(57)【要約】      （修正有）【課題】同調フィルタを必要とすることなく又は整合したスパー周波数を発生させることなく、相殺信号を発生させる。【解決手段】スプリアス周波数減衰サーボ１００の第１信号６１は、少なくとも１つのスプリアス周波数（スパー）における少なくとも１つのスパーを含む。この信号は、第１固定フィルタ６０によって濾波される。単一側波帯（ＳＳＢ）ミキサ２０は、別の信号と混合されたフィルタ６０の出力の周波数の差を含むＳＳＢ出力信号１４を出力する。ＳＳＢ出力信号は、直流成分とスパーを含み、第２固定フィルタ３０によって受け取られる。第２固定フィルタは、ＳＳＢ出力信号を濾波し、スパー１５を出力する。スパー減衰コントローラ４０は、スパーに含まれる誤差項を読み取った後に誤差を蓄積し、誤差項がゼロになるまで積分を続ける。スパーキラー５０は、誤差項がゼロになった時にスパーを取り除く。【選択図】図２
2016123084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数において第１信号を発生させる第１ファンクションジェネレータであって、前記第１信号は、少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において少なくとも１つのスパーを含む、第１ファンクションジェネレータと、
前記第１信号を受け取る第１固定フィルタと、
前記第１固定フィルタの出力を受け取るように前記第１固定フィルタに結合された単一側波帯（ＳＳＢ）ミキサであって、前記ＳＳＢミキサは、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において前記少なくとも１つのスパーを含むＳＳＢ出力信号を出力するように構成され、前記ＳＳＢ出力は、前記第１フィルタの前記出力及び前記第１フィルタの前記出力と混合された別の信号の、周波数の和又は差のうちの１つを含む、ＳＳＢミキサと、
前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において前記少なくとも１つのスパーを含む前記ＳＳＢ出力信号を受け取る第２固定フィルタであって、前記ＳＳＢ出力信号を濾波して前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを出力するように更に構成された第２固定フィルタと、
前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーに含まれる誤差項を読み取った後に誤差を蓄積し、前記誤差項がゼロになるまで積分を続けるように構成された少なくとも１つのスパー減衰コントローラと、
前記誤差項がゼロになった時に前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを取り除くように構成された少なくとも１つのスパーキラーと、
を備えるスプリアス周波数減衰サーボ。
【請求項２】
前記ＳＳＢミキサは、
前記第１フィルタの前記出力の第１コピーの位相をシフトさせるように構成された位相シフタ、及び前記位相シフタの出力をそれ自身と混合する第１内部ミキサを含んだ第１経路と、
前記第１フィルタの前記出力の第２コピーをそれ自身と混合する第２内部ミキサを含んだ第２経路と、
前記第１内部ミキサの出力と前記第２内部ミキサの出力を加算する第１加算ノードと、
を更に備える、請求項１に記載のスプリアス周波数減衰サーボ。
【請求項３】
フィルタを同調することなくスプリアス周波数減衰サーボにおける１又は複数のスパーを相殺する方法であって、
第１周波数において第１信号を発生させるステップであって、前記第１信号は、少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において少なくとも１つのスパーを含む、ステップと、
第１固定フィルタを用いて第１カットオフ周波数において前記第１信号を濾波するステップと、
前記濾波された第１信号を単一側波帯（ＳＳＢ）ミキサにおいて別の信号と混合するステップと、
前記濾波された第１信号を別の信号と混合することから生じる和又は差のいずれかを含んだ信号を、前記ＳＳＢミキサから出力するステップであって、前記ＳＳＢ出力信号は、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを含む、ステップと、
前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを出力するように構成された第２固定フィルタを用いて、第２カットオフ周波数において前記ＳＳＢ出力信号を濾波するステップと、
前記第２固定フィルタの出力に含まれる誤差項をゼロにするステップと、
前記第２固定フィルタの前記出力がゼロになった時に前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを除去するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  変調源における高調波歪みは、共振器光ファイバジャイロ（ＲＦＯＧ）システムにおいてバイアス不安定性の原因となる。基本周波数の異なる高調波成分において発生するスパー（spur）は、問題を引き起こす場合がある。これらのスパーと高調波成分は、減衰させる必要がある。
【０００２】
[0002]  従来技術のシステムは、スパーを打ち消すように信号の位相と振幅を手動で調整することによって、又は、出力されている基本周波数に同調するようフィルタに要求し、その結果減衰した高調波成分若しくはスパーと等しい周波数を発生させることによりこれらのスパーを減衰させる方法を用いることによって、これらの不要なスパーを低減した。
【発明の概要】
【０００３】
[0003]  本明細書で説明される例示的実施態様は、第１周波数において第１信号を発生させる第１ファンクションジェネレータであって、前記第１信号は、少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において少なくとも１つのスパーを含む、第１ファンクションジェネレータを備えるスプリアス周波数減衰サーボを提供する。スプリアス周波数減衰サーボはまた、前記第１信号を受け取る第１固定フィルタを備える。単一側波帯（ＳＳＢ）ミキサは、前記第１固定フィルタの出力を受け取るように前記第１固定フィルタに結合される。 前記ＳＳＢミキサは、更に、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において前記少なくとも１つのスパーを含むＳＳＢ出力信号を出力するように構成され、前記ＳＳＢ出力は、前記第１フィルタの前記出力及び前記第１フィルタの前記出力と混合された別の信号の、周波数の和と差のうちの１つを含む。第２固定フィルタは、直流成分と前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーとを含む前記ＳＳＢ出力信号を受け取り、前記第２固定フィルタは、前記ＳＳＢ出力信号を濾波して前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを出力するように更に構成される。スプリアス周波数減衰コントローラは、更に、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーに含まれる誤差項を読み取った後に誤差を蓄積し、前記誤差項がゼロになるまで積分を続けるように構成された少なくとも１つのスパー減衰コントローラを備える。スプリアス減衰サーボはまた、前記誤差項がゼロになった時に前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを取り除くように構成された少なくとも１つのスパーキラーを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
[0004]  図面は例示的な実施態様のみを表し、したがって適用範囲において限定的であるものと見做されてはならないということを理解して、例示的な実施態様が、添付図面の使用を通じてより一層の具体性と詳細さをもって説明される。
【０００５】
【図１】図１は、スプリアス周波数減衰サーボの例示的な実施態様である。
【図２】図２は、本発明によるスプリアス周波数減衰サーボの一実施態様に含まれる単一側波帯ミキサ（ＳＳＢ）の一例である。
【図３】図３は、本発明によるスプリアス周波数減衰サーボの一実施態様に含まれるスパー減衰コントローラの一例である。
【図４】図４は、本発明によるスプリアス周波数減衰サーボの一実施態様に含まれるスパーキラーの一例である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１信号に対するスプリアス減衰サーボの動作前における第１信号の周波数を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１信号に対するスプリアス周波数減衰サーボの実施態様の動作後における、図５Ａからの第１信号の周波数を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、第１信号に対するスプリアス周波数減衰サーボの実施態様の動作後における、図５Ａからの第１信号の周波数を示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、第１信号に対するスプリアス周波数減衰サーボの実施態様の動作後における、図５Ａからの第１信号の周波数を示す。
【図５Ｅ】図５Ｅは、第１信号に対するスプリアス周波数減衰サーボの実施態様の動作後における、図５Ａからの第１信号の周波数を示す。
【図６】図６は、図５Ａに示された第１信号から２以上のスパーを取り除くスプリアス周波数減衰サーボの例示的な実施態様である。
【図７】図７は、フィルタを同調することなくスプリアス周波数減衰サーボにおける１又は複数のスパーを相殺する例示的な方法の一実施態様を示すフローチャートである。
【０００６】
[0013]  一般的な慣例に従って、説明される様々な特徴は一定の縮尺で描かれず、例示的な実施態様に関連する特定の特徴を強調するように描かれる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0014]  以下の詳細な説明では、その一部をなす添付図面への参照がなされ、添付図面には、具体的な例示の実施態様が実例として示されている。しかしながら、他の実施態様が利用され得ること、並びに、論理的、機械的、及び電気的な変更がなされ得ることが、理解されなければならない。その上、図面及び明細書に提示された方法は、個々のステップが実施される順序を限定するものと解釈されてはならない。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味に捉えられてはならない。
【０００８】
[0015]  本明細書で説明されるスプリアス周波数減衰サーボの実施態様は、同調フィルタを必要とすることなく、又は整合したスパー周波数を発生させることなく、相殺信号を発生させる。本明細書で言及される「スパー（spur）」という用語は、「不要な周波数」をも意味する。本明細書で説明されるスプリアス周波数減衰サーボは、ファンクションジェネレータによって発生した信号の高調波だけでなく他の不要な周波数も相殺する。本明細書で説明されるスプリアス周波数減衰サーボの実施態様は、単一側波帯（ＳＳＢ）ミキサを固定フィルタと共に用いて基本信号を減衰させ、その結果、発生したスパーが増幅及び相殺のために利用可能となるようにする。
【０００９】
[0016]  図１は、スプリアス周波数減衰サーボ（減衰サーボ）１００の一実施態様の例である。図１は、主信号と共にファンクションジェネレータによって発生した１つのスパー（spur）を打ち消すことに関して説明される。減衰サーボ１００は、単一側波帯（ＳＳＢ）ミキサ２０、第１フィルタ６０、スパー減衰コントローラ４０、スパーキラー（spur killer）５０、及び第２フィルタ３０を含む。減衰サーボはまた、第１信号６１を発生させる第１ファンクションジェネレータ５１も含む。この実施態様の一実装例では、第１ファンクションジェネレータ５１は、減衰サーボ１００のスパーキラー５０内に含まれる。
【００１０】
[0017]  従来のスパー減衰サーボに実装されるフィルタとは異なり、この実施態様における第１フィルタ６０と第２フィルタ３０は、同調される必要がない。この実施態様の一実装例では、第２フィルタ３０は、固定の低周波数高域通過フィルタ（ＬＦ−ＨＰＦ）である。低周波数高域通過フィルタにおいて、フィルタは、所定のカットオフ周波数より上の全ての周波数を通過させる。ＬＦ−ＨＰＦの低周波数は、このカットオフ周波数がどこにあるかを意味する。即ち、カットオフ周波数は、特定のシステムによって定まる比較的低い周波数である。固定のＬＦ−ＨＰＦでは、このカットオフ周波数は変化しない。この実施態様の他の実装例では、第２フィルタ３０は、別のタイプのフィルタ、例えば帯域通過フィルタ又は低域通過フィルタである。同様に、一実施態様では、第１フィルタ６０は、固定の高周波数低域通過フィルタ（ＨＦ−ＬＰＦ）である。ＨＦ−ＬＰＦにおいて、フィルタは、所定のカットオフ点より上の周波数の全てを除去し、カットオフ周波数より下の周波数を通過させる。ＨＦ−ＬＰＦの高周波数は、カットオフ周波数がどこにあるかを意味する。固定のＨＦ−ＬＰＦでは、このカットオフ周波数は変化しない。更に他の実装例では、第１フィルタ６０は、別のタイプのフィルタ、例えば帯域通過フィルタ又は高域通過フィルタである。
【００１１】
[0018]  ファンクションジェネレータは、第１周波数の第１信号を発生させ、この第１信号は、第１信号が発生した第１周波数とは異なる周波数の少なくとも１つのスパーを含む。本明細書で定義される場合、スパーは、発生させた信号に含まれる、望まれない周波数において生じる不要な信号である。この実施態様の一実装例では、第１信号は、１つよりも多いスパーを含み、生じた各スパーは、第１周波数とは異なるそれぞれのスプリアス周波数に存在する。この実施態様の一実装例では、スパーキラー５０は、図４に関して以下でより詳細に説明されるように、第１ファンクションジェネレータを含む。
【００１２】
[0019]  図１に示されるように、一実装例では、第１ファンクションジェネレータ５１によって発生した第１信号６１は、第１フィルタ６０を通り抜ける。第１フィルタ６０は、その信号を濾波し、ＳＳＢミキサ２０へ送る。ＳＳＢミキサ２０は、信号を別の信号と混合して加算ノードを通して送り、第１信号の所望される側波帯を出力する。この実施態様の一実装例では、この出力は、少なくとも１つのスパーを有する直流（ＤＣ）信号である。ＳＳＢミキサの出力である信号１４は、第２フィルタ３０の中へ送られる。この実施態様の一実装例では、第２フィルタ３０は、出力信号１５がそれぞれのスプリアス周波数で生じたスパーのみを含むように、信号１４を濾波する。スパー減衰コントローラ４０は、信号１５を追加のファンクションジェネレータによって発生した所望の信号と混合する。加えて、スパー減衰コントローラ４０は、信号１５の誤差項を蓄積し、その誤差項がゼロになるまで積分を続ける。スパー減衰コントローラ４０からの出力である信号１６は、スパーキラー５０によって受け取られる。スパーキラー５０は、第１固定フィルタ６０を通じてＳＳＢミキサ２０に返送される補正信号を生成する。図１で説明されたプロセスは、信号１５の誤差項がゼロになって各スプリアス周波数の不要なスパーが除去されるまで、繰り返される。第１固定フィルタ６０からの信号出力は、信号１１としてＳＳＢミキサに返送され、また信号１８としてシステムの外へ出力される。
【００１３】
[0020]  図５Ａは、サーボ１００の動作の前に第１信号６１に含まれている例示的な周波数を示す。図５Ａ−５Ｅにおいて、水平軸は高調波成分の周波数を表し、垂直軸は振幅を表す。図５Ｂ−５Ｅは、スプリアス周波数減衰サーボが動作を始めた後における図５Ａからの第１信号の周波数を示す。ファンクションジェネレータ５１によって発生した第１信号６１に含まれる基本周波数は、１次と指定された矢印において示されている。基本周波数は、第１信号６１の第１高調波において発生する。２次、３次、４次、及び５次と指定された他の矢印は、２次、３次、４次、及び５次高調波を表し、第１信号６１と共に発生したスプリアス信号（スパー）を示す。ｎ次と指定された矢印は、５次高調波よりも高次のスパーの全てを表す。動作時において、第１信号６１は、最初に第１フィルタ６０を通って送られる。この実施態様の一実装例では、第１フィルタ６０は、固定のＨＦ−ＬＰＦである。この実施態様のいくつかの実装例では、ＳＳＢミキサは、第３高調波を減退させる大きな第５高調波、第４高調波を減退させる大きな第６高調波、等を生じさせるであろう。したがって、固定のＨＦ−ＬＰＦ６０は、図５Ｂに示されるように、５次及びより高次（ｎ次）のスパーの減衰を可能にする。
【００１４】
[0021]  フィードバック信号１１が、ＳＳＢミキサ２０へ送られる。ＳＳＢミキサは、まず２つの信号の周波数を混合して当該２つの信号の周波数の和と差をもたらし、次にそれらの周波数の和又は差を出力する。この実施態様の一実装例では、この２つの信号は、両方ともフィードバック信号１１のコピーであり、その結果、信号１１は自分自身と混合される。この実施態様の一実装例では、ＳＳＢミキサ２０は、処理した信号内における周波数の差を表すＤＣ信号を出力する。この実施態様の一実装例では、ＳＳＢミキサ２０から出力される信号は、信号１１の低周波数側の側波帯である。例示的なＳＳＢミキサの一実施態様は、図２に関して以下でより詳細に説明される。
【００１５】
[0022]  図１に示されるように、この実施態様の一実装例では、信号１４が第２フィルタ３０によって受け取られる。この実施態様の一実装例では、第２フィルタ３０は、信号１４を濾波し、第１信号６１と共に発生したスパーのみを含むような信号１５を出力する。第２フィルタ３０を通過した後、信号１５は、スパー減衰コントローラ４０に入力される。この実施態様の一実装例では、減衰サーボ１００は、第２フィルタ３０の直後に配置された増幅器を含む。信号１５は、スパー減衰コントローラ４０に入力される前にこの増幅器を通過し、増幅器は、信号１５に残留しているスパーを増幅する。一実装例では、信号１５は、スパー減衰コントローラ４０によって受け取られる前にアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を通過する。このＡ／Ｄ変換器は、第２フィルタ３０とスパー減衰コントローラ４０の間に配置される。例示的なスパー減衰コントローラの一実施態様は、図３に関して以下でより詳細に論じられる。
【００１６】
[0023]  スパー減衰コントローラ４０は、信号１５の誤差を蓄積し、誤差項がゼロになるまで積分を続ける。一実装例では、スパー減衰コントローラ４０はまた、それぞれの周波数における不要なスパーを除いた他の全てのスパーが除去されるようなフィルタも含む。スパー減衰コントローラは、信号１６を出力し、この信号１６はスパーキラー５０によって受け取られる。
【００１７】
[0024]  スパーキラー５０は、信号１６に残留しているスパーを相殺する。スパーを相殺するために、信号１６は所望の高調波周波数と混合され、第１信号６１と加算されて、その２つの差分が出力される。この実施態様の一実装例では、スパーキラー５０は、内部スパーキリング（spur killing）デバイスを備えた民生（ＣＯＴＳ）ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）である。内部スパーキリングデバイスは、サーボ１００などの減衰サーボの動作において必要とされる組み込みの最終乗算器及び加算器を有する。そのようなＤＤＳはまた、高調波成分の整合周波数を提供する。この実施態様の一実装例では、スパーキラー５０は、アナログ・デバイセズ社によるデバイスＡＤ９９１２である。別の例示的なスパーキラーの一実施態様は、図４に関して以下でより詳細に論じられる。
【００１８】
[0025]  スパーキラー５０の出力である信号１７は、第１フィルタ６０を通って送られ、その結果、第１信号６１が、第１フィルタ６０に設定されたカットオフ周波数においてもう一度濾波される。第１フィルタ６０の出力は、フィードバック信号１１としてＳＳＢミキサ２０にフィードバックされ、同時に出力信号１８としてシステムの外へ送られる。このプロセスは、不要なスパーが相殺されるまで続けて繰り返される。図６に関して以下で論じられるように、このプロセスは、複数の不要なスパーに対して同様の方法で繰り返される。
【００１９】
[0026]  図２は、図１で説明されたサーボ１００などの減衰サーボ内に実装されることが可能なＳＳＢミキサ２０の一例である。第１ファンクションジェネレータ５１によって発生した第１信号６１中の基本周波数は非常に大きく、信号中のスパーがサーボによって減衰されるためには取り除かれる必要がある。この実施態様の一実装例では、ＳＳＢミキサ内に送られた信号は、２つの混合された信号の和である、より高い帯域の周波数を打ち消す。２つの混合された信号の差は残存し、常に直流（ＤＣ）にあってＬＦ−ＨＰＦによって除去されることが可能である。ＳＳＢミキサの出力に残留しているスパーは、効果的な減衰のために後で増幅されることが可能である。
【００２０】
[0027]  この実施態様の一実装例では、ＳＳＢミキサ２０は、位相シフタ２１、内部ミキサ２２、第２内部ミキサ２７、及び加算ノード２３を含む。ＳＳＢミキサ２０はまた、２つの入来経路である第１経路１２と第２経路１３も含み、信号１１は、第１経路１２及び第２経路１３を介してＳＳＢミキサ２０によって受け取られる。図２に示されるように、経路１２を介して送られた信号１１は、位相シフタ２１に入力される。位相シフタ２１は、信号２４を出力する。この実施態様の一実装例では、位相シフタ２１は、信号２４を９０度だけ信号１１からオフセットさせる。信号２４は次に、信号２４が自分自身と混合されるような２つの経路２４−１及び２４−２に沿って第１内部ミキサ２２に入力される。第１内部ミキサ２２は、信号２５を出力する。信号２５は、自分自身と混合された信号２４の和と差を含む。信号１１はまた、経路１３を介しても送られ、信号１１が自分自身と混合するような２つの経路１３−１及び１３−２に沿って第２内部ミキサ２７に入力される。第２内部ミキサ２７は、信号２６を出力する。信号２６は、自分自身と混合された信号１１の和と差を含む。信号２５と信号２６は次に、加算ノード２３に入力される。この実施態様の一実装例では、加算ノード２３は、信号２５と信号２６の２つの周波数の差のみを出力して、それにより加算ノード２３の結果としての出力である信号１４がスパーを有する直流（ＤＣ）信号となるように構成される。
【００２１】
[0028]  図５Ｃは、信号がＳＳＢミキサを通過した後における図５Ａの周波数を示す。ＳＳＢミキサから出力された信号１４として概略表された第１信号６１の周波数が、図５Ｃに示されている。ＳＳＢミキサは、自分自身と混合された第１信号の和と差を、図５Ｃに示されるように２次高調波成分のいずれかの側に生成する。図５Ｃの例に示されるように、単一側波帯プロセスのせいで、この実施態様の一実装例では、（２次高調波成分の右側にある）上側側波帯は相殺され、第１周波数の下側側波帯（ＤＣ信号）と、２次乃至ｎ次高調波成分を含む他のスパーの全てのみが、信号１４に出力される。この実施態様の一実装例では、第１フィルタ６０が固定のＨＦ−ＬＰＦである場合、信号１４は、ＤＣ信号と２次、３次、及び４次高調波成分のみを含む。
【００２２】
[0029]  信号１４は、第２フィルタ３０によって受け取られる。図５Ｄは、信号が第２フィルタ３０を通過した後における図５Ａの周波数を示す。図５Ｄは、信号１５の一例である。図５Ｄに示された例において、第２フィルタ３０は、固定のＬＦ−ＨＰＦである。この固定ＬＦ−ＨＰＦのカットオフ周波数は、２次高調波成分の周波数よりも低い全ての周波数を除去するように設定されている。図５Ｄに示されるように、ＬＦ−ＨＰＦを通り抜けた後、基本周波数（ＤＣ成分）は除去され、その結果としての信号１５は、スパー（２次乃至４次高調波成分）のみを含む。信号１５は、スパー減衰コントローラ４０によって受け取られる。
【００２３】
[0030]  図３は、減衰サーボ１００内に実装されることが可能なスパー減衰コントローラ４０の一例である。いくつかの実装例では、減衰サーボは、各々がそれぞれのスプリアス周波数において発生した異なるスパーに対して動作する複数のスパー減衰コントローラを含むだろう。図３は、そのようなスパー減衰コントローラが１つのスパーに対してどのように動作するであろうかということを記述する。図３に示されるように、信号１５は、複数のミキサへ、即ち経路１５−１を介して同相ミキサ４１へ、そして経路１５−２を介して直交位相ミキサ４３へ送られる。第２ファンクションジェネレータ４２によって発生した信号３３もまた、同相ミキサ４１に入力される（これも図５Ｄに示されている）。この実施態様の一実装例では、第２ファンクションジェネレータ４２は、第１信号である基本周波数の信号３３を発生させるように構成される。この実施態様の一実装例では、信号３３は、第１信号６１のデジタル矩形波である。この実施態様の一実装例では、信号３３は、第１信号６１のデジタルサイン波である。この実施態様の更に別の実装例では、信号３３は、第１信号６１のアナログ矩形波である。この実施態様の更に別の実装例では、信号３３は、第１信号６１のアナログサイン波である。
【００２４】
[0031]  この実施態様の一実装例では、同相ミキサ４１の結果としての出力信号３１は、フィルタ４５へ送られる。この実施態様に記載されるフィルタ４５は、同調される必要がない。この実施態様の一実装例では、フィルタ４５は、固定の低域通過フィルタである。固定の低域通過フィルタは、カットオフ周波数よりも低い周波数を通過させるようにし、カットオフ周波数よりも高い周波数の全てを除去する。図５Ｅは、フィルタ４５を通り抜けた後における図５Ａの高調波成分の例示的な周波数の表現を示す。図５Ｅに示された例において、ミキサ４１は、混合した信号の和と差を出力するように構成される。また、図５Ｅに示された例において、フィルタ４５は、当該混合された信号の差である２次高調波成分のみを含むように設定されたカットオフ周波数を持つ固定の低域通過フィルタである。したがって、図５Ｅに示されるように、２次高調波成分におけるスパーを除いたより高次のスパーの全てが除去されている。そしてこの濾波された信号３２が、同相比例／積分（Ｐ／Ｉ）コントローラ４６へ送られる。
【００２５】
[0032]  図３に戻ると、信号１５は、経路１５−２を介して直交位相ミキサ４３へも送られ、そこで第３ファンクションジェネレータ４４によって発生した信号３６と混合する。第３ファンクションジェネレータ４３は、信号３３の負の９０度位相シフトである信号３６を発生させる。この実施態様の一実装例では、結果としての出力信号３４は、フィルタ４７へ送られる。この実施態様の一実装例では、フィルタ４７は、低域通過フィルタである。そして濾波された信号３５が、直交位相Ｐ／Ｉコントローラ４８へ送られる。
【００２６】
[0033]  信号３２及び信号３５は、それぞれＰ／Ｉコントローラ４６及び４８によって読み取られる誤差項を含む。サーボ１００において用いられるものなどのＰ／Ｉコントローラは、その誤差を蓄積して、誤差項がゼロになるまで積分を続ける。Ｐ／Ｉコントローラは、２つの構成要素を有する。誤差項をゼロにもっていくＰ／Ｉコントローラの積分項と、誤差をゼロに維持する比例項である。同相Ｐ／Ｉコントローラ４６は、同相Ｐ／Ｉコントローラ４６からの出力１６−１がゼロ誤差を有し、その結果２次高調波の同相成分の値と一致するようになった時に、積分を停止するだろう。同様に、直交位相Ｐ／Ｉコントローラ４８は、直交位相Ｐ／Ｉコントローラ４８からの出力１６−２がゼロ誤差を有し、その結果２次高調波の直交位相成分の値と一致するようになった時に、積分を停止するだろう。
【００２７】
[0034]  同相Ｐ／Ｉコントローラ４６によって発生した信号１６−１がゼロ値を有し、直交位相Ｐ／Ｉコントローラ４８によって発生した信号１６−２もゼロ値を有する時、サーボ１００から出力されてサーボ１００にフィードバックされた信号１１は、第１ファンクションジェネレータ５１から出力された第１信号６１に等しい値を有する。もし信号３１の値がゼロならば、同相誤差はゼロである。もし信号３４の値がゼロならば、直交位相誤差はゼロである。
【００２８】
[0035]  もし第１ファンクションジェネレータ５１によって発生した第１信号６１において相殺されるべきスパーが同相成分を有するなら、同相ミキサ４１の出力である信号３１はゼロではない。この非ゼロ誤差は同相Ｐ／Ｉコントローラ４６によって蓄積され、信号１６−１は、信号３２をゼロに設定するのに必要な同相振幅を表す。同様に、もし第１ファンクションジェネレータ５１によって発生した第１信号６１において相殺されるべきスパーが直交位相成分を有するなら、同相ミキサ４１の出力である信号３４はゼロではない。この非ゼロ誤差は直交位相Ｐ／Ｉコントローラ４８によって蓄積され、信号１６−２は、信号３５をゼロに設定するのに必要な直交位相振幅を表す。
【００２９】
[0036]  上で論じられたように、Ｐ／Ｉコントローラの出力信号１６は、次にスパーキラー５０に入力される。図４は、減衰サーボ１００において実装されることができるであろうスパーキラー５０の一例である。図４に示されるように、Ｐ／Ｉコントローラ４６から出力された同相成分である信号１６−１は、同相乗算器５４の中へ送られる。第４ファンクションジェネレータ５２は、同相乗算器５４へ送られる信号６５を発生させる。この実施態様の一実装例では、信号６５は、ＣＯＴＳ  ＤＤＳによって供給される高調波周波数である。ファンクションジェネレータ５２は、減衰サーボ内のそれぞれのスパー減衰コントローラによって相殺されるべき不要なスパーに応じた高調波周波数を発生させるように設定される。スパー減衰コントローラに関して図３において先に論じられたように、Ｐ／Ｉコントローラは、誤差項をゼロにもっていくように積分を続けて、その結果、信号６２は、ファンクションジェネレータ５１によって発生した同相高調波周波数に等しく且つ正反対になるだろう。同相乗算器の出力信号６２は、次に加算ノード５６へ送られる。
【００３０】
[0037]  スパーキラー６０の直交成分は、同様に作用する。図４に示されるように、信号１６−２は、直交乗算器５５を介して、第５ファンクションジェネレータ５３によって発生した信号６６と乗算される。この実施態様の一実装例では、信号６６は、信号６５の負の９０度位相シフトである。直交乗算器５５からの出力である信号６３は、ファンクションジェネレータ５１によって発生した直交位相高調波周波数に等しく且つ正反対であり、加算ノード５６へ送られる。加算ノード５６は、信号６２、信号６３、及び第１信号６１を加算する。スパー減衰コントローラの出力は、信号６２と信号６３の結果を決定する。スパーキラー５０は、信号６２及び６３を第１信号６１と加算して、補正信号１７を生じさせる。この補正信号１７は、再びサーボの中へ戻り、スパー減衰コントローラ４０への入力としての信号１５に含まれる誤差項がゼロになったかどうかを、スパー減衰コントローラ４０がチェックできるようにするだろう。スパー減衰コントローラ４０は、サーボの中へ返送された補正信号１７に基づいて積分を続け、誤差項を持続的にゼロへもっていくだろう。そして、それぞれの不要なスパーが除去されている。複数のスパーが第１信号６１と共に第１ファンクションジェネレータ５１によって発生するこの実施態様の一実装例では、加算ノード５６の出力である信号６５は、次に別の加算ノード５７へ送られる（図６参照）。
【００３１】
[0038]  図６は、第１ファンクションジェネレータ５１によって発生した第１信号６１から複数の各スプリアス周波数における複数のスパーを取り除くサーボ６００一例である。この実施態様の一実装例では、スパーキラー２０は、第１ファンクションジェネレータ５１を備える。図６に示されるように、信号１５は、経路１５−ｎを介して追加のスパー減衰コントローラ４０−ｎに入力される。追加のスパー減衰コントローラ４０−ｎは、図１のスパー減衰コントローラ４０と同様に作用する。５次及びより高次の高調波成分が第１フィルタ６０によって除去されているこの実施態様の一実装例では、追加のスパー減衰コントローラ４０−ｎは、３次及び４次の高調波成分のみをゼロにもっていく。この実施態様の一実装例では、各スパー減衰コントローラは、図１で説明された減衰サーボのフィルタ４５及び４７のような低域通過フィルタを含む。この実施態様の一実装例では、これらの低域通過フィルタのカットオフ周波数は、スパー減衰コントローラ４０−ｎによってゼロにされる高調波成分のみを含むように設定される。
【００３２】
[0039]  図６に示されるように、追加のスパー減衰コントローラ４０−ｎからの出力である信号１６−ｎは、追加のスパーキラー５０−ｎに入力される。追加のスパーキラー５０−ｎは、図１のスパーキラー５０と同様に作用する。図６に示されるように、追加のスパーキラー５０−ｎの同相乗算器からの同相出力と追加のスパーキラー５０−ｎの直交位相乗算器からの直交位相出力が加算されると、追加のスパーキラー５０−ｎの出力である信号１７−ｎとスパーキラー５０から出力された補正信号１７が、加算ノード５７に入力される。加算ノード５７は、減衰サーボ１００内の全てのスパーキラーからの出力を加算する。全てのスパーキラー５０−１…５０−ｎの出力の和である信号１９は、次に第１フィルタ６０へ送られる。濾波された信号は次に、フィードバック信号１１としてＳＳＢミキサ２０に再び送られると共に、信号１８としてシステムの外へ送られ、図６で説明されたプロセスが繰り返される。図６で説明されたプロセスは、それぞれのスプリアス周波数における不要な各スパーが除去されるまで繰り返される。
【００３３】
[0040]  図７は、スプリアス周波数減衰サーバ１００又はスプリアス周波数減衰サーバ６００などのスプリアス周波数減衰サーボにおいて１又は複数のスパーを相殺する方法７００である。ブロック７０２において、第１信号が第１周波数において発生する。第１信号は、それぞれの１つのスプリアス周波数において少なくとも１つのスパーを含む。ブロック７０４において、第１信号は、第１フィルタによって濾波される。この方法の一実装例では、第１フィルタは、固定の高周波数低域通過フィルタ（ＨＦ−ＬＰＦ）であり、その結果、所望のカットオフ周波数よりも高次の高調波において発生したスパーが除去される。ブロック７０６において、ＳＳＢミキサが、第１フィルタから出力されたフィードバック信号を受け取り、そのフィードバック信号を別の信号と混合する。この方法の一実装例では、別の信号は当該フィードバック信号である。ブロック７０８において、ＳＳＢミキサは、濾波された第１信号を別の信号と混合することから生じる和又は差を含むＳＳＢ出力信号を出力する。ＳＳＢ出力信号は、それぞれのスプリアス周波数において少なくとも１つのスパーを含む。この方法の一実装例では、ＳＳＢミキサは、直流（ＤＣ）信号を出力するように構成される。ＤＣ信号は、それぞれのスプリアス周波数において少なくとも１つのスパーを含む。
【００３４】
[0041]  ブロック７１０において、ＳＳＢ出力信号は、第２フィルタ３０によって濾波される。この方法の一実装例では、第２フィルタ３０は、固定の低周波数高域通過フィルタであり、その結果、ＳＳＢ信号に残留しているスパーを除く全てのものが除去される。ブロック７１２において、第２固定フィルタの出力に含まれる誤差項がゼロにされる。この方法の一実装例では、誤差項は、読み取られ、蓄積され、積分されてゼロにされる。この方法の一実装例では、スパーキラー５０は、誤差項がゼロになったかどうかを判定するためにサーボへ返送される補正信号を生じさせる。
【００３５】
[0042]  ブロック７１４において、少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数におけるそれぞれの不要なスパーが除去される。ブロック７１６において、第１信号と共に発生した全ての不要なスパーが、本明細書で説明された方法を用いて除去され、サーボ出力信号がシステムの外へ送られる。
特定の実施態様が本明細書で例示され説明されてきたが、同じ目的を達成することを意図される任意のアレンジメントが、当該示された特定の実施態様の代わりとなることができる、ということが当業者によって理解されるだろう。したがって、本発明はクレーム及びその均等物によってのみ限定される、ということが明白に意図される。
【００３６】
＜例示的実施態様＞
[0043]  例１は、第１周波数において第１信号を発生させる第１ファンクションジェネレータであって、前記第１信号は、少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において少なくとも１つのスパーを含む、第１ファンクションジェネレータと、前記第１信号を受け取る第１固定フィルタと、前記第１固定フィルタの出力を受け取るように前記第１固定フィルタに結合された単一側波帯（ＳＳＢ）ミキサであって、前記ＳＳＢミキサは、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において前記少なくとも１つのスパーを含むＳＳＢ出力信号を出力するように構成され、前記ＳＳＢ出力は、前記第１フィルタの前記出力及び前記第１フィルタの前記出力と混合された別の信号の、周波数の和又は差のうちの１つを含む、ＳＳＢミキサと、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において前記少なくとも１つのスパーを含む前記ＳＳＢ出力信号を受け取る第２固定フィルタであって、前記ＳＳＢ出力信号を濾波して前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを出力するように更に構成された第２固定フィルタと、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーに含まれる誤差項を読み取った後に誤差を蓄積し、前記誤差項がゼロになるまで積分を続けるように構成された少なくとも１つのスパー減衰コントローラと、前記誤差項がゼロになった時に前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを取り除くように構成された少なくとも１つのスパーキラーと、を備えるスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００３７】
[0044]  例２は、 前記ＳＳＢミキサは、前記第１フィルタの前記出力の第１コピーの位相をシフトさせるように構成された位相シフタ、及び前記位相シフタの出力をそれ自身と混合する第１内部ミキサを含んだ第１経路と、前記第１フィルタの前記出力の第２コピーをそれ自身と混合する第２内部ミキサを含んだ第２経路と、前記第１内部ミキサの出力と前記第２内部ミキサの出力を加算する第１加算ノードと、を更に備える、例１に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００３８】
[0045]  例３は、前記加算ノードの出力は、前記第１内部ミキサと前記第２内部ミキサの前記出力の差のみを含む、例２に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００３９】
[0046]  例４は、前記第２フィルタは、固定の低周波数高域通過フィルタ（ＬＦ−ＨＰＦ）である、例１−３に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４０】
[0047]  例５は、前記第１フィルタは、固定の高周波数低域通過フィルタ（ＨＦ−ＬＰＦ）である、例１−４に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４１】
[0048]  例６は、前記スパー減衰コントローラは、少なくとも１つの同相ミキサ、少なくとも１つの直交位相ミキサ、第２ファンクションジェネレータ、第３ファンクションジェネレータ、同相比例／積分（Ｐ／Ｉ）コントローラ、及び直交位相Ｐ／Ｉコントローラを更に備える、例１−５に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４２】
[0049]  例７は、前記第２ファンクションジェネレータは、前記第１信号のデジタル矩形波である第２信号を発生させ、前記第３ファンクションジェネレータは、前記第２信号の負の９０度位相シフトである第３信号を発生させる、例６に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４３】
[0050]  例８は、前記少なくとも１つのスパー減衰コントローラは、少なくとも１つの固定の低域通過フィルタを更に備える、例１に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４４】
[0051]  例９は、前記少なくとも１つのスパーキラーは、 内部スパーキリングデバイスを備えた民生（ＣＯＴＳ）ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）である、例１−８に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４５】
[0052]  例１０は、前記少なくとも１つのスパーキラーは、同相乗算器、直交位相乗算器、第４ファンクションジェネレータ、第５ファンクションジェネレータ、及び第２加算ノードを備える、例１−９に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４６】
[0053]  例１１は、前記第４ファンクションジェネレータは、前記少なくとも１つのスパーが発生するスプリアス周波数と一致するように設定された高調波周波数の第４信号を発生させ、前記第５ファンクションジェネレータは、前記第４信号の負の９０度位相シフトである第５信号を発生させる、例１０に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４７】
[0054]  例１２は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を更に備える、例１−１１に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４８】
[0055]  例１３は、前記第１フィルタと前記少なくとも１つのスパー減衰コントローラとの間に配置された増幅器を更に備える、例１−１２に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００４９】
[0056]  例１４は、前記ＳＳＢ出力信号は、少なくとも１つのスパーを含んだ直流（ＤＣ）信号である、例１−１３に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００５０】
[0057]  例１５は、前記少なくとも１つのスパーキラーからの出力と前記スプリアス周波数減衰サーボ内の追加のスパーキラーからの出力を受け取る第３加算ノードを更に備える、例１−１４に記載のスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【００５１】
[0058]  例１６は、 フィルタを同調することなくスプリアス周波数減衰サーボにおける１又は複数のスパーを相殺する方法であって、第１周波数において第１信号を発生させるステップであって、前記第１信号は、少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数において少なくとも１つのスパーを含む、ステップと、第１固定フィルタを用いて第１カットオフ周波数において前記第１信号を濾波するステップと、前記濾波された第１信号を単一側波帯（ＳＳＢ）ミキサにおいて別の信号と混合するステップと、前記濾波された第１信号を別の信号と混合することから生じる和又は差のいずれかを含んだ信号を、前記ＳＳＢミキサから出力するステップであって、前記ＳＳＢ出力信号は、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを含む、ステップと、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを出力するように構成された第２固定フィルタを用いて、第２カットオフ周波数において前記ＳＳＢ出力信号を濾波するステップと、前記第２固定フィルタの出力に含まれる誤差項をゼロにするステップと、前記第２固定フィルタの前記出力がゼロになった時に前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを除去するステップと、を含む方法を含む。
【００５２】
[0059]  例１７は、前記濾波された第１信号を別の信号と混合するステップは、前記濾波された第１信号の第１コピーの位相をシフトさせるステップと、前記位相シフトされた濾波された第１信号をそれ自身と混合して第１経路信号を生成するステップと、前記濾波された第１信号の第２コピーをそれ自身と混合して第２経路信号を生成するステップと、前記第１経路信号を前記第２経路信号と加算して、前記第１経路信号と前記第２経路信号との差を表す前記ＳＳＢ出力信号を生成するステップと、を更に含む、例１６に記載の方法を含む。
【００５３】
[0060]  例１８は、前記第２固定フィルタの出力に含まれる誤差項をゼロにするステップは、同相乗算器を介してスパー減衰コントローラの同相成分の出力に第２ファンクションジェネレータによって発生した第２信号を乗じるステップと、直交位相乗算器を介して前記スパー減衰コントローラの直交位相成分の出力に第３ファンクションジェネレータによって発生した第３信号を乗じるステップと、前記同相乗算器の出力と前記直交位相乗算器の出力と前記第１信号を加算することによって補正信号を生じさせるステップと、前記第１固定フィルタ、前記ＳＳＢミキサ、前記第２固定フィルタ、及び前記スパー減衰コントローラを通じて前記補正信号を送るステップと、前記スパー減衰コントローラを用いて前記濾波された補正信号内の前記誤差項を読み取り、蓄積し、積分するステップと、を更に含む、例１６−１７に記載の方法を含む。
【００５４】
[0061]  例１９は、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを除去するステップは、スパー減衰コントローラの同相成分の出力を乗算するステップであって、前記スパー減衰コントローラの前記同相成分の前記出力は、同相乗算器を介して、第２ファンクションジェネレータによって発生した第２信号と突き合う、ステップと、前記スパー減衰コントローラの直交位相成分の出力を乗算するステップであって、前記スパー減衰コントローラの前記直交位相成分の前記出力は、直交位相乗算器を介して、第３ファンクションジェネレータによって発生した第３信号と突き合う、ステップと、前記同相乗算器の出力と前記直交位相乗算器の出力と前記第１信号を加算するステップと、を更に含む、例１６−１８に記載の方法を含む。
【００５５】
[0062]  例２０は、第１周波数において第１信号を発生させるダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）であって、前記第１信号は、少なくとも１つのスプリアス周波数において少なくとも１つのスパーを含む、ＤＤＳと、第１カットオフ周波数よりも高い周波数の全てを除去する第１固定フィルタと、前記第１固定フィルタに結合された単一側波帯（ＳＳＢ）ミキサであって、前記ＳＳＢミキサは、前記第１固定フィルタの出力に基づく直流（ＤＣ）信号を出力するように構成され、前記ＤＣ信号は、前記少なくとも１つのスプリアス周波数において前記少なくとも１つのスパーを含む、ＳＳＢミキサと、前記少なくとも１つのスプリアス周波数において前記少なくとも１つのスパーを含む前記ＤＣ信号を受け取る第２固定フィルタであって、前記ＤＣ信号を濾波して前記少なくとも１つのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを出力するように更に構成された第２固定フィルタと、前記第２固定フィルタの後段に配置され、前記第２固定フィルタからの出力を増幅する増幅器と、前記増幅された出力を前記第１信号のデジタル矩形波と混合する少なくとも１つの同相ミキサと、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを含むように前記少なくとも１つの同相ミキサからの出力を濾波する少なくとも１つの同相固定低域通過フィルタと、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーの同相成分内の誤差項を、前記同相成分内の前記誤差項がゼロになるまで読み取り、蓄積し、積分する少なくとも１つの同相比例／積分（Ｐ／Ｉ）コントローラと、前記ＤＤＳによって供給される高調波周波数を前記少なくとも１つの同相Ｐ／Ｉコントローラの出力と乗じる少なくとも１つの同相乗算器と、前記増幅された出力を前記第１信号のデジタル矩形波の位相シフトと混合する少なくとも１つの直交位相ミキサと、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーを含むように前記少なくとも１つの直交位相ミキサからの出力を濾波する少なくとも１つの直交位相固定低域通過フィルタと、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーの直交位相成分内の誤差項を、前記直交位相成分内の前記誤差項がゼロになるまで読み取り、蓄積し、積分する少なくとも１つの直交位相比例／積分（Ｐ／Ｉ）コントローラと、前記ＤＤＳによって供給される高調波周波数の位相シフトを前記少なくとも１つの直交位相Ｐ／Ｉコントローラの出力と乗じる少なくとも１つの直交位相乗算器と、前記少なくとも１つの同相乗算器の出力と前記少なくとも１つの直交位相乗算器の出力と前記第１信号を加算する少なくとも１つの加算ノードと、前記少なくとも１つの加算ノードから出力される補正信号であって、前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーの同相成分内の前記誤差項と前記少なくとも１つのそれぞれのスプリアス周波数における前記少なくとも１つのスパーの直交位相成分内の前記誤差項がゼロになったか否かを判定するために用いられる補正信号と、を備えるスプリアス周波数減衰サーボを含む。
【図１】
2016123084.tif 000003
【図２】
2016123084.tif 000004
【図３】
2016123084.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2016123084.tif 000008
【図５Ｃ】
2016123084.tif 000009
【図５Ｄ】
2016123084.tif 000010
【図５Ｅ】
2016123084.tif 000011
【図６】
2016123084.tif 000012
【図７】
2016123084.tif 000013
【外国語明細書】
2016123084000001.pdf