特許 6332319 ＰＷＭ回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6332319

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】ＰＷＭ回路

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20180521BHJP

   H03K 7/08 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 F

   H03K7/08 C

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-74987(P2016-74987)

(22)【出願日】2016年4月4日

(65)【公開番号】特開2017-188987(P2017-188987A)

(43)【公開日】2017年10月12日

【審査請求日】2017年6月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原田 知育

(72)【発明者】

【氏名】菅井 賢

(72)【発明者】

【氏名】杉山 隆英

【審査官】 東 昌秋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０８８１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１４４４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ１／００−３／４４

７／４２−７／９８

Ｈ０２Ｐ４／００

２５／０８−２５／０９８

２９／００−３１／００

Ｈ０３Ｋ４／００−１１／００

９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記キャリア信号と、ＰＷＭ信号のデューティ比決定用の閾値とを比較し、その比較結果を前記ＰＷＭ信号として出力するコンパレータ部と、を備え、
前記キャリア信号生成部は、
前記キャリア信号の周期に同期させて、前記キャリア信号の位相を乱数的に変化させ、
前記キャリア信号生成部は、
前記キャリア信号の周期の１／Ｎ倍（Ｎは２以上の整数）の周期を有するクロック信号に同期させてカウントを行うカウンタ部と、
０からＮ−１までの間の整数の乱数を発生する乱数発生部と、
位相変更部と、を備え、
前記カウンタ部は、Ｍ（Ｍは０以上の整数）からＮ−１＋Ｍまでカウントアップを行い、Ｎ−１＋Ｍに達した時にはＭに戻ってカウントアップを繰り返す、または、Ｎ−１＋ＭからＭまでカウントダウンを行い、Ｍに達した時にはＮ−１＋Ｍに戻ってカウントダウンを繰り返すことで、前記キャリア信号の周期を有する基準信号を生成し、
前記乱数発生部は、前記基準信号が予め定められた値になった時点で前記乱数を更新し、それ以外の時点では前記乱数を保持し、
前記位相変更部は、前記基準信号をＭだけ減じた基準変動信号と、前記乱数とを加算して得られた第１の値を、Ｎで除算して剰余を求めることで、前記基準変動信号に対して位相が乱数的に変化する位相変更信号を生成し、
前記位相変更信号に基づいて、前記キャリア信号を生成する、
ことを特徴とするＰＷＭ回路。

【請求項2】

前記キャリア信号生成部は、
前記キャリア信号の１周期分の時系列データを記憶した記憶部をさらに備え、
前記位相変更信号を読み出しアドレスとして用いて、前記記憶部から前記時系列データを読み出し、
前記読み出された前記時系列データを、前記キャリア信号として出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＰＷＭ回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成するＰＷＭ回路に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、所定の周期を有するのこぎり波や三角波等のキャリア信号を生成し、そのキャリア信号と、ＰＷＭ信号のＯＮ期間の割合であるデューティ比決定用の閾値とを比較して、比較結果をＰＷＭ信号として出力するＰＷＭ回路が知られている。ＰＷＭ信号は、閾値がキャリア信号よりも大きい場合にはＯＮ、そうでない場合はＯＦＦとなる信号である。

【0003】

例えば、ＰＷＭ信号を用いてモータの駆動を制御する場合には、モータに印加する所望の交流電圧波形（正弦波など）に応じて閾値を変化させて、その交流電圧波形に従った幅の異なるパルス列のＰＷＭ信号を生成する。

【0004】

ところで、キャリア信号の周期（キャリア周期）ごとにデューティ比が大きく変化しない場合には、キャリア周期内のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置がキャリア周期ごとに大きく変化しないことになる。それによって、ＰＷＭ信号にキャリア周期の高調波成分が多く含まれる状態となる。高調波成分の周波数が可聴周波数であれば雑音を生じ、また、キャリア周期の高調波が連続して負荷（モータ等）に印加されることになる。

【0005】

特許文献１および特許文献２には、この問題を解決するために、キャリア周期ごとにＰＷＭ信号のパルス発生位置を時間軸上でずらし、キャリア周期ごとにパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置を変化させることで、キャリア周期の高調波成分の発生を抑制することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６−１４４４９号公報

【特許文献2】特開平７−１７７７５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１および特許文献２の方法では、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きい場合、すなわち、キャリア周期内でＯＮ期間が多くを占める場合には、キャリア周期内においてパルス発生位置をずらせる量が少なくなり、パルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置を大きく変化させることができない。したがって、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きい場合には、キャリア周期の高調波成分の発生を抑制することが困難である。

【0008】

そこで、本発明の目的は、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きい場合であっても、キャリア周期の高調波成分の発生を抑制することできるＰＷＭ回路を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のＰＷＭ回路は、キャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、前記キャリア信号と、ＰＷＭ信号のデューティ比決定用の閾値とを比較し、その比較結果を前記ＰＷＭ信号として出力するコンパレータ部と、を備え、前記キャリア信号生成部は、前記キャリア信号の周期に同期させて、前記キャリア信号の位相を乱数的に変化させる、ことを特徴とする。

【0010】

本発明のＰＷＭ回路において、前記キャリア信号生成部は、前記キャリア信号の周期の１／Ｎ倍（Ｎは２以上の整数）の周期を有するクロック信号に同期させてカウントを行うカウンタ部と、０からＮ−１までの間の整数の乱数を発生する乱数発生部と、位相変更部と、を備え、前記カウンタ部は、Ｍ（Ｍは０以上の整数）からＮ−１＋Ｍまでカウントアップを行い、Ｎ−１＋Ｍに達した時にはＭに戻ってカウントアップを繰り返す、または、Ｎ−１＋ＭからＭまでカウントダウンを行い、Ｍに達した時にはＮ−１＋Ｍに戻ってカウントダウンを繰り返すことで、前記キャリア信号の周期を有する基準信号を生成し、前記乱数発生部は、前記基準信号が予め定められた値になった時点で前記乱数を更新し、それ以外の時点では前記乱数を保持し、前記位相変更部は、前記基準信号をＭだけ減じた基準変動信号と、前記乱数とを加算して得られた第１の値を、Ｎで除算して剰余を求めることで、前記基準変動信号に対して位相が乱数的に変化する位相変更信号を生成し、前記位相変更信号に基づいて、前記キャリア信号を生成する、としても好適である。

【0011】

また、本発明のＰＷＭ回路において、前記キャリア信号生成部は、前記キャリア信号の１周期分の時系列データを記憶した記憶部をさらに備え、前記位相変更信号を読み出しアドレスとして用いて、前記記憶部から前記時系列データを読み出し、前記読み出された前記時系列データを、前記キャリア信号として出力する、としても好適である。

【発明の効果】

【0012】

本発明のＰＷＭ回路によれば、キャリア信号の周期（キャリア周期）に同期させて、キャリア信号の位相を乱数的に変化させることで、ＰＷＭ信号のデューティ比の大きさに関わらず、キャリア周期内におけるＰＷＭ信号のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置がキャリア周期ごとに大きく変化する。したがって、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きい場合であっても、キャリア周期の高調波成分の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態１におけるＰＷＭ回路の構成を示すブロック図である。

【図2】位相変更部の構成を示すブロック図である。

【図3】基準信号、基準変動信号および位相変更信号の１キャリア周期内の変化の例を示すタイミングチャートである。

【図4】実施形態１のキャリア信号およびＰＷＭ信号の変化の例と、従来技術のキャリア信号（従来）およびＰＷＭ信号（従来）の変化の例を示すタイミングチャートである。

【図5】実施形態２におけるＰＷＭ回路の構成を示すブロック図である。

【図6】実施形態２の三角波変換部の構成を示すブロック図である。

【図7】１キャリア周期内の位相変更信号の変化に対する三角波信号の変化の例を示すタイミングチャートである。

【図8】実施形態２のキャリア信号およびＰＷＭ信号の変化の例と、従来技術のキャリア信号（従来）およびＰＷＭ信号（従来）の変化の例を示すタイミングチャートである。

【図9】実施形態３におけるＰＷＭ回路の構成を示すブロック図である。

【図10】実施形態３の記憶部に記憶された１周期分のキャリア信号（三角波）の時系列データの例を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明のＰＷＭ回路の実施形態を図面を参照しながら説明する。

【0015】

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるＰＷＭ回路１００ａの構成を示すブロック図である。ＰＷＭ回路１００ａは、キャリア信号を生成するキャリア信号生成部８０と、キャリア信号と、ＰＷＭ信号のデューティ比決定用の閾値とを比較し、その比較結果をＰＷＭ信号として出力するコンパレータ部９０とを備える。

【0016】

コンパレータ部９０には、閾値と、キャリア信号生成部８０からのキャリア信号とが入力され、コンパレータ部９０は、閾値がキャリア信号よりも大きい場合にはＰＷＭ信号をＨｉｇｈ（ＯＮ）にし、そうでない場合にはＰＷＭ信号をＬｏｗ（ＯＦＦ）にして、ＰＷＭ信号を出力する。

【0017】

キャリア信号生成部８０には、キャリア信号の周期（キャリア周期）Ｔ_ＳＷの１／Ｎ倍（Ｎは２以上の整数）の周期Ｔ_ＣＬＫを有するクロック信号ＣＬＫが入力され、キャリア信号生成部８０は、クロック信号ＣＬＫを用いてキャリア信号を生成し、出力する。なお、実施形態１のＰＷＭ回路１００ａでは、キャリア信号として「のこぎり波」が生成される。キャリア信号生成部８０は、クロック信号ＣＬＫに同期させてカウントを行うカウンタ部１０と、０からＮ−１までの間の整数の乱数を発生する乱数発生部２０と、位相変更部４０と、を備える。

【0018】

カウンタ部１０には、クロック信号ＣＬＫが入力され、カウンタ部１０は、クロック信号ＣＬＫに同期させて、Ｍ（Ｍは０以上の整数）からＮ−１＋Ｍまでカウントアップを行い、Ｎ−１＋Ｍに達した時にはＭに戻ってカウントアップを繰り返すことで、キャリア周期を有する基準信号を生成し、出力する。図３（Ａ）には、１キャリア周期Ｔ_ＳＷ分の基準信号の変化の例を示してある。カウンタ部１０がＮ回カウントを行うことで、１キャリア周期Ｔ_ＳＷ分の基準信号ができる。図３（Ａ）の基準信号の例では、キャリア周期の先頭の値がＭになっているが、キャリア周期の先頭の値は、カウンタ部１０のカウント値がとりえる値のいずれであっても良い。

【0019】

乱数発生部２０には、カウンタ部１０からの基準信号が入力され、乱数発生部２０は、基準信号が予め定められた値になった時点で乱数（０からＮ−１までの間の整数）を更新し、それ以外の時点では乱数を保持する。予め定められた値は、基準信号のキャリア周期の先頭の値である。基準信号が予め定められた値（例えば、Ｍ）になるのは、１キャリア周期Ｔ_ＳＷに１回だけである。乱数発生部２０は、キャリア周期の先頭で、１回だけ乱数を更新し、キャリア周期内ではその乱数を保持する。図３（Ａ）の基準信号の例では、キャリア周期の先頭の値はＭであるため、乱数発生部２０は、基準信号がＭになった時点（キャリア周期の先頭）で、乱数を更新する。

【0020】

位相変更部４０には、カウンタ部１０からの基準信号と、乱数発生部２０からの乱数とが入力され、位相変更部４０は、基準信号と乱数とを用いて位相変更信号を生成し、出力する。実施形態１では、位相変更信号がキャリア信号となる。

【0021】

図２は、位相変更部４０の構成を示すブロック図である。また、図３は、位相変更部４０における基準信号、基準変動信号および位相変更信号の１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内の変化の例を示すタイミングチャートである。

【0022】

図２に示すように、位相変更部４０は、減算部２５と、加算部３０と、剰余計算部３１とを備える。減算部２５には、基準信号が入力され、減算部２５は、基準信号（ＭからＮ−１＋Ｍまでの間の整数）をＭだけ減じた基準変動信号（０からＮ−１までの間の整数）を生成し、出力する。図３（Ｂ）に示すように、基準変動信号は、基準信号から、基準信号に含まれているオフセット（Ｍ）分が取り除かれた信号である。なお、Ｍが０の場合は、基準信号と、基準変動信号とは同じ信号である為、減算部２５は省略され、基準信号が基準変動信号となる。

【0023】

加算部３０には、基準変動信号と、乱数とが入力され、加算部３０は、基準変動信号（０からＮ−１までの間の整数）と、乱数（０からＮ−１までの間の整数）とを加算して第１の値を生成し、出力する。剰余計算部３１には、加算部３０からの第１の値が入力され、剰余計算部３１は、第１の値を、Ｎで除算して剰余を求め、その剰余を位相変更信号として出力する。

【0024】

図３（Ｃ）には、乱数が０、１、２およびＮ−１の時の位相変更信号の例を示してある。位相変更信号は、乱数の値に応じて、基準変動信号を以下の（数１）式で求められる量だけ位相をずらした信号である。

【0025】

位相＝２π×（乱数／Ｎ） （数１）

【0026】

乱数＝０の場合は、位相変更信号と基準変動信号とは同じとなり、位相変更信号と、基準変動信号とに位相のずれはない。一方、乱数の値が０でない場合は、乱数の値に応じて、位相変更信号は、基準変動信号から位相がずれた信号となる。

【0027】

図４の上部には、実施形態１の位相変更信号（キャリア信号）の変化の例と、その位相変更信号（キャリア信号）を用いて生成されたＰＷＭ信号が示されている。また、図４の下部には、各キャリア周期でキャリア信号の位相が変化しない従来技術の「のこぎり波」のキャリア信号（従来）の変化の例と、そのキャリア信号（従来）を用いて生成されたＰＷＭ信号（従来）が示されている。図４では、図３に比べてＮの値をより大きくして、キャリア信号がより直線状に変化する様子が描かれている。

【0028】

前述したように、乱数発生部２０は、キャリア周期の先頭で乱数を更新し、キャリア周期内ではその乱数を保持する。図４では、第１周期の先頭で乱数＝０に更新され、第２周期〜第４周期の各周期の先頭で乱数が０でない値に更新された例を示している。また、第２周期〜第４周期の各周期では、互いに異なる値の乱数となった場合の例を示している。したがって、第１周期〜第４周期の各位相変更信号（キャリア信号）は、位相のずれ量が互いに異なっている（各キャリア周期でキャリア信号の位相が異なっている）。

【0029】

閾値は、１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内では一定の信号であり、キャリア周期毎に変化する信号であるが、図４では、各キャリア周期で同一の閾値が用いられている。閾値は０〜１．００の値であり、閾値が１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内で常にキャリア信号以下となる時の閾値は０であり、閾値が１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内で常にキャリア信号より大きい時の閾値は１．００である。閾値が０〜１．００の値をとることによって、ＰＷＭ信号のデューティ比、すなわち、１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内のＰＷＭ信号のＯＮ期間の割合は、０％〜１００％まで変化することになる。図４では、位相変更信号（キャリア信号）と比較される閾値と、キャリア信号（従来）と比較される閾値は、両方とも０．８５になっている。よって、図４では、実施形態１のＰＷＭ信号および従来技術のＰＷＭ信号（従来）のデューティ比、すなわち、１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内のＰＷＭ信号のＯＮ期間の割合は、各キャリア周期で８５％となっている。

【0030】

図４に示すように、各キャリア周期で閾値の変化がない（デューティ比が変化しない）場合には、従来技術のＰＷＭ信号（従来）のように各キャリア周期内のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置が変化しないことになり、それによって、ＰＷＭ信号（従来）にキャリア周期の高調波成分が多く含まれる状態となる。

【0031】

それに対して、実施形態１のＰＷＭ回路１００ａでは、キャリア信号の周期（キャリア周期）に同期させて、キャリア信号の位相が乱数的に変化するので、図４に示すように、各キャリア周期で閾値の変化がない（デューティ比が変化しない）場合であっても、ＰＷＭ信号の各キャリア周期内のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置が大きく変化する。また、１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内のＰＷＭ信号のパルスの数がキャリア周期によって変化（図４では、第１周期と第４周期のパルスの数は１つ、第２周期と第３周期のパルスの数は２つ）し、各キャリア周期内のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの順序（立ち上がりが最初に来るか、立ち下がりが最初に来るか）が変化し、エッジの数が変化する。したがって、スペクトル拡散効果が十分に得られ、ＰＷＭ信号に、キャリア周期の高調波成分が含まることを抑制することができる。

【0032】

また、特許文献１および特許文献２に記載されているような、キャリア周期ごとにＰＷＭ信号（従来）のパルス発生位置を時間軸上でずらす方法では、図４に示すような、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きい場合、すなわち、キャリア周期内でＯＮ期間が多くを占める場合には、キャリア周期内においてパルス発生位置をずらせる量が少なくなる。したがって、パルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置を大きく変化させることができず、キャリア周期の高調波成分の発生を抑制することができない。

【0033】

それに対して、実施形態１のＰＷＭ回路１００ａでは、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きい場合であっても、図４に示すように、キャリア周期内におけるＰＷＭ信号のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置がキャリア周期ごとに大きく変化するので、スペクトル拡散効果が十分に得られ、ＰＷＭ信号に、キャリア周期の高調波成分が含まることを抑制することができる。

【0034】

以上説明した実施形態１のＰＷＭ回路１００ａによれば、キャリア信号の周期（キャリア周期）に同期させて、キャリア信号の位相を乱数的に変化させることで、ＰＷＭ信号のデューティ比の大きさに関わらず、キャリア周期内におけるＰＷＭ信号のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置がキャリア周期ごとに大きく変化する。したがって、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きい場合であっても、キャリア周期の高調波成分の発生を抑制することができる。

【0035】

また、実施形態１のＰＷＭ回路１００ａによれば、簡易な回路構成で、キャリア周波数（１／キャリア周期Ｔ_ＳＷ）や１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内のＯＮ期間の割合を変えることなく、キャリア周期の高調波成分の発生を抑制することができる。

【0036】

以上説明した実施形態１のＰＷＭ回路１００ａでは、キャリア信号生成部８０のカウンタ部１０がカウントアップを行うことにより、基準信号を生成した。しかし、カウンタ部１０がカウントダウンを行うことにより、基準信号を生成するとしても良い。具体的には、カウンタ部１０が、クロック信号ＣＬＫに同期させて、Ｎ−１＋ＭからＭまでカウントダウンを行い、Ｍに達した時にはＮ−１＋Ｍに戻ってカウントダウンを繰り返すことで、キャリア周期を有する基準信号を生成し、出力する。この場合、図３に示された基準信号、基準変動信号および位相変更信号は、キャリア周期Ｔ_ＳＷの中心を軸に左右反転させた信号となる。

【0037】

また、以上説明した実施形態１のＰＷＭ回路１００ａでは、位相変更信号をキャリア信号とした。しかし、位相変更信号に任意の演算を施してキャリア信号としても良い。例えば、位相変更信号にオフセットを加えてキャリア信号としても良いし、位相変更信号に予め定められた値を掛けてキャリア信号としても良いし、位相変更信号を予め定められた値で除してキャリア信号としても良い。

【0038】

（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２におけるＰＷＭ回路１００ｂの構成を示すブロック図である。図１の実施形態１のＰＷＭ回路１００ａとの違いは、実施形態２のＰＷＭ回路１００ｂには、キャリア信号生成部８０に三角波変換部６０が追加されている点であり、その他の構成は同じである。よって、三角波変換部６０以外の構成については、詳しい説明を省略する。

【0039】

実施形態１のＰＷＭ回路１００ａのキャリア信号は「のこぎり波」であった。それに対し、実施形態２のＰＷＭ回路１００ｂのキャリア信号は「三角波」となる。三角波変換部６０には、位相変更部４０からの位相変更信号が入力され、三角波変換部６０は、位相変更信号（のこぎり波）を三角波信号に変換して、その三角波信号をキャリア信号として出力する。

【0040】

図６は、三角波変換部６０の構成を示すブロック図である。三角波変換部６０は、減算部５１と、判定部５２と、乗算部５３とを備える。減算部５１には、位相変更信号が入力され、減算部５１は、位相変更信号から（Ｎ−１）／２を減じたＳ２１信号を生成し、出力する。なお、三角波変換部６０内で用いられるＮは、実施形態１で説明したＮと同じであり、キャリア周期Ｔ_ＳＷとクロック信号ＣＬＫの周期Ｔ_ＣＬＫとの比である。判定部５２には、減算部５１からのＳ２１信号と、位相変更信号とが入力され、判定部５２は、Ｓ２１信号の値が０以上の場合には、（Ｎ−１）／２からＳ２１信号の値を減じたＳ２２信号を生成し、Ｓ２１信号の値が負である場合には、位相変更信号をＳ２２信号として、Ｓ２２信号を出力する。乗算部５３には、判定部５２からのＳ２２信号が入力され、乗算部５３は、Ｓ２２信号の値を２倍にした三角波信号を生成し、出力する。

【0041】

図７には、乱数が０、１、２およびＮ−１の場合の位相変更信号の変化の例と、それらの位相変更信号が三角波変換部６０に入力された時に、三角波変換部６０から出力される三角波信号を示してある。乱数＝０の場合の三角波信号を基準三角波信号とすると、三角波信号は、乱数の値に応じて、基準三角波信号を前述した（数１）式で求められる量だけ位相をずらした信号となる。

【0042】

図８の上部には、実施形態２の三角波信号（キャリア信号）の変化の例と、その三角波信号（キャリア信号）を用いて生成されたＰＷＭ信号が示されている。また、図８の下部には、各キャリア周期でキャリア信号の位相が変化しない従来技術の「三角波」のキャリア信号（従来）の変化の例と、そのキャリア信号（従来）を用いて生成されたＰＷＭ信号（従来）が示されている。図８では、図７に比べてＮの値をより大きくして、キャリア信号がより直線状に変化する様子が描かれている。

【0043】

図８では、第１周期の先頭で乱数＝０に更新され、第２周期〜第４周期の各周期の先頭で乱数が０でない値に更新された例を示している。また、第２周期〜第４周期の各周期では、互いに異なる値の乱数となった場合の例を示している。したがって、第１周期〜第４周期の各三角波信号（キャリア信号）は、位相のずれ量が互いに異なっている（各キャリア周期でキャリア信号の位相が異なっている）。

【0044】

また、図８では、三角波信号（キャリア信号）と比較される閾値と、キャリア信号（従来）と比較される閾値は、両方とも０．８５で一定となっている。よって、図８では、実施形態２のＰＷＭ信号および従来技術のＰＷＭ信号（従来）のデューティ比、すなわち、１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内のＰＷＭ信号のＯＮ期間の割合は、各キャリア周期で８５％となっている。

【0045】

実施形態１で説明したキャリア信号が「のこぎり波」である場合と同様に、キャリア信号が「三角波」である場合であっても、図８に示すように、各キャリア周期で閾値の変化がない（デューティ比が変化しない）場合には、従来技術のＰＷＭ信号（従来）では各キャリア周期内のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置が変化しない。

【0046】

それに対し、実施形態２のＰＷＭ信号は、実施形態１のＰＷＭ信号と同様に、各キャリア周期内のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置が大きく変化する。また、１キャリア周期Ｔ_ＳＷ内のＰＷＭ信号のパルスの数がキャリア周期によって変化（図８では、第１周期と第２周期のパルスの数は２つ、第３周期と第４周期のパルスの数は１つ）し、各キャリア周期内のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの順序（立ち上がりが最初に来るか、立ち下がりが最初に来るか）が変化し、エッジの数が変化する。したがって、スペクトル拡散効果が十分に得られ、ＰＷＭ信号に、キャリア周期の高調波成分が含まることを抑制することができる。

【0047】

また、ＰＷＭ信号のデューティ比が大きい場合、すなわち、キャリア周期内でＯＮ期間が多くを占める場合であっても、図８に示すように、ＰＷＭ信号の各キャリア周期内のパルスの立ち上がり、および、立ち下がりエッジの位置が大きく変化する点も、実施形態１のＰＷＭ信号と同様である。

【0048】

実施形態２のように、キャリア信号を「三角波」とし、キャリア信号（三角波）の周期に同期させて、キャリア信号（三角波）の位相を乱数的に変化させても、実施形態１のキャリア信号を「のこぎり波」とした場合と同様の作用効果を得ることができる。

【0049】

以上説明した実施形態２のＰＷＭ回路１００ｂでは、三角波変換部６０から出力される三角波信号をキャリア信号とした。しかし、三角波信号に任意の演算を施してキャリア信号としても良い。例えば、三角波信号にオフセットを加えてキャリア信号としても良いし、三角波信号に予め定められた値を掛けてキャリア信号としても良いし、三角波信号を予め定められた値で除してキャリア信号としても良い。

【0050】

（実施形態３）
図９は、本発明の実施形態３におけるＰＷＭ回路１００ｃの構成を示すブロック図である。図２の実施形態２のＰＷＭ回路１００ｂとの違いは、実施形態２の三角波変換部６０が記憶部７０に置き換えられている点であり、その他の構成は同じである。よって、記憶部７０以外の構成については、詳しい説明を省略する。

【0051】

実施形態３のＰＷＭ回路１００ｃのキャリア信号は、実施形態２のＰＷＭ回路１００ｂのキャリア信号と同じ「三角波」である。しかし、位相変更信号（のこぎり波）を三角波信号に変換する方法が異なる。

【0052】

記憶部７０には、１周期分のキャリア信号（三角波）の時系列データが記憶されている。図１０は、記憶部７０に記憶された１周期分のキャリア信号（三角波）の時系列データの例を示す表である。アドレスと、そのアドレスに記憶された値（時系列データ）の対応が示されている。なお、図１０におけるＮは、実施形態１で説明したＮと同じであり、キャリア周期Ｔ_ＳＷとクロック信号ＣＬＫの周期Ｔ_ＣＬＫとの比である。図１０には、キャリア周期Ｔ_ＳＷの中心を軸として左右対称な波形を有する三角波の時系列データが、Ｎが偶数の場合と、Ｎが奇数の場合とに分けて示してある。実施形態３のＰＷＭ回路１００ｃにおいて、Ｎが、偶数の場合には図１０（Ａ）が用いられ、奇数の場合には図１０（Ｂ）が用いられる。

【0053】

記憶部７０には位相変更信号が入力され、位相変更信号を読み出しアドレスとして用いて、記憶部７０に記憶されている値（時系列データ）を読み出す。これにより、位相変更信号（のこぎり波）が、三角波信号に変換される。そして、読み出された時系列データ（三角波信号）を、キャリア信号として出力する。図７に示すように、乱数の値に応じて位相変更信号の位相が変化するので、読み出しアドレスが変化し、読み出される時系列データ（三角波信号）の位相も変化する。つまり、乱数の値に応じて位相が変化する実施形態２の三角波信号と同じ信号を得ることができる。

【0054】

よって、実施形態３のＰＷＭ回路１００ｃの構成を用いても、キャリア信号を「三角波」とし、キャリア信号（三角波）の周期に同期させて、キャリア信号（三角波）の位相を乱数的に変化させることができるので、実施形態１と実施形態２の場合と同様の作用効果を得ることができる。

【0055】

以上説明した実施形態３のＰＷＭ回路１００ｃでは、記憶部７０に、１周期分のキャリア信号の時系列データとして、キャリア周期Ｔ_ＳＷの中心を軸として左右対称な波形を有する三角波の時系列データを記憶した。しかし、左右対称な波形を有する三角波ではなく、左右非対称な波形を有する三角波の時系列データを記憶しておいてもよい。左右非対称な波形を有する三角波とは、例えば、キャリア周期の先頭から三角波の頂点（値が最大になる箇所）までの時間Ｔｕと、三角波の頂点からキャリア周期の後尾までの時間Ｔｄとが、異なる三角波である。

【0056】

また、キャリア信号は、以上説明したのこぎり波、三角波に限られず、様々な波形を用いることが考えられる。よって、記憶部７０には、キャリア信号として使用する任意の波形の１周期分の時系列データを記憶しておいても良い。これにより、以上説明したのこぎり波、三角波に限られず、任意の波形をキャリア信号として用いる場合であっても、キャリア信号の周期に同期させて、キャリア信号の位相を乱数的に変化させることができるので、実施形態１と実施形態２の場合と同様の作用効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0057】

１０ カウンタ部、２０ 乱数発生部、２５ 減算部、３０ 加算部、３１ 剰余計算部、４０ 位相変更部、５１ 減算部、５２ 判定部、５３ 乗算部、６０ 三角波変換部、７０ 記憶部、８０ キャリア信号生成部、９０ コンパレータ部、１００ａ，１００ｂ，１００ｃ ＰＷＭ回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】