特許 7455565 信号処理装置、信号処理方法および信号処理プログラム

(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】

(24)【登録日】2024-03-15

(45)【発行日】2024-03-26

(54)【発明の名称】信号処理装置、信号処理方法および信号処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/14 20060101AFI20240318BHJP

【ＦＩ】

H04L27/14 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019222173

(22)【出願日】2019-12-09

(65)【公開番号】P2021093596

(43)【公開日】2021-06-17

【審査請求日】2022-11-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】江本 英晃

(72)【発明者】

【氏名】白江 光行

【審査官】原田 聖子

(56)【参考文献】

【文献】特表２００３－５３６３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２２５９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１周波数または前記第１周波数よりも高い第２周波数を持つ周波数信号を処理する信号処理装置であって、
前記周波数信号に対応する信号波形データを取得するよう構成された取得部と、
前記第１周波数と前記第２周波数との間の検波周波数を持つ検波波形データの正弦波および余弦波を生成するよう構成された生成部と、
第１時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第１時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第１位相を算出するよう構成された第１位相算出部と、
前記第１時刻よりも前記検波周波数の１周期未満の規定時間間隔だけ進んだ第２時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第２時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第２位相を算出するよう構成された第２位相算出部と、
前記第１位相および前記第２位相の比較に基づいて、取得された前記周波数信号の信号値を出力するよう構成された変換部と、
前記変換部から出力される前記周波数信号の信号値の有効性を判定するよう構成された判定部と、
前記判定部による判定の結果、有効と判定された前記周波数信号の信号値を外部に出力するよう構成された出力部と、を備え、
前記判定部は、前記第２位相を算出する過程で算出される第２同相成分および第２直交位相成分によって算出される二乗和が、規定の閾値よりも大きい場合には、前記周波数信号の信号値を有効と判定する信号処理装置。

【請求項2】

前記第１位相および前記第２位相は、前記検波波形データに対する前記信号波形データの位相差であり、
前記変換部は、前記第２位相が前記第１位相よりも大きい場合には前記第２周波数が割り当てられたデジタル値を出力し、前記第２位相が前記第１位相よりも小さい場合には前記第１周波数が割り当てられたデジタル値を出力する請求項１に記載の信号処理装置。

【請求項3】

前記第１時刻は、前記検波波形データの正弦波の位相が０°となる時刻であり、
前記規定時間間隔は、前記検波波形データの周期の１／４に相当する時間を有する請求項１または２に記載の信号処理装置。

【請求項4】

前記周波数信号は、直流信号に前記周波数信号が重畳されたハイブリッド信号から取り出された信号である請求項１～３のいずれか１項に記載の信号処理装置。

【請求項5】

第１周波数または前記第１周波数よりも高い第２周波数を持つ周波数信号を処理する信号処理方法であって、
前記周波数信号に対応する信号波形データを取得するステップと、
前記第１周波数と前記第２周波数との間の検波周波数を持つ検波波形データの正弦波および余弦波を生成するステップと、
第１時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第１時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第１位相を算出するステップと、
前記第１時刻よりも前記検波周波数の１周期未満の規定時間間隔だけ進んだ第２時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第２時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第２位相を算出するステップと、
前記第１位相および前記第２位相の比較に基づいて、取得された前記周波数信号の信号値を出力するステップと、
前記周波数信号の信号値の有効性を判定するステップと、
前記周波数信号の信号値の有効性の判定の結果、有効と判定された前記周波数信号の信号値を外部に出力するステップと、を備え、
前記周波数信号の信号値の有効性を判定するステップは、前記第２位相を算出する過程で算出される第２同相成分および第２直交位相成分によって算出される二乗和が、規定の閾値よりも大きい場合には、前記周波数信号の信号値を有効と判定する信号処理方法。

【請求項6】

第１周波数または前記第１周波数よりも高い第２周波数を持つ周波数信号を処理する信号処理プログラムであって、
コンピュータに、
前記周波数信号に対応する信号波形データを取得するよう構成された取得部と、
前記第１周波数と前記第２周波数との間の検波周波数を持つ検波波形データの正弦波および余弦波を生成するよう構成された生成部と、
第１時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第１時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第１位相を算出するよう構成された第１位相算出部と、
前記第１時刻よりも前記検波周波数の１周期未満の規定時間間隔だけ進んだ第２時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第２時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第２位相を算出するよう構成された第２位相算出部と、
前記第１位相および前記第２位相の比較に基づいて、取得された前記周波数信号の信号値を出力するよう構成された変換部と、
前記変換部から出力される前記周波数信号の信号値の有効性を判定するよう構成された判定部であって、前記第２位相を算出する過程で算出される第２同相成分および第２直交位相成分によって算出される二乗和が、規定の閾値よりも大きい場合には、前記周波数信号の信号値を有効と判定する判定部と、
前記判定部による判定の結果、有効と判定された前記周波数信号の信号値を外部に出力するよう構成された出力部と、を実現させるための信号処理プログラム。

【請求項7】

前記出力部は、前記判定部による判定の結果、有効と判定された前記周波数信号の信号値を信号線によって接続されている通信相手に出力するよう構成され、
前記判定部は、前記信号線に前記周波数信号が流れているか否かを検知するよう構成されている請求項１から４の何れか一項に記載の信号処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＨＡＲＴ通信などのハイブリッド通信（スマート通信）に対応した機器の実現方式に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ＨＡＲＴ（Ｈｉｇｈｗａｙ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｒｅｍｏｔｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）通信方式など、４ｍＡ～２０ｍＡのアナログ信号（直流信号）にデジタル信号を重畳することで、複数の信号を同時に伝送するハイブリッド通信（スマート通信）方式が知られている（例えば特許文献１～４）。具体的には、ＨＡＲＴ通信では、例えば送信機器から受信機器に伝送される計測値や制御値に対応した直流のアナログ信号を、モデムを用いて、０値、１値の２値に対応する周波数でそれぞれ変調することによってデジタル信号を重畳し、信号線に送り出す。そして、受信側では、モデムを用いて、信号線から受信した上記の重畳信号の周波数成分から、デジタル信号を再生する。他方、アナログ信号については、フィルタを用いて上記の重畳信号から周波数成分をカットし、アナログ信号を取り出す。

【0003】

このようなハイブリッド通信は、例えばプラントのプロセス計装において、ハイブリッド通信対応機器間で行われる。プラントには、差圧変換器や温度変換器などの発信器（計測器）や、調節弁といった操作端などとなるフィールド機器が多数設置されている。また、各フィールド機器と制御装置とが個別の信号線でそれぞれ接続されることにより、各計測器によって計測された温度、流量、圧力などの計測値や、操作端への弁開度などの指令値を通信するためのアナログ信号が各信号線を伝送される。そして、フィールド機器と制御装置との通信にハイブリッド通信を適用することにより、信号線に伝送するアナログ信号（測定信号、制御信号）に、例えば保守情報などの機器情報に対応したデジタル信号を重畳させることで、計測値等と機器情報等とを同時に通信することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１４９２５６号公報

【文献】特開２０１１－５０１０２号公報

【文献】特開２０１４－１７８７５４号公報

【文献】特開２０１２－１９９７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＨＡＲＴ通信などのハイブリッド通信に、例えばフィールド機器や制御装置などの機器を対応させるためには、直流信号に重畳されている交流信号（周波数信号）の周波数に基づいて、周波数に割り当てられた信号値（０値または１値）を判別する機能を機器に実装する必要がある。このために、例えば上述したモデムなどのハードウェアを機器に実装する場合には、その分のコストを要する。例えばプラントには多数のフィールド機器が設置されるが、ハイブリッド通信に対応させる機器が多いほど、コストが増大する。

【0006】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、より安価に製造可能な、周波数信号をデジタル値に変換する信号処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の少なくとも一実施形態に係る信号処理装置は、
第１周波数または前記第１周波数よりも高い第２周波数を持つ周波数信号を処理する信号処理装置であって、
前記周波数信号に対応する信号波形データを取得するよう構成された取得部と、
前記第１周波数と前記第２周波数との間の検波周波数を持つ検波波形データの正弦波および余弦波を生成するよう構成された生成部と、
第１時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第１時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第１位相を算出するよう構成された第１位相算出部と、
前記第１時刻よりも前記検波周波数の１周期未満の規定時間間隔だけ進んだ第２時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第２時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第２位相を算出するよう構成された第２位相算出部と、
前記第１位相および前記第２位相の比較に基づいて、取得された前記周波数信号の信号値を出力するよう構成された変換部と、を備える。

【0008】

本発明の少なくとも一実施形態に係る信号処理方法は、
第１周波数または前記第１周波数よりも高い第２周波数を持つ周波数信号を処理する信号処理方法であって、
前記周波数信号に対応する信号波形データを取得するステップと、
前記第１周波数と前記第２周波数との間の検波周波数を持つ検波波形データの正弦波および余弦波を生成するステップと、
第１時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第１時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第１位相を算出するステップと、
前記第１時刻よりも前記検波周波数の１周期未満の規定時間間隔だけ進んだ第２時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第２時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第２位相を算出するステップと、
前記第１位相および前記第２位相の比較に基づいて、取得された前記周波数信号の信号値を出力するステップと、を備える。

【0009】

本発明の少なくとも一実施形態に係る信号処理プログラムは、
第１周波数または前記第１周波数よりも高い第２周波数を持つ周波数信号を処理する信号処理プログラムであって、
コンピュータに、
前記周波数信号に対応する信号波形データを取得するよう構成された取得部と、
前記第１周波数と前記第２周波数との間の検波周波数を持つ検波波形データの正弦波および余弦波を生成するよう構成された生成部と、
第１時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第１時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第１位相を算出するよう構成された第１位相算出部と、
前記第１時刻よりも前記検波周波数の１周期未満の規定時間間隔だけ進んだ第２時刻における前記信号波形データと前記正弦波との乗算結果、および前記第２時刻における前記信号波形データと前記余弦波との乗算結果に基づいて第２位相を算出するよう構成された第２位相算出部と、
前記第１位相および前記第２位相の比較に基づいて、取得された前記周波数信号の信号値を出力するよう構成された変換部と、を実現させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0010】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、より安価に製造可能な、周波数信号をデジタル値に変換する信号処理装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係るハイブリッド通信を処理する制御装置の入出力モジュールの構成を概略的に示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る信号処理装置の構成を概略的に示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る直流信号の例を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る周波数信号の例を示す図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るＨＡＲＴ信号の例を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に信号処理方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド通信を処理する制御装置の入出力モジュール７の構成を概略的に示す図である。図２は、本発明の一実施形態に係る信号処理装置１の構成を概略的に示す図である。図３は、本発明の一実施形態に係る直流信号Ｈｃの例を示す図である。図４は、本発明の一実施形態に係る周波数信号Ｈａの例を示す図である。図５は、本発明の一実施形態に係るＨＡＲＴ信号の例を示す図である。

【0014】

図１に示すように、ハイブリッド通信が可能な機器９（図１では制御装置の入出力モジュール７）は、後述する信号処理装置１を備える。この信号処理装置１は、機器９が受信したハイブリッド信号Ｈに含まれる周波数信号Ｈａをデジタル値に変換する装置である。ハイブリッド信号Ｈ（図５参照）は、直流（ＤＣ）を用いて伝送されるアナログ信号（直流信号Ｈｃ）を、通信するデジタル信号に応じて０値および１値に対してそれぞれ定められた２つの周波数で周波数変調することによって生成される信号であり、直流の直流信号Ｈｃ（図３参照）にデジタル信号に対応する周波数信号Ｈａ（図４参照）が重畳された信号である。

【0015】

ハイブリッド通信を行う各機器９は、機器９間を接続する信号線Ｌから通信相手の機器９が送信したハイブリッド信号Ｈを受信すると、そのハイブリッド信号Ｈから周波数成分（周波数信号Ｈａ）を取り出し、上記の信号処理装置１を用いて周波数信号Ｈａをデジタル値に変換する。また、このハイブリッド信号Ｈの周波数成分（周波数信号Ｈａ）を除去することにより直流信号Ｈｃを得る。

【0016】

より具体的には、例えばハイブリッド通信を行う機器９は、プラントに設置されたフィールド機器９１である。プラントには、温度、流量、圧力などを計測する各種の計測器（センサ）や、調節弁（バルブ）といった操作端などであるフィールド機器９１が多数設置される。また、各フィールド機器９１は、分散制御システム（ＤＣＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）などのプラントを制御する制御装置に対して、個別の信号線Ｌで接続される。そして、上述したアナログ信号は、計測器から制御装置に送信される計測値や、制御装置から操作端に送信される指令値（バルブに対して送信される弁開度指令値など）の情報（以下、アナログ主情報Ｄａ）の通信に用いられる。より具体的には、例えば４ｍＡの電流が０％、２０ｍＡの電流が１００％というように、アナログ信号の４ｍＡ～２０ｍＡの電流値にアナログ主情報Ｄａを対応付け（マッピングし）、アナログ主情報Ｄａをアナログ信号に載せて通信する。

【0017】

他方、デジタル信号は、計測値を計測した計測器を識別するための番号など、デジタル信号の送信元機器に関する機器情報やプロセス値などの情報（以下、デジタル付加情報Ｄｄ）の通信に用いられる。具体的には、デジタル付加情報Ｄｄを示すビット列ｂを構成する各ビットのビット値を、デジタル値の種類（０値または１値）の各々に対して予め異なる周波数（後述する第１周波数Ｆａおよび第２周波数Ｆｂ）を割り当てておき、デジタル付加情報Ｄｄを示すビット列ｂを構成する各ビットのビット値に応じた周波数信号Ｈａを生成することで（図４参照）、デジタル付加情報Ｄｄの各ビットを周波数信号Ｈａに載せて通信する。

【0018】

図１に示す実施形態では、信号処理装置１は、ハイブリッド通信の一種であるＨＡＲＴ通信を行うように構成されている。ＨＡＲＴ通信では、デジタル値の０を２．２ｋＨｚ、１値を１．２ｋＨｚとして、デジタル付加情報Ｄｄの各ビットの並びに従って、４ｍＡ～２０ｍＡの直流（ＤＣ）のアナログ信号を変調したハイブリッド信号Ｈ（ＨＡＲＴ信号）が信号線Ｌに伝送される。

【0019】

また、図１に示す実施形態では、信号処理装置１は、プラントの制御装置を構成するモジュール（入出力モジュール）に組み込まれている。この入出力モジュール７は、送受信部７１により上記の信号線Ｌに接続されており、ＨＡＲＴ通信の通信相手となるフィールド機器９１から信号線Ｌに出力されたハイブリッド信号Ｈは、送受信部７１により入出力モジュール７に入力されるようになっている。送受信部７１は、例えばトランス（変圧器）で構成しても良い。

【0020】

この送受信部７１は、入出力モジュール７の内部において、送信処理部７２および受信処理部７３に接続されている。送信処理部７２は、上位機能から入力（要求）されたアナログ主情報Ｄａおよびデジタル付加情報Ｄｄを取得し、ハイブリッド信号Ｈを生成するよう構成された機能部である。本実施形態では、上位機能は、制御装置（ＤＣＳ）のＣＰＵモジュール（不図示）である。ＣＰＵモジュール（不図示）は、制御装置の全体の演算機能を担っており、その演算部において複数の入出力モジュール７の各々からの１以上の入力に基づいて出力を演算し、その演算結果を対象となる入出力モジュール７などに出力する。

【0021】

上記の送信処理部７２は、例えば、上位機能から入力されたアナログ主情報Ｄａに応じた直流信号Ｈｃを電気的に生成（電流または電圧）する機能部と、同じく上位機能から入力されたデジタル付加情報Ｄｄを重畳する周波数信号Ｈａを電気的に生成する機能部と、これらの２つの機能部に接続され、直流信号Ｈｃと周波数信号Ｈａを電気的に重畳し、その合成波（ハイブリッド信号Ｈ）を出力するマルチプレクサとで構成しても良い。マルチプレクサが上記の送受信部７１に接続される。あるいは、周波数信号Ｈａを直流信号Ｈｃに変換するＤＡコンバータの出力に従って直流信号Ｈｃをモデムで変調して、４ｍＡ～２０ｍＡの直流信号Ｈｃに変調波形を合成したハイブリッド信号Ｈしても良い。

【0022】

一方、上記の受信処理部７３は、入力されたハイブリッド信号Ｈで通信されたアナログ主情報Ｄａおよびデジタル付加情報Ｄｄを取得し、上位機能に転送するよう構成された機能部である。受信処理部７３は、ハイブリッド信号Ｈからアナログ主情報Ｄａを再生するための構成として、ハイブリッド信号Ｈの直流成分となる直流信号Ｈｃを抽出するローパスフィルタ７４と、このローパスフィルタ７４に接続された第１ＡＤ変換部７５（ＡＤ：Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔ）と、を備えている。

【0023】

また、受信処理部７３は、ハイブリッド信号Ｈからデジタル付加情報Ｄｄを再生するための構成として、ハイブリッド信号Ｈの交流成分となる周波数信号Ｈａを抽出するハイパスフィルタ７６と、このハイパスフィルタ７６に接続された信号処理装置１と、を備えている。そして、ハイパスフィルタ７６は信号処理装置１に接続されており、入力された周波数信号Ｈａを信号処理装置１に対して逐次出力するようになっている。

【0024】

以下、上記の信号処理装置１について、この信号処理装置１が搭載された機器９である制御装置と、通信相手の機器９であるフィールド機器９１と間でＨＡＲＴ通信を行う場合を例に図２を用いて説明する。

【0025】

信号処理装置１は、ＨＡＲＴ通信などのハイブリッド通信で通信される周波数信号Ｈａなど、デジタル値の１値が割り当てられた１．２ｋＨｚ（以下、第１周波数Ｆａ）またはデジタル値の０値が割り当てられた第１周波数よりも高い２．２ｋＨｚ（以下、第２周波数Ｆｂ）を持つ規定周期分（図２では１周期分）の周波数信号Ｈａの信号値を判定し、デジタル値（２進数の１値または０値）に変換する装置である。図２に示すように、信号処理装置１は、取得部２と、生成部３と、第１位相算出部４１、第２位相算出部４２と、変換部５と、を備える。
これらの信号処理装置１が備える機能部について、それぞれ説明する。

【0026】

なお、上記の信号処理装置１は、下記説明では、制御装置が信号処理装置１を備えているが、制御装置またはフィールド機器９１の少なくとも一方が備える。フィールド機器９１が備える信号処理装置１が備える場合には、制御装置をフィールド機器９１と読み替えれば良い。また、信号処理装置１は、例えばＭＣＵや、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）といったＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）などの設計者が任意の論理回路を構成可能な集積回路を用いて実現しても良い。例えば、ＦＰＧＡ上に図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリを形成し、メモリにロードされたプログラム（信号処理プログラム）の命令に従ってＣＰＵが動作（データの演算など）することで、信号処理装置１が備える上記の各機能部を実現しても良い。

【0027】

取得部２は、機器９が受信したハイブリッド信号Ｈから分離された周波数信号Ｈａに対応する信号波形データＳを取得するよう構成された機能部である。信号波形データＳは、周波数信号Ｈａの任意の時刻における振幅値のＡＤ変換後の値の少なくとも１つで構成されるデータであり、複数の時刻におけるＡＤ変換後の値を時系列で並べることで波形が得られる。図２に示す実施形態では、取得部２は、第２ＡＤ変換部２１と、バンドパスフィルタ部２２（ＢＰＦ）と、で構成されている。また、第２ＡＤ変換部２１は、上述したハイパスフィルタ７６（図１参照）に接続されており、ハイパスフィルタ７６から逐次入力される周波数信号Ｈａを順次ＡＤ変換し、バンドパスフィルタ部２２に入力するようになっている。

【0028】

生成部３は、上記の第１周波数Ｆａと第２周波数Ｆｂとの間の検波周波数Ｆｒ（Ｆａ＜Ｆｒ＜Ｆｂ）を持つ検波波形データＲの正弦波Ｒｓおよび余弦波Ｒｃを生成するよう構成された機能部である。図２に示す実施形態では、検波周波数Ｆｒは、２．２ｋＨｚである第１周波数Ｆａと１．２ｋＨである第２周波数Ｆｂの中間程度の値を有する例えば１．６ｋＨｚとしている。また、上記の余弦波Ｒｃは、検波波形データＲの正弦波（ｓｉｎ）の位相を９０°シフトさせることで生成している。

【0029】

第１位相算出部４１は、任意の時刻となる第１時刻Ｔａにおける信号波形データＳ（以下、第１信号波形データＳａ）と、上記の検波波形データＲの正弦波Ｒｓとの乗算結果、および、この第１時刻Ｔａにおける上記の第１信号波形データＳａと、上記の検波波形データＲの余弦波Ｒｃとの乗算結果に基づいて第１位相φａを算出するよう構成された機能部である。
同様に、第２位相算出部４２は、第１時刻Ｔａよりも検波周波数Ｆｒの１周期未満の規定時間間隔Ｂ（Ｂ＝Ｔｂ－Ｔａ。０＜Ｂ＜１／Ｆｒ）だけ進んだ第２時刻Ｔｂ（Ｔｂ＞Ｔａ）における信号波形データＳ（以下、第２信号波形データＳｂ）と、上記の検波波形データＲの正弦波Ｒｓとの乗算結果、および第２時刻Ｔｂにおける上記の第２信号波形データＳｂと、上記の検波波形データＲの余弦波Ｒｃとの乗算結果に基づいて第２位相φｂを算出するよう構成された機能部である。

【0030】

上記の規定時間間隔Ｂは、例えば、検波波形データＲの周期の１／Ｎ（Ｎは整数）であっても良い。図２に示す実施形態では、規定時間間隔Ｂは、検波波形データＲの１／４周期（Ｂ＝１／４×１／Ｆｒ）となっている。より詳細には、上記の第１時刻Ｔａは、第１周波数Ｆａまたは第２周波数Ｆｂを持つことになる信号波形データＳの位相が０°となる時刻であり、第２時刻Ｔｂは、その信号波形データＳの位相が９０°となる時刻となっている。なお、上記の乗算とは乗算に相当する演算結果を得ることであり、実際には加算により乗算に相当する演算結果を得るように構成しても良い。

【0031】

ここで、同期検波など、入力信号（図２では信号波形データＳ）に対して、リファレンス信号（図２では検波波形データＲ）の正弦波Ｒｓおよび余弦波Ｒｃをそれぞれ乗算することで得られる２つの乗算結果をそれぞれローパスフィルタで処理することで、入力信号の同相成分Ｉと直交位相成分Ｑに比例する低周波の信号を取り出せることが知られている。そして、上記の同相成分Ｉと直交位相成分Ｑとの二乗和の平方根を単に算出することで、入力信号の振幅が得られる（振幅＝√｛Ｑ^２＋Ｉ^２｝）。また、ｔａｎ^－１（Ｑ／Ｉ）を算出することで、リファレンス信号と入力信号との間の位相差が得られる。

【0032】

よって、第１位相算出部４１は、第２位相算出部４２に入力される第２信号波形データＳｂに対して規定時間間隔Ｂだけ遅延された第１信号波形データＳａと検波波形データＲの正弦波Ｒｓおよび余弦波Ｒｃに基づいて、第１時刻Ｔａにおける、例えば検波波形データＲに対する第１信号波形データＳａの位相差を第１位相φａとして算出する。第２位相算出部４２は、第１位相算出部４１に入力される第１信号波形データＳａに対して規定時間間隔Ｂだけ進んだ第２信号波形データＳｂと検波波形データＲの正弦波Ｒｓおよび余弦波Ｒｃに基づいて、第２時刻Ｔｂにおける、例えば検波波形データＲに対する第２信号波形データＳｂの位相差を第２位相φｂとして算出する。

【0033】

変換部５は、上述した第１位相算出部４１および第２位相算出部４２によってそれぞれ算出された第１位相φａおよび第２位相φｂに基づいて、周波数信号Ｈａの信号値（０値または１値）を判定するよう構成された機能部である。詳述すると、第１位相φａおよび第２位相φｂは、規定時間間隔Ｂだけ離れた２つの時刻の各々における検波波形データＲに対する信号波形データＳの位相差である。仮に信号波形データＳが検波周波数Ｆｒを持つとした場合には第２位相φｂは０となるはずであるが、実際の信号波形データＳの周波数は第１周波数Ｆａまたは第２周波数Ｆｂであり、検波周波数Ｆｒよりも高いか低いかのいずれかである。このように信号波形データＳと検波波形データＲとは周波数が異なるので、規定時間間隔Ｂだけ離れた２つの時刻における上記の位相差は、信号波形データＳの周波数と検波周波数Ｆｒとの大小関係に応じた値になる。

【0034】

すなわち、取得時の信号波形データＳの周波数（以下、現周波数Ｆｃ）が検波周波数Ｆｒよりも高い第２周波数Ｆｂである場合（Ｆｃ＞Ｆｒ）には、それが第１周波数Ｆａの場合に比べて信号波形データＳの位相が早く進む。よって、第２時刻Ｔｂにおける位相差（第２位相φｂ）は第１時刻Ｔａにおける位相差（第１位相φａ）よりも大きくなので、Ｆｃ＞Ｆｒの時はφａ＜φｂの関係が成り立つ。逆に、信号波形データＳの現周波数Ｆｃが検波周波数Ｆｒよりも低い第１周波数Ｆａである場合（Ｆｃ＜Ｆｒ）には、それが第２周波数Ｆｂの場合に比べて信号波形データＳの位相がより遅く進む。よって、第２時刻Ｔｂにおける位相差（第２位相φｂ）は第１時刻Ｔａにおける位相差（第１位相φａ）よりも値策なるので、Ｆｃ＜Ｆｒの時はφａ＞φｂの関係が成り立つ。

【0035】

つまり、φａ＜φｂの場合には、信号波形データＳの現周波数Ｆｃは第２周波数Ｆｂ（本実施形態では２．２ｋＨｚ）を持つことを意味し、φａ＞φｂの場合には、信号波形データＳの現周波数Ｆｃは第１周波数Ｆａ（本実施形態では１．２ｋＨｚ）を持つことを意味する。よって、第１時刻Ｔａにおける第１位相φａと、第２時刻Ｔｂにおける第２位相φｂとを比較することで、信号波形データＳの現周波数Ｆｃが第１周波数Ｆａであるか、第２周波数Ｆｂであるかを判別することが可能となる。

【0036】

図２に示す実施形態では、取得部２が取得した信号波形データＳ（Ｓｂ）の値は、遅延部４０によって規定時間間隔Ｂだけ遅延された後、第１位相算出部４１に入力されるようになっている（Ｓａ）。また、第２位相算出部４２へは、取得部２が取得した信号波形データＳ（Ｓｂ）に対して、遅延されることなく、そのまま入力されるようになっている。また、第２位相算出部４２に入力される信号波形データＳ（Ｓｂ）に同期した検波波形データＲの正弦波Ｒｓおよび余弦波Ｒｃが、第１位相算出部４１および第２位相算出部４２に入力されるようになっている。

【0037】

そして、第１位相算出部４１は、入力された第１信号波形データＳａの１周期分を処理対象に、生成部３からそれぞれ入力される検波波形データＲの正弦波Ｒｓおよび余弦波Ｒｃをそれぞれ乗算することで、その同相成分Ｉ（第１同相成分Ｉａ）および直交位相成分Ｑ（第１直交位相成分Ｑａ）をそれぞれ算出する。また、この算出結果のｔａｎ^－１（Ｑａ／Ｉａ）を算出（ａｒｃｔａｎ）することで第１位相φａを算出する。同様に、第２位相算出部４２は、入力された第２信号波形データＳｂの一周期分を処理対象に、生成部３からそれぞれ入力される検波波形データＲの正弦波Ｒｓおよび余弦波Ｒｃをそれぞれ乗算することで、同相成分Ｉ（第２同相成分Ｉｂ）および直交位相成分Ｑ（第２直交位相成分Ｑｂ）をそれぞれ算出する。また、この算出結果のｔａｎ^－１（Ｑｂ／Ｉｂ）を算出（ａｒｃｔａｎ）することで第２位相φｂを算出する。

【0038】

そして、変換部５は、第１位相算出部４１から入力される第１位相φａと、第２位相算出部４２から入力される第２位相φｂを比較し、φａ＞φｂであれば１値を出力することで、φａ＜φｂであれば０値が出力されるように構成されている。つまり、変換部５は、第２位相φｂが第１位相φａよりも大きい場合（φａ＞φｂ）には第１周波数Ｆａが割り当てられたデジタル値（１値）を出力し、第２位相φｂが第１位相φａよりも小さい場合（φａ＜φｂ）には第２周波数Ｆｂが割り当てられたデジタル値（０値）を出力する。これによって、第１位相φａと第２位相φｂとの比較に基づいて、周波数信号Ｈａをデジタル値に適切に変換することができる。

【0039】

上記の構成によれば、信号処理装置１は、ハイブリッド信号Ｈから取り出された周波数信号Ｈａを０値または１値のデジタル値に変換する。具体的には、デジタル値の０値および１値の各々に割り当てられた２つの周波数（第１周波数Ｆａ、第２周波数Ｆｂ）の間の周波数（検波周波数Ｆｒ）を持つ検波波形データＲの正弦波Ｒｓおよび余弦波Ｒｃ（正弦波Ｒｓを９０°シフトした波）を用意し、上記の周波数信号ＨａのＡＤ変換後のデータ（信号波形データＳ）に乗算する。そして、これによって得られる、規定時間間隔Ｂを開けた２つの時刻（第１時刻Ｔａ、第２時刻Ｔｂ）における位相（位相差）を算出し、算出した位相に基づいて上記の周波数信号Ｈａが０値を示すか１値を示すかを判定する。

【0040】

これによって、上述した第１位相φａおよび第２位相φｂに基づいて、周波数信号Ｈａをデジタル値に変換することができる。また、このようなソフト的な手法によれば、比較的高価なモデムを用いることなく、例えばＨＡＲＴ通信などのハイブリッド通信のデジタル信号を再生することができる。

【0041】

また、幾つかの実施形態では、図２に示すように、信号処理装置１は、上述した変換部５から出力される周波数信号Ｈａの信号値の有効性を判定するよう構成された判定部６１と、この判定部６１による判定の結果、有効と判定された周波数信号Ｈａの信号値を外部（後段）に出力する出力部６２と、をさらに備えても良い。図２に示す実施形態では、変換部５は、出力部６２に接続されており、出力部６２から上位機能にデジタル付加情報Ｄｄが出力されるようになっている。

【0042】

この際、上述した機器９間を接続する信号線Ｌにはノイズなどによってハイブリッド通信を行っていない場合に交流信号が流れる場合が想定される。そして、このような場合には、信号処理装置１が上位機能に対してデジタル付加情報Ｄｄを出力するような誤動作を防止する必要がある。そこで、出力部６２からの出力が、ハイブリッド通信により受信された周波数信号Ｈａに対する処理結果となるように、出力部６２は判定部６１によって有効と判定された場合のデジタル付加情報Ｄｄを出力する。

【0043】

この際、例えば変換部５が１値の場合以外は０値を出力するように構成されている場合には、通信相手の機器９が信号線Ｌ用いてハイブリッド通信を実行していない場合にも０値を出力する場合がある。このような場合には、ハイブリッド通信が実際には行われていない場合にも、０値に対応する周波数信号Ｈａが信号線Ｌを通信されていると判定される結果、誤動作が生じ得るため、変換部５からの出力の有効性を判定した上で、有効な場合に外部へのデジタル付加情報Ｄｄの出力を行う。

【0044】

図２に示す実施形態では、判定部６１は、通信相手となる機器９（図１では例えばフィールド機器９１）と接続するための上述した信号線Ｌに周波数信号Ｈａが流れているか否かを検知する。換言すれば、判定部６１は、信号線Ｌに周波数信号Ｈａ（ハイブリッド信号Ｈ）が流れているか否かを検知（キャリアディテクション）することで、通信相手の機器９がハイブリッド通信を実行中であるか否かを検知する。

【0045】

具体的には、判定部６１には、第２位相算出部４２が第２位相φｂを算出する過程で算出される第２同相成分Ｉｂと第２直交位相成分Ｑｂとが入力されるようになっており、その二乗和（√｛Ｑｂ^２＋Ｉｂ^２｝）を算出する。そして、判定部６１は、上記の二乗和の算出結果（以下、パワーＰ）が規定の閾値Ｖよりも大きい場合（Ｐ＞Ｌ）には、変換部５から出力部６２に入力された信号値は、ハイブリッド通信によるハイブリッド信号Ｈの周波数信号Ｈａを処理した結果であり、有効と判定する。逆に、判定部６１は、上記のパワーＰが規定の閾値Ｖ以下の場合（Ｐ≦Ｌ）には、変換部５から出力部６２に入力された信号値は無効と判定する。上記の閾値Ｖは、ノイズと周波数信号Ｈａとを区別可能な値に設定される。そして、判定部６１は、有効、無効に応じた通知（信号）を出力部６２に入力することで、出力部６２はこの入力に基づいて有効性を判定する。

【0046】

上記の構成によれば、機器９間でハイブリッド通信（図２ではＨＡＲＴ通信）が実際には行われておらず、機器９間を接続する信号線Ｌにハイブリッド信号Ｈが流れていない場合に、ノイズ等の影響により信号処理装置１が誤って処理結果を出力するような誤動作を防止することができる。

【0047】

以下、上述した構成（機能）を備える信号処理装置１が行う処理に対応する信号処理方法について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の一実施形態に信号処理方法を示す図である。

【0048】

信号処理方法は、ＨＡＲＴ通信などのハイブリッド通信で通信される周波数信号Ｈａなど、デジタル値の０値または１値が割り当てられる上述した第１周波数Ｆａまたは第２周波数Ｆｂを持つ周波数信号Ｈａの信号値を判定し、デジタル値に変換する方法である。図６に示すように、信号処理方法は、取得ステップと、生成ステップと、第１位相算出ステップ、第２位相算出ステップと、変換ステップと、を備える。
これらのステップについて、図６のステップ順に説明する。

【0049】

図６のステップＳ１において、取得ステップを実行する。取得ステップは、機器９が受信したハイブリッド信号Ｈから分離された周波数信号Ｈａに対応する信号波形データＳを取得するステップである。取得ステップは、既に説明した取得部２が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

【0050】

ステップＳ２において、生成ステップを実行する。生成ステップは、上記の第１周波数Ｆａと第２周波数Ｆｂとの間の検波周波数Ｆｒ（Ｆａ＜Ｆｒ＜Ｆｂ）を持つ検波波形データＲの正弦波Ｒｓおよび余弦波Ｒｃを生成するステップである。生成ステップは、既に説明した生成部３が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

【0051】

ステップＳ３において、第１位相算出ステップを実行する。第１位相算出ステップは、上記の第１時刻Ｔａにおける第１信号波形データＳａと上記の検波波形データＲの正弦波Ｒｓとの乗算結果、および、この第１時刻Ｔａにおける第１信号波形データＳａと上記の検波波形データＲの余弦波Ｒｃとの乗算結果に基づいて第１位相φａを算出するステップである。第１位相算出ステップは、既に説明した第１位相算出部４１が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

【0052】

ステップＳ４において、第２位相算出ステップを実行する。第２位相算出ステップは、第１時刻Ｔａよりも上記の規定時間間隔Ｂだけ進んだ第２時刻Ｔｂにおける第２信号波形データＳｂと上記の検波波形データＲの正弦波Ｒｓとの乗算結果、および第２時刻Ｔｂにおける上記の第２信号波形データＳｂと上記の検波波形データＲの余弦波Ｒｃとの乗算結果に基づいて第２位相φｂを算出するステップである。第２位相算出ステップは、既に説明した第２位相算出部４２が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

【0053】

ステップＳ５において、変換ステップを実行する。変換ステップは、上述した第１位相算出ステップおよび第２位相算出ステップによってそれぞれ算出された第１位相φａおよび第２位相φｂに基づいて、周波数信号Ｈａの信号値（０値または１値）を判定するステップである。変換ステップは、既に説明した変換部５が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略するが、第２位相φｂが第１位相φａよりも大きい場合（φａ＞φｂ）には第１周波数Ｆａが割り当てられたデジタル値（１値）に変換し、第２位相φｂが第１位相φａよりも小さい場合（φａ＜φｂ）には第２周波数Ｆｂが割り当てられたデジタル値（０値）に変換しても良い。これによって、第１位相φａと第２位相φｂとの比較に基づいて、周波数信号Ｈａをデジタル値に適切に変換することができる。

【0054】

なお、取得ステップと生成ステップとの順序、第１位相算出ステップと第２位相算出ステップとの順序は、それぞれ逆であっても良いし、例えば図２の例のようなど並列に行っても良い。また、図６のフローは、周波数信号Ｈａ（信号波形データＳ）の一周期毎に繰返し行われる。

【0055】

また、幾つかの実施形態では、上述した変換ステップによって得られる周波数信号Ｈａの信号値の有効性を判定する判定ステップと、この判定ステップによる判定の結果、有効と判定された周波数信号Ｈａの信号値を出力（採用）する出力ステップと、をさらに備えても良い。判定ステップ、出力ステップは、それぞれ、既に説明した判定部６１、出力部６２が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。図６に示す実施形態では、ステップＳ６において判定ステップの判定結果を確認し、判定結果が有効である場合に、ステップＳ７において出力ステップを実行するようになっている。逆に、ステップＳ６において判定ステップによる判定結果が無効である場合には、出力ステップを実行しないようになっている。なお、判定ステップは、上記の取得ステップ（図６のＳ１）で取得した信号波形データＳの有効性を判定するものなので、上記のステップＳ１～Ｓ５の各ステップの前後のいずれで行っても良いし、これらのステップと並行に行っても良い。

【0056】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
（付記）

【0057】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る信号処理装置（１）は、
第１周波数（Ｆａ）または前記第１周波数（Ｆａ）よりも高い第２周波数（Ｆｂ）を持つ周波数信号（Ｈａ）を処理する信号処理装置（１）であって、
前記周波数信号（Ｈａ）に対応する信号波形データ（Ｓ）を取得するよう構成された取得部（２）と、
前記第１周波数（Ｆａ）と前記第２周波数（Ｆｂ）との間の検波周波数（Ｆｒ）を持つ検波波形データ（Ｒ）の正弦波および余弦波を生成するよう構成された生成部（３）と、
第１時刻（Ｔａ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記正弦波との乗算結果、および前記第１時刻（Ｔａ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記余弦波との乗算結果に基づいて第１位相を算出するよう構成された第１位相算出部（４１）と、
前記第１時刻（Ｔａ）よりも前記検波周波数（Ｆｒ）の１周期未満の規定時間間隔（Ｂ）だけ進んだ第２時刻（Ｔｂ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記正弦波との乗算結果、および前記第２時刻（Ｔｂ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記余弦波との乗算結果に基づいて第２位相を算出するよう構成された第２位相算出部（４２）と、
前記第１位相および前記第２位相の比較に基づいて、取得された前記周波数信号（Ｈａ）の信号値を出力するよう構成された変換部（５）と、を備える。

【0058】

上記（１）の構成によれば、信号処理装置（１）は、ハイブリッド信号（Ｈ）から取り出された周波数信号（Ｈａ）を０値または１値のデジタル値に変換する。具体的には、デジタル値の０値および１値の各々に割り当てられた２つの周波数（第１周波数Ｆａ、第２周波数Ｆｂ）の間の周波数（検波周波数Ｆｒ）を持つ検波波形データ（Ｒ）の正弦波および余弦波（正弦波を９０°シフトした波）を用意し、上記の周波数信号（Ｈａ）のＡＤ変換後のデータ（信号波形データＳ）に乗算する。そして、これによって得られる、検波波形データ（Ｒ）の周期（例えば１／４周期）などを開けた２つの時刻（第１時刻Ｔａ、第２時刻Ｔｂ）における位相（位相差）を算出し、算出した位相に基づいて上記の周波数信号（Ｈａ）が０値を示すか１値を示すかを判定する。

【0059】

例えば、上記の乗算により得られる、上記の規定時間間隔（Ｂ）の前後における２つの位相（第１位相φａ、第２位相φｂ）は、それぞれ検波周波数（Ｆｒ）に対する信号周波数の位相差となる。仮に信号波形データ（Ｓ）が検波周波数（Ｆｒ）を持つとした場合には第２位相は０となるはずであるが、実際の検波波形データ（Ｒ）の周波数は検波周波数（Ｆｒ）よりも高いか低いかのいずれかである。このように信号波形データ（Ｓ）と検波波形データ（Ｒ）とは周波数が異なるので、規定時間間隔（Ｂ）だけ離れた２つの時刻における上記の位相差は、信号波形データ（Ｓ）Ｓの周波数と検波周波数（Ｆｒ）との大小関係に応じた値になる。

【0060】

したがって、上述した第１位相および第２位相に基づいて、周波数信号（Ｈａ）をデジタル値に変換することができる。また、このようなソフト的な手法によれば、比較的高価なモデムを用いることなく、例えばＨＡＲＴ通信などのハイブリッド通信のデジタル信号を再生することができる。

【0061】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記第１位相および前記第２位相は、前記検波波形データ（Ｒ）に対する前記信号波形データ（Ｓ）の位相差であり、
前記変換部（５）は、前記第２位相が前記第１位相よりも大きい場合には前記第２周波数（Ｆｂ）が割り当てられたデジタル値を出力し、前記第２位相が前記第１位相よりも小さい場合には前記第１周波数（Ｆａ）が割り当てられたデジタル値を出力する。

【0062】

上記（２）の構成によれば、第１位相と第２位相との比較に基づいて、周波数信号（Ｈａ）をデジタル値に適切に変換することができる。

【0063】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）～（２）の構成において、
前記第１時刻（Ｔａ）は、前記検波波形データ（Ｒ）の正弦波の位相が０°となる時刻であり、
前記規定時間間隔（Ｂ）は、前記検波波形データ（Ｒ）の周期の１／４に相当する時間を有する。
上記（３）の構成によれば、上記の周波数信号（Ｈａ）が０値を示すか１値を示すかを適切に判定することができ、位相算出部の構成をシンプルにすることができる。

【0064】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の構成において、
前記変換部（５）から出力される前記周波数信号（Ｈａ）の信号値の有効性を判定するよう構成された判定部（６１）と、
前記判定部（６１）による判定の結果、有効と判定された前記周波数信号（Ｈａ）の信号値を外部に出力するよう構成された出力部（６２）と、をさらに備えても良い。

【0065】

上記（４）の構成によれば、機器（９）間でハイブリッド通信が実際には行われておらず、機器（９）間を接続する信号線（Ｌ）にハイブリッド信号（Ｈ）が流れていない場合に、ノイズ等の影響により信号処理装置（１）が誤って処理結果を出力するような誤動作を防止することができる。

【0066】

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）～（４）の構成において、
前記周波数信号（Ｈａ）は、直流信号（Ｈｃ）に前記周波数信号（Ｈａ）が重畳されたハイブリッド信号（Ｈ）から取り出された信号である。
上記（５）の構成によれば、ＨＡＲＴ通信などのハイブリッド通信により通信された通信情報を適切に再生することができる。

【0067】

（６）本発明の少なくとも一実施形態に係る信号処理方法は、
第１周波数（Ｆａ）または前記第１周波数（Ｆａ）よりも高い第２周波数（Ｆｂ）を持つ周波数信号（Ｈａ）を処理する信号処理方法であって、
前記周波数信号（Ｈａ）に対応する信号波形データ（Ｓ）を取得するステップと、
前記第１周波数（Ｆａ）と前記第２周波数（Ｆｂ）との間の検波周波数（Ｆｒ）を持つ検波波形データ（Ｒ）の正弦波および余弦波を生成するステップと、
第１時刻（Ｔａ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記正弦波との乗算結果、および前記第１時刻（Ｔａ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記余弦波との乗算結果に基づいて第１位相を算出するステップと、
前記第１時刻（Ｔａ）よりも前記検波周波数（Ｆｒ）の１周期未満の規定時間間隔（Ｂ）だけ進んだ第２時刻（Ｔｂ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記正弦波との乗算結果、および前記第２時刻（Ｔｂ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記余弦波との乗算結果に基づいて第２位相を算出するステップと、
前記第１位相および前記第２位相の比較に基づいて、取得された前記周波数信号（Ｈａ）の信号値を出力するステップと、を備える。
上記（６）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。

【0068】

（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る信号処理プログラムは、
第１周波数（Ｆａ）または前記第１周波数（Ｆａ）よりも高い第２周波数（Ｆｂ）を持つ周波数信号（Ｈａ）を処理する信号処理プログラムであって、
コンピュータに、
前記周波数信号（Ｈａ）に対応する信号波形データ（Ｓ）を取得するよう構成された取得部（２）と、
前記第１周波数（Ｆａ）と前記第２周波数（Ｆｂ）との間の検波周波数（Ｆｒ）を持つ検波波形データ（Ｒ）の正弦波および余弦波を生成するよう構成された生成部（３）と、
第１時刻（Ｔａ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記正弦波との乗算結果、および前記第１時刻（Ｔａ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記余弦波との乗算結果に基づいて第１位相を算出するよう構成された第１位相算出部（４１）と、
前記第１時刻（Ｔａ）よりも前記検波周波数（Ｆｒ）の１周期未満の規定時間間隔（Ｂ）だけ進んだ第２時刻（Ｔｂ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記正弦波との乗算結果、および前記第２時刻（Ｔｂ）における前記信号波形データ（Ｓ）と前記余弦波との乗算結果に基づいて第２位相を算出するよう構成された第２位相算出部（４２）と、
前記第１位相および前記第２位相の比較に基づいて、取得された前記周波数信号（Ｈａ）の信号値を出力するよう構成された変換部（５）と、を実現させるためのプログラムである。
上記（７）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。

【符号の説明】

【0069】

１ 信号処理装置
２ 取得部
２１ 第２ＡＤ変換部
２２ バンドパスフィルタ部
３ 生成部
４０ 遅延部
４１ 第１位相算出部
４２ 第２位相算出部
５ 変換部
６１ 判定部
６２ 出力部
７ 入出力モジュール
７１ 送受信部
７２ 送信処理部
７３ 受信処理部
７４ ローパスフィルタ
７５ 第１ＡＤ変換部
７６ ハイパスフィルタ
９ 機器
９１ フィールド機器
Ｌ 信号線
Ｈ ハイブリッド信号
Ｈｃ 直流信号
Ｈａ 周波数信号（交流信号）
Ｆａ 第１周波数
Ｆｂ 第２周波数
Ｒ 検波波形データ
Ｆｒ 検波周波数
Ｒｃ 検波波形データの余弦波
Ｒｓ 検波波形データの正弦波
Ｓ 信号波形データ
Ｓａ 第１信号波形データ
Ｓｂ 第２信号波形データ
Ｔａ 第１時刻
Ｔｂ 第２時刻
Ｂ 規定時間間隔
Ｉａ 第１同相成分
Ｉｂ 第２同相成分
Ｑａ 第１直交位相成分
Ｑｂ 第２直交位相成分
Ｄａ アナログ主情報
Ｄｄ デジタル付加情報
ｂ ビット列
Ｐ パワー
Ｖ 閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】