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(In Japanese)ノイズ発生器、ノイズ発生方法およびノイズ応用機器 meetings

Patent code P110002453
File No. H17-25
Posted date Apr 21, 2011
Application number P2007-556940
Patent number P4843798
Date of filing Jan 29, 2007
Date of registration Oct 21, 2011
International application number JP2007051838
International publication number WO2007088987
Date of international filing Jan 29, 2007
Date of international publication Aug 9, 2007
Priority data
  • P2006-022118 (Jan 31, 2006) JP
Inventor
  • (In Japanese)高田 明雄
Applicant
  • (In Japanese)独立行政法人国立高等専門学校機構
Title (In Japanese)ノイズ発生器、ノイズ発生方法およびノイズ応用機器 meetings
Abstract (In Japanese)位相同期ループを電子回路などの物理系で構成し、これを非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりホワイトノイズを発生させる。この位相同期ループの振る舞いを表す方程式のダンピング係数σ、振幅aおよび角周波数ω1の組み合わせによりホワイトノイズを発生させる。非正弦波の信号としては、対称三角波、対称方形波、対称鋸歯状波などを用いる。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


ホワイトノイズとは、どの周波数成分も同じパワーを持っている、換言すれば、平坦なパワースペクトルを持つノイズであり、一般的なノイズ発生器では容易に発生させることはできない。すなわち、通常、ノイズを発生させると、周波数によってノイズのパワーの偏りが生じてしまう。アークを利用したノイズ発生器はその一例である(例えば、特開平8-204455号公報(文献1)参照。)。
従来のホワイトノイズの発生方法としては、(1)電子ノイズ(Johnsonノイズ、ショットノイズ)を増幅する方法、(2)デジタル的に合成された乱数列を利用する方法、が知られている。(1)の方法は、有限温度下で半導体内部などに発生する微弱な電子ノイズを高倍率で増幅してノイズ源とするもので、NyquistおよびJohnsonによる研究成果に基づくものである(例えば、Physical Review vol.32,pp.110-113(1928)(文献2)およびPhysical Review vol.32,pp.97-109(1928)(文献3)参照。)。(2)の方法は、デジタル的に合成された乱数をD/A(デジタル-アナログ)変換して用いるものである(例えば、特開平5-48405号公報(文献4)参照。)。
しかしながら、(1)の方法では、高利得増幅器が必要とされるため、増幅器の利得帯域幅積が一定である性質上、ノイズを高倍率で増幅すると、利用できるノイズ帯域が大幅に狭められる問題がある。これを避けるためには、増幅器を連結させるなどの手段が必要となり、それが回路構成を大幅に複雑にする原因となる。また、(2)の方法では、デジタルデータの演算装置およびその後段のD/A変換器がそれぞれ必要であるだけでなく、低周波成分を得るために長い繰り返し周期(演算時間)が必要とされる問題がある。
レベル調整機能や周波数帯域の調整機能などを付加したホワイトノイズ発生器が提案されているが(例えば、特開2001-185998号公報(文献5)および特開平4-267608号公報(文献6)参照。)、これらは既存のホワイトノイズ発生源を再利用するものであり、純粋なノイズ発生器とはいえない。
一方、新しい試みとしてカオスによるノイズ発生器が報告されているが(例えば、電子情報通信学会論文誌 A Vol.78,No.3,pp.365-372(1995)(文献7)参照。)、これは、カオスが作るゆらぎはノイズ源になり得る、という1980年代に確立された世界的な常識を一つの実例として示しただけのものであり、ホワイトノイズを発生させる技術との関連性は見当たらない。カオスの発生に関する提案や報告は多数あるが、これらはいずれもカオス現象の観測を目的としたものにすぎず、ノイズ発生器に関する提案や報告はなされていない(例えば、特開2000-215192号公報(文献8)、特開2005-17612号公報(文献9)、特開2004-126488号公報(文献10)、電子通信学会論文誌 A Vol.67,No.12,pp.1162-1167(1984)(文献11)および電子通信学会論文誌 A Vol.69,No.12,pp.1623-1624(1986)(文献12)参照。)。
最近、カオス的な振る舞いが作り出すゆらぎがホワイトノイズとなる系の方程式がKautzにより報告された(Journal of Applied Physics vol.86,pp.5794-5800(1999)(文献13)参照。)。この報告によれば、位相同期ループ(phase locked loop,PLL)と呼ばれる物理系を正弦関数的に時間変化する力で駆動してカオス状態にすることによりホワイトノイズが得られる。この方法により得られるホワイトノイズの特徴として、レベルが十分に高く、周波数帯域は5ディケード以上に及び、さらにはパワースペクトルが平坦であるという三拍子揃った理想的なものであることが数値計算から示唆されていた。しかしながら、その研究はそれ以後進展がなく、あるいは他の機関で発展させられてはいない。その理由としては、上記の方程式の導出は、数値計算に基づいた発見的研究結果であることや実験データが何もないこと、および、実験的にその方法を実現する技術が容易に見出されなかったことがあった。
このような背景の下で、本発明者は、正弦関数的な力で駆動された位相同期ループがある方程式を満たす場合に高品質・広帯域・高レベルのホワイトノイズを発生し得るという上記の理論的な解析報告を踏まえ、本発明者がこれまでジョセフソン接合(超伝導素子)の特性解析用に用いたアナログ電子回路が上記の方程式を満たすことに着目して、実験的にホワイトノイズの発生に成功したことを報告した(第51回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集第174頁29a-YB-9(2004年3月)(文献14)および平成16年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会 講演予稿集第162頁(2004年10月)(文献15)参照。)。この報告によれば、ホワイトノイズは位相同期ループのカオス状態において引き起こされることが実験的に確認され、理論的に予言されたホワイトノイズの品質・帯域・レベルに近いものであることが確認された。
上記の文献14、15で報告された方法は、従来の電子ノイズを増幅する方法を用いる場合に必要な高倍率の増幅器が不要であり、従来のデジタル的に合成された乱数列を利用する方法のようにデジタルデータの演算装置およびその後段のD/A変換器も不要であり、低周波成分を得るために長い繰り返し周期(演算時間)も不要であるという点で優れているが、位相同期ループの駆動信号が正弦波に限られるために様々な制約があるという問題がある。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、文献14、15と異なる手法により、高品質・広帯域・高レベルのホワイトノイズを発生させることができ、しかも高倍率の増幅器やデジタルデータの演算装置およびその後段のD/A変換器が不要であるため簡単な構成で済み、低周波成分を得るために長い繰り返し周期(演算時間)も不要であり、さらに駆動信号として方形波や三角波などの各種の波形のものを用いることができるため位相同期ループあるいは物理系の構成の自由度が高く、構成の簡素化も可能なノイズ発生器およびノイズ発生方法ならびにこのノイズ発生器を用いたノイズ応用機器を提供することである。

Field of industrial application (In Japanese)


この発明は、ノイズ発生器、ノイズ発生方法およびノイズ応用機器に関し、特に、ホワイトノイズの発生に適用して好適なものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、この比較器の出力が上記アナログスイッチに供給されて上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器には対称波発振器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記対称波発振器により発振される対称波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項2】
 
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、この比較器と上記アナログスイッチとの間にフリップフロップが接続されており、上記比較器の出力によりこのフリップフロップが駆動され、最終的にこのフリップフロップの出力により上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器には対称波発振器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記対称波発振器により発振される対称波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項3】
 
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、その出力が上記アナログスイッチに供給されて上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記位相同期ループには対称波電流発生装置が接続され、上記位相同期ループはこの対称波電流発生装置により発生される対称波電流信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項4】
 
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器および正弦関数電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は上記正弦関数電流変換器および比較器に入力され、上記比較器の出力が上記アナログスイッチに供給されて上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記位相同期ループには対称波電流発生装置が接続され、上記位相同期ループはこの対称波電流発生装置により発生される対称波電流信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項5】
 
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
電圧制御発振器、正弦関数信号の発振器が接続された乗算器、低域通過フィルタ、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記電圧制御発振器の入力端子に戻るループが形成され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器には対称波発振器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記対称波発振器により発振される対称波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項6】
 
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
電圧制御発振器、正弦関数信号の発振器が接続された乗算器、低域通過フィルタおよび電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記電圧制御発振器の入力端子に戻るループが形成され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記位相同期ループには対称波電流発生装置が接続され、上記位相同期ループはこの対称波電流発生装置により発生される対称波電流信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項7】
 
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
演算増幅器の出力端子が抵抗およびコンデンサを介して上記演算増幅器の反転入力端子に接続され、上記演算増幅器の非反転入力端子は接地電位となっており、これにより負帰還増幅回路が形成され、上記演算増幅器の出力端子は、積分器、正弦関数変換器および抵抗を直列接続したものを介して上記演算増幅器の上記反転入力端子に接続され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記演算増幅器の上記反転入力端子には、抵抗を介して対称波発振器が接続され、上記位相同期ループはこの抵抗を介して上記対称波発振器により発振される対称波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項8】
 
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
複数のジョセフソン接合が直列接続されたジョセフソン接合アレイの一端にアンテナが接続され、他端は接地され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記アンテナで受信した高周波信号で上記ジョセフソン接合アレイが駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項9】
 
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたことを特徴とするノイズ発生方法。

【請求項10】
 
散逸構造を有する物理系を当該物理系の振る舞いを表す方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号または力で駆動してカオス状態とすることによりノイズを発生させるようにしたことを特徴とするノイズ発生方法。

【請求項11】
 
上記物理系は電子回路、ジョセフソン接合、電荷密度波物質または振り子であることを特徴とする請求項10記載のノイズ発生方法。

【請求項12】
 
一つまたは複数のノイズ発生器を有するノイズ応用機器において、
少なくとも一つの上記ノイズ発生器として、
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、この比較器の出力が上記アナログスイッチに供給されて上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器には対称波発振器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記対称波発振器により発振される対称波電圧信号で駆動されるノイズ発生器を用いたことを特徴とするノイズ応用機器。

【請求項13】
 
一つまたは複数のノイズ発生器を有するノイズ応用機器において、
少なくとも一つの上記ノイズ発生器として、
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、この比較器と上記アナログスイッチとの間にフリップフロップが接続されており、上記比較器の出力によりこのフリップフロップが駆動され、最終的にこのフリップフロップの出力により上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器には対称波発振器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記対称波発振器により発振される対称波電圧信号で駆動されるノイズ発生器を用いたことを特徴とするノイズ応用機器。

【請求項14】
 
一つまたは複数のノイズ発生器を有するノイズ応用機器において、
少なくとも一つの上記ノイズ発生器として、
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、その出力が上記アナログスイッチに供給されて上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記位相同期ループには対称波電流発生装置が接続され、上記位相同期ループはこの対称波電流発生装置により発生される対称波電流信号で駆動されるノイズ発生器を用いたことを特徴とするノイズ応用機器。

【請求項15】
 
一つまたは複数のノイズ発生器を有するノイズ応用機器において、
少なくとも一つの上記ノイズ発生器として、
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器および正弦関数電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は上記正弦関数電流変換器および比較器に入力され、上記比較器の出力が上記アナログスイッチに供給されて上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記位相同期ループには対称波電流発生装置が接続され、上記位相同期ループはこの対称波電流発生装置により発生される対称波電流信号で駆動されるノイズ発生器を用いたことを特徴とするノイズ応用機器。

【請求項16】
 
一つまたは複数のノイズ発生器を有するノイズ応用機器において、
少なくとも一つの上記ノイズ発生器として、
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
電圧制御発振器、正弦関数信号の発振器が接続された乗算器、低域通過フィルタ、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記電圧制御発振器の入力端子に戻るループが形成され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器には対称波発振器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記対称波発振器により発振される対称波電圧信号で駆動されるノイズ発生器を用いたことを特徴とするノイズ応用機器。

【請求項17】
 
一つまたは複数のノイズ発生器を有するノイズ応用機器において、
少なくとも一つの上記ノイズ発生器として、
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
電圧制御発振器、正弦関数信号の発振器が接続された乗算器、低域通過フィルタおよび電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記電圧制御発振器の入力端子に戻るループが形成され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記位相同期ループには対称波電流発生装置が接続され、上記位相同期ループはこの対称波電流発生装置により発生される対称波電流信号で駆動されるノイズ発生器を用いたことを特徴とするノイズ応用機器。

【請求項18】
 
一つまたは複数のノイズ発生器を有するノイズ応用機器において、
少なくとも一つの上記ノイズ発生器として、
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
演算増幅器の出力端子が抵抗およびコンデンサを介して上記演算増幅器の反転入力端子に接続され、上記演算増幅器の非反転入力端子は接地電位となっており、これにより負帰還増幅回路が形成され、上記演算増幅器の出力端子は、積分器、正弦関数変換器および抵抗を直列接続したものを介して上記演算増幅器の反転入力端子に接続され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記演算増幅器の上記反転入力端子には、抵抗を介して対称波発振器が接続され、上記位相同期ループはこの抵抗を介して上記対称波発振器により発振される対称波電圧信号で駆動されるノイズ発生器を用いたことを特徴とするノイズ応用機器。

【請求項19】
 
一つまたは複数のノイズ発生器を有するノイズ応用機器において、
少なくとも一つの上記ノイズ発生器として、
位相同期ループを方程式
【数1】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は角周波数、nは2以上の整数、cn はフーリエ級数における第n高調波の係数、θn はフーリエ級数における第n高調波の位相
を満たすように非正弦波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
複数のジョセフソン接合が直列接続されたジョセフソン接合アレイの一端にアンテナが接続され、他端は接地され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記アンテナで受信した高周波信号で上記ジョセフソン接合アレイが駆動されるノイズ発生器を用いたことを特徴とするノイズ応用機器。

【請求項20】
 
位相同期ループを方程式
【数2】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は搬送波角周波数、nは整数、ωm は変調信号波角周波数、Δωa は最大周波数偏移、Jn は第一種ベッセル関数、mf は変調指数でmf =Δωa /ωm
を満たすようにFM波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、この比較器の出力が上記アナログスイッチに供給されて上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器にはFM波発生器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記FM波発生器により発生されるFM波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項21】
 
位相同期ループを方程式
【数2】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は搬送波角周波数、nは整数、ωm は変調信号波角周波数、Δωa は最大周波数偏移、Jn は第一種ベッセル関数、mf は変調指数でmf =Δωa /ωm
を満たすようにFM波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、この比較器と上記アナログスイッチとの間にフリップフロップが接続されており、上記比較器の出力によりこのフリップフロップが駆動され、最終的にこのフリップフロップの出力により上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器にはFM波発生器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記FM波発生器により発生されるFM波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項22】
 
位相同期ループを方程式
【数2】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は搬送波角周波数、nは整数、ωm は変調信号波角周波数、Δωa は最大周波数偏移、Jn は第一種ベッセル関数、mf は変調指数でmf =Δωa /ωm
を満たすようにFM波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
電圧制御発振器、正弦関数信号の発振器が接続された乗算器、低域通過フィルタ、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記電圧制御発振器の入力端子に戻るループが形成され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器にはFM波発生器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記FM波発生器により発生されるFM波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項23】
 
位相同期ループを方程式
【数2】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は搬送波角周波数、nは整数、ωm は変調信号波角周波数、Δωa は最大周波数偏移、Jn は第一種ベッセル関数、mf は変調指数でmf =Δωa /ωm
を満たすようにFM波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
演算増幅器の出力端子が抵抗およびコンデンサを介して上記演算増幅器の反転入力端子に接続され、上記演算増幅器の非反転入力端子は接地電位となっており、これにより負帰還増幅回路が形成され、上記演算増幅器の出力端子は、積分器、正弦関数変換器および抵抗を直列接続したものを介して上記演算増幅器の上記反転入力端子に接続され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記演算増幅器の上記反転入力端子には、抵抗を介してFM波発生器が接続され、上記位相同期ループはこの抵抗を介して上記FM波発生器により発生されるFM波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項24】
 
位相同期ループを方程式
【数3】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は搬送波角周波数、ωm は変調信号波角周波数、ma は変調度
を満たすようにAM波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータの出力端子にアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、この比較器の出力が上記アナログスイッチに供給されて上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器にはAM波発生器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記AM波発生器により発生されるAM波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項25】
 
位相同期ループを方程式
【数3】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は搬送波角周波数、ωm は変調信号波角周波数、ma は変調度
を満たすようにAM波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
高入力インピーダンスのインバータにアナログスイッチを介して積分器、正弦関数変換器、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記インバータの入力端子に戻るループが形成され、上記積分器の出力は比較器に入力され、この比較器と上記アナログスイッチとの間にフリップフロップが接続されており、上記比較器の出力によりこのフリップフロップが駆動され、最終的にこのフリップフロップの出力により上記アナログスイッチの切り替えが行われるようになっており、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器にはAM波発生器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記AM波発生器により発生されるAM波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項26】
 
位相同期ループを方程式
【数3】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は搬送波角周波数、ωm は変調信号波角周波数、ma は変調度
を満たすようにAM波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
電圧制御発振器、正弦関数信号の発振器が接続された乗算器、低域通過フィルタ、加算器および電圧-電流変換器が順次接続され、最終的に上記電圧制御発振器の入力端子に戻るループが形成され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記加算器にはAM波発生器が接続され、上記位相同期ループは上記加算器を介して上記AM波発生器により発生されるAM波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。

【請求項27】
 
位相同期ループを方程式
【数3】
 


ただし、tは時間、φは位相、σはダンピング係数、aは振幅、ω1 は搬送波角周波数、ωm は変調信号波角周波数、ma は変調度
を満たすようにAM波の信号で駆動してカオス状態または非位相ロック状態とすることによりノイズを発生させるようにしたノイズ発生器であって、
演算増幅器の出力端子が抵抗およびコンデンサを介して上記演算増幅器の反転入力端子に接続され、上記演算増幅器の非反転入力端子は接地電位となっており、これにより負帰還増幅回路が形成され、上記演算増幅器の出力端子は、積分器、正弦関数変換器および抵抗を直列接続したものを介して上記演算増幅器の上記反転入力端子に接続され、これにより上記位相同期ループが形成され、上記演算増幅器の上記反転入力端子には、抵抗を介してAM波発生器が接続され、上記位相同期ループは上記抵抗を介して上記AM波発生器により発生されるAM波電圧信号で駆動されることを特徴とするノイズ発生器。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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