JPH0693671B2

JPH0693671B2 - 乗算回路

Info

Publication number: JPH0693671B2
Application number: JP31632487A
Authority: JP
Inventors: 直哉鳥居; 良太秋山; 充宏東; 高行長谷部
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPH01158809A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕アナログ入力信号と方形波信号とを乗算する乗算回路に
関し、演算増幅器の個数を少なくして経済的な構成とすること
を目的とし、アナログ入力信号と方形波信号とを乗算し、乗算出力信
号をサンプリング・バンドパス・フィルタを介して出力
する乗算回路に於いて、前記アナログ入力信号の非反転
信号と反転信号とを出力する入力部と、該入力部からの
前記非反転信号と反転信号とを前記方形波信号により切
替出力する乗算部と、該乗算部の出力信号を加える折返
防止フィルタとを設けて構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、アナログ入力信号と方形波信号とを乗算する
乗算回路に関するものである。

通話内容を盗聴されないように、音声信号を周波数分割
置換方式により秘話信号とする方式が知られている。こ
の方式に於いては、アナログ音声信号と方形波信号とを
乗算し、その乗算出力信号をバンドパス・フィルタに加
え、そのバンドパス・フィルタによって所定の周波数領
域の信号を抽出する構成を有し、そのバンドパス・フィ
ルタを小型化する為に、スイッチト・キャパシタ・フィ
ルタ等のサンプリング・フィルタにより構成している。
このようなサンプリング・フィルタを用いることによ
り、折返歪が生じるからバンドパス・フィルタの前段に
折返防止フィルタを設けるものである。

〔従来の技術〕

周波数分割置換方式により音声信号を秘話信号に変換す
る秘話方式は、第４図に示すように、アナログ入力信号
の周波数帯域を、例えば、１〜５に５分割し、置換用の
鍵に従って、例えば、帯域１を帯域２に、帯域２を帯域
５に、帯域３を帯域１に、帯域４を帯域３に、帯域５を
帯域４にそれぞれ置換し、置換された信号を合成するこ
とにより、アナログ入力信号の各帯域成分が入れ替えら
れた秘話信号となる。

このような周波数分割置換方式を適用した従来例のブロ
ック図を第５図に示す。同図に於いて、31は入力増幅器
（AMP）、32−１〜32−５は乗算器（MLT）、33−１〜33
−５は折返防止フィルタ（ANT）、34−１〜34−５はバ
ンドパス・フィルタ（BPF）、35−１〜35−５は乗算器
（MLT）、36は加算回路（ADD）、37はローパス・フィル
タ（LPF）である。

アナログ入力信号は入力増幅器31により増幅され、乗算
器32−１〜32−５に於いてそれぞれ方形波信号f₁〜f₅と
乗算され、乗算出力の変調信号は、折返防止フィルタ33
−１〜33−５を介してバンドパス・フィルタ34−１〜34
−５に入力される。

このバンドパス・フィルタ34−１〜34−５は、ディジタ
ル・フィルタやスイッチト・キャパシタ・フィルタによ
り構成することにより、小型化が図られており、例え
ば、サンプリング周波数128KHzのサンプリングクロック
信号によりサンプリング処理が行われる。又方形波信号
f₁〜f₅の周波数選定により、バンドパス・フィルタ34−
１〜34−５を同一中心周波数の同一構成とすることがで
きる。

折返防止フィルタ33−１〜33−５は、バンドパス・フィ
ルタ34−１〜34−５に於けるサンプリング処理によって
折返歪が生じることを防止する為のものであり、通常
は、演算増幅器を用いた２次或いは３次の能動フィルタ
構成が用いられる。

バンドパス・フィルタ34−１〜34−５の出力信号は、乗
算器35−１〜35−５に加えられて、周波数帯域の置換を
行う為の周波数の方形波信号f₁′〜f₅′と乗算され、乗
算出力の変調信号は加算回路36により加算され、ローパ
ス・フィルタ37により変調信号の低域成分が秘話信号と
して出力される。

第６図は従来例の乗算回路を示し、41,42はスイッチ回
路、43は演算増幅器、44はアナログ入力信号の入力端
子、45は方形波信号の入力端子、46は出力端子、R0,R1,
R2,R3は抵抗であり、入力インピーダンスを一定とする
と共に出力インピーダンスを小さくできるように演算増
幅器43を設けているものである。

又スイッチ回路41,42は電界効果トランジスタ等により
構成され、方形波信号が、例えば、“1"の時に図示状態
となり、“0"の時に図示と反対側の接点に切替えられる
制御動作の場合、入力端子45に加えられる方形波信号が
“1"であると、演算増幅器43は、第７図に示す反転増幅
器を構成することになり、入力端子44に加えられたアナ
ログ入力信号は出力端子46から反転信号として出力さ
れ、方形波信号が“0"であると、第８図に示す非反転増
幅器を構成することになり、アナログ入力信号は出力端
子46から非反転信号として出力される。

従って、第９図の（ａ）に示すアナログ入力信号と
（ｂ）に示す方形波信号とを前述の乗算回路で乗算する
と、（ｃ）に示す信号となる。即ち、方形波信号が“1"
の時にアナログ入力信号が反転信号として出力され、
“0"の時に非反転信号として出力される変調信号とな
る。

第10図は前述の周波数分割置換の動作の一例を示すもの
であり、アナログ入力信号の周波数帯域を（ａ）に示す
ように１〜５に分割し、そのアナログ入力信号を第５図
に示す乗算器32−１〜32−５に於いて方形波信号f₁〜f₅
と乗算すると、乗算器32−１の出力信号は（ｂ）、乗算
器32−２の出力信号は（ｃ）、乗算器32−５の出力信号
は（ｄ）に示すものとなる。そして、中心周波数が同一
のバンドパス・フィルタ33−１〜33−５（BPF）により
帯域１〜５をそれぞれ抽出する。

バンドパス・フィルタ33−１〜33−５の出力信号は、乗
算器35−１〜35−５により方形波信号f₁′〜f₅′と乗算
され、乗算器35−１の出力信号は（ｅ）、乗算器35−２
の出力信号は（ｆ）、乗算器35−５の出力信号は（ｇ）
にそれぞれ示すものとなり、加算回路36で加算すると、
（ｈ）に示すように周波数帯域１〜５が置換された信号
となる。なお、高域成分は図示を省略してある。そし
て、ローパス・フィルタ37により高域成分を除去するこ
とにより、（ｈ）に示す秘話信号が出力されることにな
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のように、乗算回路に於いては、アナログ入力信号
と方形波信号と乗算するものであり、方形波信号は、高
調波成分を含むものであるから、乗算出力の変調波信号
にも、この高調波成分により変調波が含まれることにな
り、このような変調波信号が、スイッチト・キャパシタ
・フィルタ等からなるバンドパス・フィルタ34−１〜34
−５によりサンプリング処理されると、折返歪が生じる
ことになる。これを防止する為に、折返防止フィルタ33
−１〜33−５をそれぞれ設けているものである。

この折返防止フィルタ33−１〜33−５は、それぞれ演算
増幅器を含む構成であり、秘話能力を向上する為に、ア
ナログ入力信号の周波数分割数を増大するに従って演算
増幅器の個数も増大して、回路規模が大きくなり、それ
によって高価なシステムとなる欠点がある。

本発明は、演算増幅器の個数を少なくして経済的な構成
とすることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の乗算回路は、第１図を参照して説明すると、ア
ナログ入力信号と方形波信号とを乗算し、乗算出力信号
をサンプリング・バンドパス・フィルタを介して出力す
る乗算回路に於いて、アナログ入力信号の非反転信号と
反転信号とを出力する平衡出力増幅器等の入力部１と、
この入力部１からの非反転信号と反転信号とを、それぞ
れ異なる方形波信号によって切替出力する複数の乗算部
２と、この複数の乗算部２の出力信号をそれぞれ加える
複数の折返防止フィルタ３とを設けたものである。

〔作用〕

アナログ入力信号を非反転信号と反転信号として出力す
る入力部１は１個或いは２個の演算増幅器により構成す
ることができ、又乗算部２はスイッチ回路により構成す
ることができる。又折返防止フィルタ３は１個の演算増
幅器で構成することができるから、周波数分割数に対応
した乗算回路構成とする場合に、乗算部２では演算増幅
器を必要としない構成であるから、全体としての演算増
幅器の個数を削減することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例の説明図であり、11は入力部、
12は乗算部、13は折返防止フィルタである。入力部11
は、入力増幅器を構成する演算増幅器14と、反転増幅器
を構成する演算増幅器15とから構成した場合を示し、非
反転出力信号と反転出力信号とを出力して乗算部12に加
える。

乗算部12は、電界効果トランジスタ等からなるスイッチ
回路により構成され、方形波信号により非反転信号と反
転信号とを切替えて出力するもので、その出力信号は、
第９図の（ｃ）に示すようなアナログ入力信号と方形波
信号との乗算出力となる。

又折返防止フィルタ13は、演算増幅器16と抵抗17,18と
コンデンサ19,20とから構成された２次フィルタの場合
を示し、図示を省略した次段のバンドパス・フィルタに
於けるサンプリング処理によって生じる折返歪を防止す
るものである。

第３図は本発明の実施例の要部ブロック図であり、入力
部として平衡出力増幅器21を用いた場合を示す。又22−
１〜22−５はスイッチ回路構成の乗算部、23−１〜23−
５は折返防止フィルタ（ANT）、24−１〜24−５はバン
ドパス・フィルタ（BPF）である。アナログ入力信号は
平衡出力増幅器21により非反転出力信号と反転出力信号
とに変換されて出力され、乗算部22−１〜22−５にそれ
ぞれ加えられる。

乗算部22−１〜22−５にそれぞれ異なる方形波信号f₁〜
f₅が入力されて、非反転出力信号と反転出力信号が切替
出力され、方形波信号により変調されたアナログ入力信
号は折返防止フィルタ23−１〜23−５に加えられ、折返
歪を発生する高調波成分が除去されてバンドパス・フィ
ルタ24−１〜24−５に加えられる。

バンドパス・フィルタ24−１〜24−５は、スイッチト・
キャパシタ・フィルタ等により小型化されているもので
あり、方形波信号f₁〜f₅の周波数を選定することによ
り、第10図で説明したように、同一中心周波数の同一構
成とすることができる。そして、周波数帯域の置換用の
鍵に対応して変調することにより、秘話信号とすること
ができる。

本発明は前述の実施例にのみ限定されるものではなく、
種々付加変更することができるものであり、例えば、折
返防止フィルタは２次フィルタのみでなく、３次フィル
タ等の構成とすることも可能であり、又入力部には所望
の周波数帯域のみを乗算部に加える為のバンドパス・フ
ィルタを設けることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、アナログ入力信号の非
反転信号と反転信号とを出力する平衡出力増幅器21等に
よる入力部１と、この入力部１の非反転信号と反転信号
とをそれぞれ異なる方形波信号によって切替出力する複
数の乗算部２と、これらの乗算部２対応の折返防止フィ
ルタ３とを設けたものであり、乗算部２は、非反転信号
と反転信号とを切替えるスイッチ回路の構成で実現でき
ることになり、全体としての演算増幅器の個数を削減す
ることができる。

従って、例えば、周波数分割置換方式による秘話装置に
本発明を適用した場合、チャネル数（周波数分割数）と
演算増幅器との関係は、次表に示すものとなる。

前述のように、本発明によれば、演算増幅器の個数を従
来例に比較して半分近くにすることが可能となり、経済
的な構成となると共に、集積回路化が容易となる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
の説明図、第３図は本発明の実施例の要部ブロック図、
第４図は周波数分割置換説明図、第５図は従来例のブロ
ック図、第６図は従来例の乗算回路、第７図は反転増幅
器、第８図は非反転増幅器、第９図は乗算回路の動作説
明図、第10図は周波数分割置換動作説明図である。１は入力部、２は乗算部、３は折返防止フィルタ、11は
入力部、12は乗算部、13は折返防止フィルタ、14,15,16
は演算増幅器である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アナログ入力信号と方形波信号とを乗算
し、乗算出力信号をサンプリング・バンドパス・フィル
タを介して出力する乗算回路に於いて、前記アナログ入力信号の非反転信号と反転信号とを出力
する入力部（１）と、該入力部（１）からの前記非反転信号と反転信号とをそ
れぞれ異なる方形波信号により切替出力する複数の乗算
部（２）と、該複数の乗算部（２）の出力信号をそれぞれ加える複数
の折返防止フィルタ（３）とを設けたことを特徴とする乗算回路。