＡＭ
　（＃　１　）　１３．絶対値回路１４．レジスタ１５
．加算回路１６．係数ＲＯＭ　１７．レジスタ１８．絶
対値回路１９．レジスタ２１．アドレスレジスタ２２及
び加算回路２３は、従来と同様の構成であり、出力正弦
波の２倍の周波数を有する三角波データを発生する。

即ち、加算回路１１．レジスタ１２．　ＲＡＭ　（＃　
１　）１３は、周波数を決定する入力データ積分して、
鋸歯状波データａを作成する積分手段を構成する。

次段の、絶対値回路１４とレジスター゛１５は、鋸歯状
波データａを絶対値化して三角波データｂを作成する。

この三角波データｂは、係数ＲＯＭ１７からの係数−０
，５と加算し、レジスタ１８に格納して三角波データＣ
となる。絶対値回路１９は、上記三角波データＣの絶対
値をとり、レジスタ２１に格納する。レジスタ２１の出
力はアドレスレジスタ２２を介して加算回路２３でＳＩ
Ｎデータと加算し、関数ＲＯＭ２４を読出すアドレスと
なる。

一方、レジスタ１２の出力する鋸歯状波データａは、係
数ＲＯＭ３２からの係数＋０．５を一方に入力する加算
回路３１の他方に入力する。鋸歯状波データａに＋０．
５を加算することで、鋸歯状波データａより位相が半周
期ずれた鋸歯状波データＱを得る。

加算回路３１の出力はレジスタ３３を介して加算回路３
４の一方に入力する。加算回路３４の他方には係数ＲＯ
Ｍ３５からの係数＋１を入力しており、これにより、加
昇回路３４からは、鋸歯状波データｂを更に半周期会同
一方向にずらした鋸歯状波データ１）を得る。この鋸歯
状波データｈは、一方に鋸歯状波データｑの入力した加
算回路３７の他方に入る。

加算回路３１からは、鋸歯状波データｑとｈを加算（合
成）した波形データｉを出力する。この波形データｉは
、方形波データであり、レジスタ３８に保持する。

しかして、関数ＲＯＭ２４から読出される波形データｅ
は、乗ｎ器３９で前記方形波データｉと乗算する。これ
により、乗算器３９から入力データの指定する周波数に
応じた正弦波データを出力することになる。

第２図は上記構成の動作を説明する波形図である。

第２図において、波形（ａ）　、　（０）　、　（ｈ）
　、　ｍ　。

（ｅ）及びｍは、それぞれ第１図で示した各部動作波形
データに一致している。尚、三角波データｂ、三角波デ
ータＣ０三角波データｄは、それぞれ第４図の波形と同
じになるので省略しである。

第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）によれば、鋸歯
状波デー９０は、鋸歯状波データａを、（１／２）ｆＨ
だけ進ませた鋸歯状波になる。同様に、鋸歯状波データ
ｈは、鋸歯状波データ９を（１／２）ｆｌｌだけ進ませ
た鋸歯状波となる。そして、加算回路３１は、これらａ
ｍｍ状波データ上ｑを加算している。これは、アナログ
波形の波形合成と対応して考えることができ、両波形デ
ータを加算すると、第２図ｍに示すような方形波データ
となる。この方形波データは、出力正弦波の周波数と同
じである。

次に、関数ＲＯＭ２４からは、従来と同様に、正弦波形
の半周期分が正側に偏移した波形であり、この波形ブタ
−ｅと方形波データｉとを乗算器３９で乗算すると、第
２図（「）に示すような目的とする正弦波を得ることが
できる。つまり、方形波データｉの２つのレベルは、デ
ジタル的な固定係数（例えば＋１と−１）と考えること
ができ、正側に偏移した各半周期分の正弦波に対して、
極性をｑえたことになる。こうして、乗算器３９から出
、方正弦波データを出力する。

このような構成によれば、波形データａ−ｄ及びｑ、ｈ
を１りる手段並びに、方形波データと関数ＲＯＭ２４の
出力を得る手段は、全て演算手段て・構成され、従来の
回路のように、極性判別のための条件分岐命令を含まな
い。

第３図はこの実施例による正弦波発生プログラムを示ず
。

ステップ８１１は、加算回路１１に入力データを供給り
る処理である。ステップＳ１２は、前記加算回路１１．
レジスタ１２及びＲＡＭ（＃１）１３の行う積分処理で
あり、これによって、レジスタ１２より鋸歯状波データ
ａを発生する。次の、ステップ３１３は上記積分処理の
ために空ステップである。積分処理は、本来２ステツプ
必要であるが、この場合、この２ステツプ目に相当する
ステップ８１４で（第６図でステップ６４参照）鋸歯状
波データｑの演算を行っている。

続く、ステップ８１５で三角波データｂを柑成し、更に
、ステップ３１６で三角波データＣを作成する。

このステップ８１６も本来２ステップ分く第６図ステッ
プ＄６７、８８８）参照）の空ステップを必要とするが
、この実施例では、これらの空ステップに相当するステ
ップ８１７と３１８”？−１鋸歯状波りの作成を行うこ
とができる。

更に、ステップＳ１９は、三角波データｄを作成してい
る。このステップＳ１９の場合も、本来は、続くステッ
プＳ２０．　Ｓ２１が空ステップとなるが、実施例の場
合、これらのステップ３２０．３２１で方形波データｉ
を作成している。

ステップＳ２２と８２３は、関数ＲＯＭ２４より波形デ
ータｅを読出す処理である。そして、次のステップ８２
４は、乗算器３９の行う処理であり、関数ＲＯＭ２４の
出力データｅと方形波データｉとを乗算している。

このように、この発明は、関数ＲＯＭ２４の出力データ
ｅを極性付けするための判定処理が不要であり、全て加
算と乗算の処理で行うことができる。

そして、特に従来、極性判定を行っていた、ステップＳ
７７に相当する処理を、ステップ８２４の乗算処理で行
う。このような乗算処理は、極性判定のように、空ステ
ップ数が変わることがなく、例えばステップ８２５．８
２６のように、常に２個の空ステップの後にステップ８
１１に戻ることができる。

従ってζステップ８１２．８１６．８１９等の空ステッ
プに、方形波データ作成のためのステップ８１４゜８１
７、８１８及びＳ　２０．２１をおくことができ、空ス
テップの有効利用を図ることができる。このため、７０
グラムのステップ数を削減することができ、デジタルシ
グナルプロセッサの演算処理時間を短くすることが可能
となる。

このようなデジタルシグナルプロセッサを、例えば電子
音発生装置を備えたビデオテックス受信端末に備えるこ
とで、音声処理の時間が短縮され、他の処理に要する時
間を多くとることができる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、デジタルグナル
プロセッサにおける波形発生プログラムの空ステップを
有効利用し、演算プログラムを短縮することができると
いう効果がある。

４、図面の１！！ｌｌ１１な説明 第１図はこの発明に係る正弦波発生回路の一実施例を示
す回路図、第２図は第１図の実施例の動作を説明する動
作波形図、第３図は第１図の実施例を実現するプログラ
ムの一例を示すフローチャート、第４図は従来の正弦波
発生方法を説明する動作波形図、第５図は第４図の方法
で正弦波を発生する従来の正弦波発生回路を示す回路図
、第６図は従来の正弦波発生プログラムを説明するフロ
ーチャートである。

Ｉｔ、　２３．３４．３７・・・加算回路、１２．１５
．１８．２１゜２３、３６．３８・・・レジスタ、１３
・・・ＲＡＭ、　１４．１９・・・絶対値回路、１７．
３２．３５・・・係数ＲＯＭ、２２・・・アドレスレジ
スタ、２４・・・関数ＲＯＭ、３９・・・乗算器、ａＷ
Ａ歯状波データ、ｄ・・・三角波データ（アドレスデー
タ）、ｅ・・・関数ＲＯＭデータ、Ｑ、ｈ・・・鋸歯状
波データ、ｉ・・・方形波データ、ｆ・・・出力正弦波
。

第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 出力正弦波データの周波数を決定する入力データを積分
   し、所定傾斜角の鋸歯状波データを発生する積分手段と
   、 この積分手段からの前記鋸歯状波データより前記出力正
   弦波データの２倍の周波数に対応したアドレスデータを
   生成するアドレス生成手段と、前記アドレスデータによ
   ってアクセス動作し正弦波形の半周期分が一方極性に偏
   移した波形を発生する関数ＲＯＭと、 前記鋸歯状波データより前記出力正弦波と同一周波数の
   方形波データを作成する方形波作成手段と、 この方形波作成手段の出力する方形波データと前記関数
   ＲＯＭの出力する前記波形データとを乗算して正弦波デ
   ータを得る乗算手段とを具備して成る正弦波発生回路。