ノイズ低減のためのカオス的広帯域周波数変調器
【課題】コンピュータデバイスが他のコンピュータデバイスに及ぼす電磁波干渉（ＥＭＩ）及び無線周波数干渉（ＲＦＩ）を低減させる。
【解決手段】装置及び方法は、カオス的広帯域周波数変調を利用して、コンピュータシステムにおける電磁波干渉（ＥＭＩ）及び無線周波数干渉（ＲＦＩ）を低減する。カオスノイズ変調器は、非変調基準信号に応じて制御電圧を生成するマスターセルと、ランダムノイズ信号を生成するカオス信号生成器を有し、マスターセルと連結され制御電圧に応じて変調出力信号を生成するスレーブセルとを備える。
【解決手段】装置及び方法は、カオス的広帯域周波数変調を利用して、コンピュータシステムにおける電磁波干渉（ＥＭＩ）及び無線周波数干渉（ＲＦＩ）を低減する。カオスノイズ変調器は、非変調基準信号に応じて制御電圧を生成するマスターセルと、ランダムノイズ信号を生成するカオス信号生成器を有し、マスターセルと連結され制御電圧に応じて変調出力信号を生成するスレーブセルとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概して、コンピュータシステムのノイズ低減の分野に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、カオス的広帯域周波数変調を通じて、コンピュータシステムにおける電磁波干渉（ＥＭＩ）及び無線周波数干渉（ＲＦＩ）を低減する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータデバイスが数多く使用されるのに伴い、１つの動作するコンピュータデバイスが他のコンピュータデバイスに及ぼす電磁波干渉（ＥＭＩ）及び無線周波数干渉（ＲＦＩ）の問題は、他のコンピュータデバイスの性能を低減させてしまう。このような干渉は、外部からの電磁波をそらす、又は、無線周波数（ＲＦ）波がコンピュータデバイスのオペレーション及び性能に干渉するのを防ぐような特別な空間ノイズ低減筐体でコンピュータデバイスを囲うことにより、低減することができる。また、コンピュータデバイスの筐体に特別な塗料を塗布して、好ましくない電磁信号又は無線周波数信号をそらすことができる。しかしながら、上記のような筐体及び特別な塗料は、非常に高価であり、コンピュータデバイスの価格の低下が進む状況で、これらを用いるのは現実的でない。
【０００３】
上記のような高価な筐体や特別な塗料を使用する替わりに、コンピュータデバイスにノイズ低減回路を設ける方法がある。従来から、コンピュータデバイスのプロセッサにより生成されるパワースペクトルのピークを低減するのに、正弦波プロファイル、三角波プロファイル及びＬｅｘｍａｒｋプロファイルのような周期的変調プロファイルが使用されてきた。スペクトルパワーのピークを低くすれば、電磁波干渉を低減させることができる。しかしながら、このように構成すると、パワースペクトルのバンド幅が拡大してしまう。パワースペクトルのバンド幅が拡がってしまうと、近隣周波数帯と干渉を引き起こし、その結果、無線周波数干渉が生じてしまう。
【０００４】
自由に使用できる周波数帯内により多くの無線機をチップに搭載するようになり、このような複数無線環境における設計においては、二つの課題が存在する。
【０００５】
一つは、チップにおける様々なデバイス間及び周囲環境で利用する周波数帯域同士の間隔が詰まっていることである。これは、様々なデバイス同士の相互作用により、干渉を引き起こしてしまうことにつながる。このような干渉は、図１に示すように、干渉しているチャネルから動作周波数をずらすことにより、低減可能である。図１は、周波数対パワーのプロットであり、周波数拡散のコンセプトを示したものである。無線周波数干渉を低減するには、図に示すように、パワースペクトル１０１をパワースペクトル１０２へとシフトさせることにより、動作周波数をずらす。周波数をずらすことにより無線周波数干渉は低減可能であるが、高いパワーピーク１０１、１０２には、依然として電磁波干渉の問題が残る。
【０００６】
二つ目の課題として、コンピュータデバイスの数が増加し周波数帯が拡大する状況で、連邦通信委員会（ＦＣＣ）のような取締機関が規定する水準にまで電磁波干渉を低減するのが難しくなっていることが挙げられる。従来から、周期的なクロック周波数を利用してコンピュータデバイスのパワー周波数スペクトルを変調するスペクトル拡散技術により、この課題に対応してきた。
【０００７】
スペクトル拡散技術は、周波数スペクトルのバンド幅を拡げ、スペクトルにおけるピークパワーを小さくする。図１に示すように、このスペクトル拡散手法を、試験デバイスの周波数スペクトル１０５に適用すると、平坦な周波数スペクトル１０４が得られる。さらなるピークパワーの低減が必要となる場合には、スペクトル拡散技術をさらに適用し、１０３のスペクトルが得られる。しかしながら、電磁波干渉に対応して１０４のパワーを低減すると、バンド幅が１０３のように拡がった結果、（１０６で示すような）無線周波数干渉が生じる場合がある。同図には、（高いパワーピークに起因する）電磁波干渉を避けるために生じたパワー損失が１０５で示されている。１０４に適用されたスペクトル拡散技術よりも高いスペクトル拡散を可能とすることにより、より大きく拡がったバンド幅１０３を得ることができる。
【０００８】
本発明の実施形態が、以下に記す詳細な説明及び本発明の様々な実施形態の添付図面を参照することにより理解されるが、これらは、本発明を特定の実施形態に制限するものではなく、本発明を説明し理解を促すことを目的として提供されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電磁波干渉を低減する一方、無線周波数干渉を引き起こしてしまう可能性のあるスペクトル拡散技術の問題点を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る、カオス広帯域周波数変調器の上位層のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る、カオスノイズ信号を使用した変調出力信号の生成を示したものである。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係るカオス変換写像を示したものである。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係るカオス信号生成器の実装を示したものである。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係るカオス変換写像関数としてテント写像を実装した図４Ｂに示すカオス信号生成器の出力を示したものである。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る、図４Ｂのカオス信号生成器を使用したテント写像ノイズの確率密度関数を表したものである。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器６００の上位層ブロック図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器（図２の２１０及び２１１）のトランジスタレベルでの実装例を示したものである。
【図６Ｃ】本発明の他の実施形態に係る、ランプ発生器（図２の２１０及び２１１）のトランジスタレベルでの実装例を示したものである。
【図７】本発明の一実施形態に係る、エッジ発生器の上位層の実装例を示したものである。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係る、カオスノイズ信号を通じて変調出力信号を生成するプロセスを示したフローチャートである。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に係る、カオスノイズ信号を通じて変調出力信号を生成するプロセスを示したフローチャートである。
【図９】周期的三角波信号ベース変調に対して、本発明の一実施形態に係るカオスノイズベース変調の利点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態は、カオス的広帯域周波数変調を利用して、コンピュータシステムにおける電磁波干渉及び無線周波数干渉を低減する装置及び方法について述べる。
【００１１】
「一実施形態」、「ある実施形態」、「いくつかの実施例」、「他の実施形態」等は、少なくとも本発明の実施形態が、実施形態に関連した特定の特徴、構造及び特性を含むことを示唆するが、必ずしも全ての実施形態がこれら特定の特徴、構造及び特性を含むことを意味しない。したがって、本明細書中の様々な箇所で使用されている「一実施形態」、「ある実施形態」又は「いくつかの実施形態」という表現は、必ずしも同一の実施形態を示していない。また、本明細書において、ある要素、特徴、構造又は特性が「含まれてもよい」、「含まれる場合がある」、又は「含むことができる」と記載されている場合は、これら特定の要素、特徴、構造又は特性が、必ず含まれる必然性を要求しないことを表している。また、明細書及び特許請求の範囲において、単に要素が記載されることは、「一つのみ」との記載がされない限り、この要素が一つしかないことを意味しない。また、明細書及び特許請求の範囲において、「さらなる」要素との記載は、このさらなる要素が一つよりも多く存在することを除外しない。
【００１２】
背景技術の章で述べたように、周波数変調のための周期的クロック信号に基づく周波数スペクトル拡散技術では、新たなパワースペクトルのバンド幅が拡がってしまうのと引き換えに、パワーピークを下げていた。したがって、新たなパワースペクトルで拡がってしまったバンド幅により、近くに位置する動作中の周波数スペクトルと無線周波数干渉を引き起こしてしまう可能性がある。スペクトル拡散技術を適用する場合に、変調されたクロック信号のスペクトルが均一に拡がることから、連続的なサンプル間で修正を全く行わない純粋なノイズ信号を変調信号として使用するのが理想的である。しかしながら、純粋にランダムな信号を生成するのは、高価なプロセスである。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態による、電磁波干渉及び無線周波数干渉を低減するカオス（ランダム）広帯域周波数変調器２００の上位層のブロック図である。変調器２００は、マスターセル２０１とスレーブセル２０２を有する配置で構成される。このような構成では、変調されていない入力基準クロック周波数に例えばクロックのジッターによりドリフトが生じてしまったとしても、出力される変調クロック信号がこの変調されていない非変調入力基準クロック信号２０９を追随可能である。
【００１４】
一実施形態において、マスターセル２０１は、それぞれ比較器２０５、２０６に連結された一組のランプ発生回路２０３、２０４を含む。比較器の出力は、エッジ発生器２０７に接続される。一実施形態において、エッジ発生器２０７は、セット‐リセットラッチ（ＳＲラッチ）である。比較器２０５、２０６は、ランプが形成された周期的信号と、所定信号（電圧）Ｖｘとを比較する。
【００１５】
一実施形態において、所定電圧Ｖｘは、バンドギャップ電圧発生回路を通じて生成される。他実施形態においては、他の電圧源を使用して所定電圧Ｖｘを生成してもよい。所定電圧Ｖｘは、ランプ信号と所定の電圧とが交差する点が、非変調基準信号の周波数に近く（又は同一に）なる出力周波数となるような値に設定される。一実施形態において、所定電圧Ｖｘは、ＳＲラッチ２０７の制御信号を生成するのに使用される。また、ある実施形態では、所定電圧Ｖｘは、以下に詳述するスレーブセルに入力される。
【００１６】
一実施形態において、非変調基準信号は、基準クロック信号発生器２０９によって生成されるような周期的な信号である。他の実施形態では、基準信号は、位相周波数比較器（ＰＦＤ）２０８に送られる外部信号である。また、一実施形態において、所定電圧Ｖｘは、電源電圧レベルのおよそ２分の１であるＶｃｃ／２に設定される一定信号である。
【００１７】
以下に述べるスレーブセル２０２のカオス信号生成器２１２によって生成されるカオスノイズに、この所定電圧Ｖｘを付加する。カオス（ランダム）ノイズにこの所定電圧Ｖｘを加算する理由の一つとして、カオス信号生成器２１２がノイズを生成しない場合に、スレーブセル２０２の出力変調クロックと２０９からの基準信号とを同期させることがある。一実施形態において、スレーブセル２０２の加算器２１６、２１７によって、所定電圧Ｖｘがカオスノイズ信号に加算される。
【００１８】
一実施形態において、マスターセル２０１の位相周波数比較器２０８は、エッジ発生器２０７及び基準クロック発生器２０９と連結される。位相周波数比較器２０８は、エッジ発生器２０７と基準クロック発生器２０９からの非変調基準クロック信号とを比較して、制御電圧Ｖｃｔｒｌを生成する。一実施形態において、制御電圧Ｖｃｔｒｌは、最終的に出力される変調クロックを生成するスレーブセル２０２に入力される。制御電圧Ｖｃｔｒｌにより、ランプ発生器２０３、２０４、２１０及び２１１からのランプ信号の傾きを調整する。ランプ発生器２０３、２０４、２１０及び２１１は、非変調入力基準信号の周波数と同じ周波数を持つランプ信号を生成する。ランプ信号の傾きを調整する目的としては、非変調入力基準信号のノイズ（例えば、クロックのジッタ）を追跡するためであり、変調出力信号が生成される時にノイズもその一部に含まれている。
【００１９】
一実施形態において、ランプ発生器２０３、２０４、２１０及び２１１は、基準クロック信号の高パルス及び低パルスそれぞれについて、ランプを生成する。ランプは、非変調基準入力クロック信号の高パルス及び低パルスに幅にそれぞれ等しい幅を持つ。
【００２０】
一実施形態において、抵抗Ｒ及びコンデンサＣ１及びＣ２は、マスターセル２０１におけるループを安定化する。一実施形態において、抵抗Ｒ及びコンデンサＣ１及びＣ２の値は、それぞれ５．５ｋΩ、１５ｐＦ及び１．５ｐＦである。別の実施形態では、処理技術、変調条件等の要件に応じて、これら抵抗及びコンデンサについて他の値を採用してもよい。
【００２１】
一実施形態において、スレーブセル２０２は、１組のランプ発生器２１０、２１１、比較器２１３、２１４、カオス信号生成器２１２、加算器２１６、２１７、及びエッジ発生器２１５を含む。ランプ発生器２１０、２１１は、非変調基準入力クロックと同じ周波数を発生する。
【００２２】
カオス信号生成器２１２は、ランダムなノイズ信号を生成する。ランダムノイズ信号のノイズ電圧の最大値及び最小値は、要求される周波数拡散に依存する。一実施形態において、ランダムノイズ信号の周波数は、基準信号の周波数よりも低くなっている。一実施形態において、ランダムノイズ信号の周波数は、３２ＫＨｚである。また、一実施形態において、基準信号の周波数は、１００ＭＨｚである。他の実施形態では、本発明の本質を変更することなく、ランダムノイズ信号及び基準信号について他の周波数を使用してもよい。
【００２３】
カオス信号生成器２１２は、初期条件に非常に大きく影響を受ける。すなわち、初期電圧Ｘ（ｎ）（Ｘｎとも記す）の微小な変化であっても、ノイズのプロファイルに大きな変化をもたらす。例えば、図４Ｂに示す電圧Ｘ（ｎ）（Ｘｎとも記す）の初期状態が５０ｍＶに設定される場合、電圧Ｘ（ｎ）の初期状態が５５ｍＶに設定される場合と比較して、全く異なるノイズプロファイルを示す。すなわち、この例において、初期条件の５ｍＶの変化であっても、全く異なるノイズプロファイルが生成される。このように、Ｘｎの初期電圧状態に大きく依存するということは、カオス信号生成器２１２が、既知の初期条件について決定性を有するが、カオス信号生成器２１２によって生成されるノイズプロファイルについてはそうではないということを意味している。また、このようなカオス信号生成器２１２の挙動は、カオスノイズ信号の連続的なサンプルは、この連続的サンプル間において非ゼロ相関を持つことを意味する。上述したように、純粋なノイズ信号では、連続的サンプル間でゼロ相関を持つ。カオス信号生成器２１２の実装については、以下に図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明するが、（図５Ａ及び５Ｂに示すような）ノイズ生成器の性能は、カオス信号サンプル間で明らかにゼロ相関となり、ノイズ信号生成器２１２の出力がランダム（カオス的）であることを表している。カオス信号生成器２１２からのカオス信号サンプル間で明らかにゼロ相関となる理由は、図４Ａに示す実施形態のように、相関が指数関数的に減少するからであり、したがってランダムな（カオス的な）出力信号であると言える。
【００２４】
一実施形態において、スレーブセル２０２の比較器２１３、２１４は、カオス信号生成器２１２からのランダムノイズ信号と、ランプ発生器２１０、２１１からのランプ信号とを比較する。一実施形態において、カオス信号生成器２１２からのランダムノイズ信号は、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘに（加算器２１６、２１７によって）加算される。そして、加算器２１３、２１４は、加算された出力とランプ発生器２１０、２１１からのランプ信号とを比較する。比較器２１３、２１４からの出力は、エッジ発生器２１５に入力される。一実施形態において、エッジ発生器２１５は、ＳＲラッチである。一実施形態において、比較器２１３の出力は、ＳＲラッチ２１５の"リセット"信号として入力され、比較器２１４の出力は、ＳＲラッチ２１５の"セット"信号として入力される。一実施形態において、スレーブセル２０２の比較器は、変調クロック出力を生成する際に基準クロック信号における変化を追跡するマスターセル２０１の比較器と同一のものである。
【００２５】
一実施形態において、ランプ発生器２１０によって生成されたランプ信号は、非変調基準クロック信号の低パルスに対応する。同様に、一実施形態において、ランプ発生器２１１によって生成されたランプ信号は、非変調基準クロック信号の高パルスに対応する。ランプ信号がランダムノイズ信号と交差する場合、比較器（２１３及び２１４）は、信号が高い状態から低い状態へ、又は低い状態から高い状態への遷移を出力する。上述したように、一実施形態において、ランダムノイズ信号は、比較器２１３及び２１４によってランプ信号と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘに足し合わされる。
【００２６】
一実施形態において、比較器２１４の出力が、高い状態から低い状態へと（低い状態から高い状態へと）遷移したときに、ランプ発生器２１１はリセットされる。このリセットにより、ランプ発生器は、ランプ信号の生成を中断する（開放する）。また、この比較器２１４の出力の遷移によって、他のランプ発生器２１０がトリガされる、すなわち、ランプ信号の生成が開始される。同様に、比較器２１３の出力が交差結合されることにより、ランプ発生器２１０がリセットされ、他のランプ発生器２１１がトリガされる。
【００２７】
一実施形態において、比較器２１４の出力は、ＳＲラッチ２１５をセットする、すなわち、ＳＲラッチ２１５は、高信号を生成する。また、一実施形態において、比較器２１３の出力は、ＳＲラッチ２１５をリセットする、すなわち、ＳＲラッチ２１５は、低信号を生成する。その結果、ランプ発生器２１０及び比較器２１３は、変調出力クロック信号の低パルスを生成し、ランプ発生器２１１及び比較器２１４は、変調出力クロック信号の高パルスを生成する。
【００２８】
マスターセル２０１とスレーブセル２０２との設計をマッチングさせる理由の一つとして、例えば、出力変調信号が生成される場合の非変調基準クロック信号のノイズを継続して追跡することが挙げられる。
【００２９】
図３は、一実施形態に係るカオス（ランダム）ノイズ信号を使用して変調出力信号を生成するアルゴリズムを上位層の図式で示したものである。一実施形態において、非変調基準クロック３０１の高パルス及び低パルスとそれぞれ等しい幅を持つ二つのランプ（３０４及び３０５）が生成される。これらのランプ信号（３０４及び３０５）は、比較器（図２の２１３及び２１４参照）によってカオス（ランダム）ノイズ信号３０２と比較され、出力変調信号３０３が生成される。上述したように、一実施形態において、ランダムノイズ信号３０２は、比較器２１３、２１４によってランプ信号と比較される前に、図２に示す加算器２１６、２１７によってマスターセルの２０１の所定電圧Ｖｘと足し合わされる。
【００３０】
一実施形態において、ランダムノイズ信号３０２（図３参照）の周波数は、図２の基準クロック発生器２０９によって生成される基準クロック周波数よりも低い。ランダムノイズ信号３０２の電圧値が変化すると、変調出力信号の周波数も変化する。この周波数の変化は、ランダム信号電圧レベルが変化する前の交差点と比較して、ランプ信号（３０４及び３０５）がランダムノイズ信号３０２と異なる点で交差することによって生じる。図３において、周波数の変化は、３０６、３０７及び３０８で示されている。
【００３１】
一実施形態において、カオス（ランダム）ノイズ信号３０２の電圧レベルは、カオス変換写像に依存する。カオス変換写像は、図２のカオス信号生成器２１２によって実装される。また、一実施形態において、テント変換写像が、カオス変換写像として実装される。他の実施形態においては、ベルヌーイシフト写像を、カオス変換写像として実装する。同様に、その他の実施形態において、カオス（ランダム）ノイズ信号３０２を生成するのに、他の形式のカオス変換写像を実装してもよい。
【００３２】
図４Ａは、本発明の一実施形態に係るカオス変換写像であるテント写像４００を例示したものである。テント写像を使用する利点は、変換関数が二つの象限のみを持つので、実装が簡易になることである。テント写像４００は、典型的なテント写像方程式４０１で表される。一実施形態において、テント写像４００は、μ＝２として実装される。また、他の実施形態においては、図２のカオス信号生成器２１２の原理を変更することなく、μについて他の値を使用してもよい。図４Ａにおいて、ｘ軸はＸｎの電圧を示し、ｙ軸は、Ｘ（ｎ＋１）の電圧を示している。一実施形態において、バイアス電圧Ｖｂ（図４Ｂに記載されている）は、三角形の写像信号の中間点に設定される。図４Ｂに示す乗算回路の実装は、どのようなバイアス電圧ＶｂがＸｎに対して設定されるかに依存する。
【００３３】
図４Ｂは、本発明の一実施形態に係るカオス信号生成器４１０の実装を例示したものである。ここで例示する実装は、テント写像（図４Ａの４００）を、カオス変換写像として使用している。一実施形態において、乗算器４１１、４１２及び４１３は、アナログ乗算器である。一実施形態において、これらの乗算器は、オペアンプ（演算増幅器）ベースの回路として実装される。乗算器の抵抗（図示せず）は、乗算器４１１、４１２及び４１３の乗率を決定する。図４Ｂの実装では、乗算器の乗率は、テント写像方程式４２２に基づいている。したがって、本発明の一実施形態では、乗算器４１１の乗率は２、乗算器４１２の乗率は−２、乗算器４１３の乗率は４となっている。
【００３４】
一実施形態において、乗算器４１１は、一つ前のランダムノイズ信号Ｘｎに２を乗じて２Ｘｎの信号を生成し、乗算器４１２は、一つ前のランダムノイズ信号Ｘｎに−２を乗じて−２Ｘｎの信号を生成し、乗算器４１３は、バイアス電圧Ｖｂ４１７に４を乗じて４Ｖｂの信号を生成する。
【００３５】
本発明の一実施形態では、マルチプレクサ４１４は、２Ｘｎ又は−２Ｘｎの信号のいずれかを選択するように構成されており、マルチプレクサ４１５は、グラウンド信号（ゼロ）又は４Ｖｂを加算増幅器４２０に供給するように構成されている。また、一実施形態では、比較器４１６は、信号Ｘｎの電圧に応じてマルチプレクサ４１１、４１２の適切な制御信号を選択する。加算増幅器４２０の出力Ｘ（ｎ＋１）は、テント写像方程式の出力であり、図２の比較器２１３及び２１４に入力されるランダムノイズ信号４２１となる。上述のように、一実施形態では、ランダムノイズ信号４２１は、比較器２１３及び２１４によってランプ信号と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘに足し合わされる。
【００３６】
加算増幅器４２０の出力４２１は、アナログフリップフロップ４１８によってサンプリングされる。アナログフリップフロップ４１８のサンプリング周波数は、クロック信号４１９によって制御される。一実施形態において、アナログフリップフロップ４１８は、スイッチＳ１‐Ｓ４及びコンデンサＣ１、Ｃ２によって実装される。一実施形態では、これらのスイッチは、トランジスタによって実装される。これらのスイッチは、互いに位相が異なるように動作し、入力ノードがコンデンサのうちの一方に接続され、他方のコンデンサは、新たな値をサンプルする。一実施形態において、アナログフリップフロップ４１８の出力Ｑを高インピーダンスの端子に接続することにより、出力コンデンサが放電してしまうのを防ぐ。一実施形態において、アナログフリップフロップ４１８の入力Ｄを低インピーダンスの端子に接続することにより、入力コンデンサが蓄電されるようにする。また、一実施形態において、アナログフリップフロップは、プログラム可能なサンプリング周波数で、ランダムノイズ信号をサンプル可能である。ある実施形態では、サンプリング周波数は、ハードウエア、ソフトウエア又はこれらの組み合わせによってプログラムされていてもよい。
【００３７】
一実施形態において、バイアス電圧Ｖｂ４１７は、チップで生成されてもよいし、外部で生成されてもよい。一実施形態において、バイアス電圧Ｖｂ４１７は、バンドギャップ回路（図示せず）によって生成される。一実施形態において、バイアス電圧Ｖｂ４１７の値は、１０５ｍＶである。また、バイアス電圧Ｖｂ４１７は、周波数スペクトル拡散をプログラムするのに使用される。一実施形態において、このプログラミングは、ソフトウエア、ハードウエア又はこれらの組み合わせによって実装される。バイアス電圧Ｖｂ４１７を変化させることにより、ノイズ電圧レベルＸｎが変化し、変調出力クロックの出力周波数（周波数スペクトルの拡がり）が変化する。
【００３８】
図５Ａは、本発明の一実施形態に係るカオス変換写像関数としてテント写像を実装した図４Ｂに示すカオス信号生成器の出力を示したものである。プロットは、ランダムノイズ信号レベルが、特定のパターンを繰り返していない、すなわちノイズサンプル間でゼロ相関となっており、時間の経過と共にランダムになっていることを示している。
【００３９】
図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る、図４Ｂのカオス信号生成器を使用したテント写像ノイズの確率密度関数（ＰＤＦ）を表したものである。図４Ｂのカオス信号生成器の回路が初期状態から落ち着くまでの期間の後は、確率密度関数は、ホワイトノイズに相当する程度に均一になっている。
【００４０】
図６Ａは、本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器６００の上位層のブロック図を示したものである。電流源６０１‐６０４は、電流を、コンデンサＣ１及びＣ２から／へとソース及びシンクするように構成されている。一実施形態において、基準クロック信号の高パルスは、スイッチＳ１及びＳ４を制御し、非変調基準クロック信号の低パルスは、スイッチＳ２及びＳ３をそれぞれ制御する。このような制御メカニズムにより、非変調基準クロック信号の高パルス及び低パルスと等しい幅を持つ高ランプ信号及び低ランプ信号が生成される。これらの高ランプ信号及び低ランプ信号は、図２の比較器２１３及び２１４の出力によって制御されるマルチプレクサ６０５に入力される。一実施形態において、電流源６０１、６０２、スイッチＳ１、Ｓ２、及びコンデンサＣ１は、集合的にランプ発生器６００の第１の電荷ポンプを表す。同様に、一実施形態において、電流源６０３、６０４、スイッチＳ３、Ｓ４、及びコンデンサＣ２は、集合的にランプ発生器６００の第２の電荷ポンプを表す。
【００４１】
一実施形態において、ランプ発生器が図２のコンデンサ２１３、２１４からリセット信号を受信した場合は、ランプ信号はリセットされる、すなわちランプは、中断される又は開放される。一実施形態において、図２の比較器２１３及び２１４によって設定されるトリガ信号の受信と共に、ランプ信号のランプが始まる。
【００４２】
図６Ｂは、本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器（図２の２０３、２０４、２１０及び２１１）のトランジスタレベルでの実装例６１０を示したものである。マスターセル２０１からの制御信号Ｖｃｔｒｌは、コンデンサＣ１の蓄電を制御し、それによりランプの傾きを制御する。ＰＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ１がカレントミラーを形成している。一実施形態において、トリガ信号及びリセット信号がローである場合、すなわち、グランドレベルにある場合、コンデンサＣ１は蓄電される。他の実施形態において、（ＰＭＯＳトランジスタＭ３に接続されている）トリガ信号及びリセット信号がハイ、すなわち電源レベルにある場合、コンデンサＣ１は放電される。ＮＭＯＳトランジスタＭ４を通過する電流は制御されていないため、放電電流によってコンデンサＣ１は急速に放電される。ＮＭＯＳトランジスタＭ４を制御しない理由の一つは、ランプ信号出力を急速に放電できる点にあり、次の基準クロックサイクルにおいて再び出力を蓄電するのに十分な長さの時間を確保できる。
【００４３】
図６Ｃは、本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器（図２の２０３、２０４、２１０及び２１１）のトランジスタレベルでの実装例６２０を示したものである。図６Ｂの実施形態と比較して、この実施形態では、ＰＭＯＳトランジスタＭ６が加えられており、これにより、ｒｅｓｅｔ＿ｂ信号がイネーブル状態になる、すなわちランプが中断する又は開放されると、浮いているノードｆｎｏｄｅがグランドレベルに引き下げられる。ランプの蓄電開始する時、すなわちトリガ信号及びリセット信号がローである時に、ノードｆｎｏｄｅが浮いている状態にないことから、このような実施形態によるランプ信号のランプ特性は、図６Ｂの実施形態によって生成されるランプ信号のランプ特性よりも、より制御されたものとなる。
【００４４】
一実施形態において、図６Ｂ及び図６ＣのＰＭＯＳトランジスタＭ２に入力される信号"アイドル"は、ランプ発生器６１０、６２０をバイパスするのに使用される。アイドル信号がゼロ（グランド）に設定される場合、"アウト"ノードは、電源レベルに引き上げられ、フローティングノードｆｎｏｄｅの影響が消される。図６Ｂ及び図６Ｃの実施形態では、ＣＭＯＳをベースとした設計が示されたが、他のトランジスタ技術（例えば、ＥＣＬ、ＢＪＴ、ＢｉＣＯＭＳ等）を、本発明の本質を変更することなく同じ設計を実装するのに採用してもよい。
【００４５】
図７は、本発明の一実施形態に係る、エッジ発生器７００の上位層の実装例を示したものである。上述したように、マスターセル２０１の出力信号（図２の位相周波数比較器２０８への入力信号）及び図２のスレーブセル２０２の出力信号（出力変調信号）のエッジが、２０７及び２１５によって生成される。ブロック２０７、２１５は、最終的なエッジを生成すると同時に、エッジ生成構造は、比較器７０１、７０２（図２の比較器２０５、２０６、２１３及び２１４と同じもの）を含み、ブロック２０７とブロック２１５とを連結する。一実施形態において、比較器７０１（図２の比較器２０５及び２１３と同じもの）及び比較器７０２（図２の比較器２０６及び２１４と同じもの）は、ランダムノイズ信号及びランプ信号７０６、７０７を受信して、変調出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを生成する。上述したように、一実施形態において、ランダムノイズ信号は、比較器７０１、７０２によってランプ信号７０６、７０７と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘと足し合わせられる。
【００４６】
一実施形態において、ランプ信号の幅は、非変調基準クロック信号の高パルス及び低パルスの幅と等しい。一実施形態において、比較器の出力は、バッファ７０３、７０４にバッファされて、比較器出力の信号強度が増強される。一実施形態において、比較器は、異なる増幅器として実装される。一実施形態において、バッファ７０３、７０４の出力は、エッジ発生回路７０５に入力される。一実施形態において、エッジ発生回路７０５は、ＳＲラッチである。
【００４７】
一実施形態において、ランプ高信号７０６がランダム（カオス）ノイズ信号に等しい場合、比較器７０１は、ＳＲラッチ７０５をセットする。同様に、一実施形態において、ランプ低信号７０７がランダム（カオス）ノイズ信号に等しい場合、比較器７０２は、ＳＲラッチ７０５をリセットする。上述したように、一実施形態において、ランダムノイズ信号は、比較器７０１、７０２によってランプ信号７０６、７０７と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘに足し合わされて、ＳＲラッチ７０５のリセット信号及びセット信号が生成される。図７及び図２に示すように、マスターセル２０１は、スレーブセル２０２と同様なランプ発生器及びエッジ発生器を実装している。このようなマスター−スレーブ構成とすることにより、スレーブセル２０１において比較器（２１３及び２１４）のオフセットによって誘起されるエラーは、マスターセル２０１の比較器（２０５及び２０６）を通じて生成された制御信号Ｖｃｔｒｌにより補償される。
【００４８】
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の一実施形態に係る、カオスノイズ信号を通じて変調出力信号を生成するプロセスを示したフローチャート８００である。図２及び図４Ｂを参照して、このプロセスを説明する。ブロック８０１において、２つの三角形のランプ信号が、ランプ生成器２０３‐２０４及び２１０‐２１１を通じて生成される。ランプ信号の生成について上述したように、ランプの一つ、ランプハイ（Ｒｒｉｓｅ）は、入力される非変調基準クロック信号の立ち上がりエッジで生成され、ランプロー（Ｒｆａｌｌ）は、非変調基準クロック信号の立ち下がりエッジで生成される。
【００４９】
本発明の一実施形態では、ブロック８０２において、マスターセル２０１の位相ロックについての判断がなされる。一実施形態において、マスターセル２０１がロックされていない場合、ブロック８０３が実行される。ブロック８０３において、カオス信号生成器２１２は、（図４Ｂには示していない）マルチプレクサを通じて図４Ｂの出力４２１をバイパスすることにより、定電圧Ｖｘを生成する。定電圧Ｖｘは、マスターセル２０１からの所定電圧Ｖｘと同一のものである。一実施形態において、カオス信号生成器２１２自身が図４Ｂの出力信号４２１をバイパスすることによりＶｘを出力するために、加算器２１６、２１７はバイパスされて、加算器２１６、２１７によってＶｘを再び加算する必要はない。他の実施形態において、ブロック８０３は、カオス信号生成器２１２によりゼロ出力を生成し、加算器２１６、２１７は、バイパスされない。また、その他の実施形態において、マスターセル２０１がロックされない場合、比較器２１３、２１４は、Ｖｘとランプ発生器２１０、２１１の出力とを比較する。また、その他の実施形態において、カオスノイズ発生器出力４２１が比較器２１３、２１４によって比較される前に、カオス信号生成器２１２又は加算器２１６、２１７にＶｘが加算されない。
【００５０】
マスターセル２０１がロックされている場合は、ブロック８１２‐８１３において、Ｘｎから導き出されたカオスノイズ発生器２１２からの信号Ｘ（ｎ＋１）が、アナログフリップフロップ４１８によって保存される。本発明の一実施形態において、ブロック８１４において、所定のサンプル時間が経過した後、Ｘ（ｎ＋１）が（Ｘｎとして）図４Ｂの比較器４１６に再入力される。一実施形態では、このプロセスを、図８Ａ及び図８Ｂの矢印Ｂで示すように繰り返す。カオスノイズ信号Ｘ（ｎ＋１）は、以下に説明するブロック８１０においても使用される。
【００５１】
本発明の一実施形態では、ブロック８０４において、カオス信号生成器２１２及びランプ発生器２０３、２０４の出力が、マスターセルの比較器２０５、２０６に入力される。比較器２０５、２０６は、ランプ信号と所定電圧レベルＶｘとを比較する。比較器２０５、２０６は、ランプ信号と所定電圧信号との交差点において高パルスを生成する。本発明の一実施形態において、比較器２０５からの高パルスは、"セット"信号としてＳＲラッチ２０７に入力され、比較器２０６からの低パルスは、"リセット"信号としてＳＲラッチ２０７に入力される。
【００５２】
本発明の一実施形態では、ブロック８０５において、ＳＲラッチ２０７は、位相周波数比較器２０８のフィードバッククロックとして使用される出力クロックを生成する。一実施形態では、ブロック８０６において、出力変調クロックの立ち上がり及び立ち下がりエッジが生成される時に、ランプ信号はグラウンドレベルに開放される。他の実施形態において、比較器２０５、２０６の出力は、高及び低基準クロック信号について、ランプ信号を開放するのに使用される。
【００５３】
一実施形態では、ブロック８０７において、ＳＲラッチ２０７により生成されるクロックは、位相周波数比較器２０８により基準クロック信号と比較される。位相周波数比較器２０８の出力は、ＲＣネットワークによりフィルタされ、ランプ発生器２０３、２０４に入力される制御電圧Ｖｃｔｒｌとなる。一実施形態において、マスターセル２０１のランプ発生器２０３、２０４は、スレーブセル２０２のランプ発生器２１０、２１１と同一のものである。
【００５４】
一実施形態では、ブロック８０８において、スレーブセル２０２のランプ発生器２１０、２１１は、マスターセル２０１からのＶｃｔｒｌ信号を考慮してランプ信号の傾きを増加させる又は減少させることにより、傾きを調整する。傾きの調整は、非変調基準クロック信号と比較した場合の周期的ランプ信号の周波数に応じて行われる。傾きを調整し、ブロック８０９において生成される最終的なランプ信号となる。
【００５５】
一実施形態では、ブロック８１５において、マスターセル２０１のループのロック状態に関しての判断が行われる。マスターセル２０１がロックされている場合は、制御電圧Ｖｃｔｒｌが、スレーブセル２０２が正常に機能する程度に安定化される。すなわち、図４Ｂのカオスノイズ出力４２１が、図２の比較器２１３、２１４よって使用される。上述したように、一実施形態において、図４Ｂのランダムノイズ信号４２１は、比較器２１３、２１４によってランプ信号と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘと足し合わされる。ランプ信号の周波数が非変調入力基準信号の周波数と一致せず、マスターセル２０１がロックされていない状態である場合、ブロック８０４が繰り返される。この時、カオス信号生成器２１２の出力４２１はバイパスされるので、比較器２１３、２１４は、Ｖｘとランプ信号とを比較する。
【００５６】
一実施形態では、ブロック８１０において、ランダムノイズ信号Ｘ（ｎ＋１）を生成するカオス信号生成器２１２の出力４２１が、加算器２１６、２１７によって、所定電圧Ｖｘに加算される。加算後の出力が、スレーブセル２０２のランプ発生器２１０、２１１によって生成されたランプ信号と比較される。比較は、比較器２１３、２１４によって行われる。一実施形態において、カオス信号生成器２１２の出力が、比較器２１３、２１４に直接入力される。本発明の一実施形態において、スレーブセル２０２における比較器２１３、２１４の出力は、"セット"及び"リセット"信号として、ＳＲラッチ２１５に入力される。ブロック８１１では、ＳＲラッチ２１５が、出力変調クロックを生成する。この時、プロセスは、図の矢印Ａで示されるように、ブロック８０１から繰り返される。出力変調クロックの幾つかのサイクルが生成されると、ブロック８１６において、変調出力クロックがカオスノイズ信号から生成されたことが宣言される。
【００５７】
図９は、周期的三角波信号ベース変調に対して、本発明の一実施形態に係るカオスノイズベース変調の利点を説明するための図である。図９は、周波数分散スペクトルのグラフである。灰色で示したスペクトルは、周期的な三角波信号を使用してクロック信号の変調を行ったスペクトルを表し、黒色で示したスペクトルは、上述の実施形態によるカオスノイズを使用してクロック信号の変調を行ったスペクトルを表している。この例では、黒色のスペクトルのピークは、灰色のスペクトルのピークよりも、１２ｄＢ低くなっている。すなわち、カオスノイズベースの変調は、三角波ベースの変調に比べて、電磁波干渉ノイズが１２ｄＢ引き下げられていることを意味する。また、灰色のスペクトルのバンド幅と、黒色のスペクトルのバンド幅が共に同じままになっている。つまり、黒色のスペクトルを使用すれば、パワーピークとバンド幅とのトレードオフで、無線周波数干渉を低減することが可能である。
【００５８】
本発明の要素は、コンピュータ実行可能な命令を記憶する機械可読な記憶媒体としても提供可能である。例えば、一実施形態において、図４Ｂのバイアス電圧Ｖｂはコンピュータ実行可能な命令によってプログラム可能であり、それにより変調出力信号の周波数分散を調整してもよい。機械可読記憶媒体としては、これらに限定されないが、フラッシュメモリ、光ディスク、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤ‐ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、磁気カード又は光学カード、若しくは、他の種類の電子的命令又はコンピュータ実行可能命令を記憶するのに適した機械可読記憶媒体を含む。例えば、本発明の実施形態は、コンピュータプログラムとしてダウンロードされてもよく、リモートコンピュータ（例えば、サーバー）から要求しているコンピュータ（例えば、クライアント）へと、通信リンク（例えば、モデム又はネットワーク接続）を通じてこのプログラムをデータ信号の形で転送してもよい。
【００５９】
本発明が、特定の実施形態を参照して説明されたが、多くの代替、改良及び変更が可能であることは当業者にとって明らかである。
【００６０】
例えば、図２のスレーブセル２０２における加算器２１６、２１７によって加算される所定電圧Ｖｘを、カオス生成回路２１２の一つの加算器で加算してもよい。この場合、図４Ｂの出力４２１が、図２のマスターセル２０１の位相固定信号によって制御されるマルチプレクサ（図４Ｂに示されていない）に入力される。図２のマスターセル２０１がロックされている場合は、（図４Ｂに示されていない）マルチプレクサは、出力４２１を選択する。（図４Ｂに示されていない）マルチプレクサを通じて、この出力４２１が（図４Ｂに示されていない）アナログ加算器により所定電圧Ｖｘに加算される。一実施形態において、図２の加算器３１６、２１７を、このアナログ加算器で置き換えてもよい。このような実施形態において、カオス信号生成器４１０の最終的な出力は、所定電圧Ｖｘを含む。
【００６１】
一実施形態において、図２のマスターセル２０１のループがロックされていない場合は、（図４Ｂに示されていない）マルチプレクサは、（図４Ｂに示されていない）アナログ加算器を通じてゼロ電圧（グラウンド）を所定電圧Ｖｘに加算して、カオス信号生成器４１０の出力を生成する。このような実施形態では、図２のマスターセル２０１のループがロックされていないので、図４Ｂの出力信号４２１は（図４Ｂに示されていない）マルチプレクサによりバイパスされる。
【００６２】
また、他の実施形態として、図２のＳＲラッチ２０７、２１５を、ＳＲフリップフロップで置き換えてもよい。同様に、その他の実施形態として、ランプ発生器を、図６Ｂに示した実装形態の替わりに図６Ｃに示した実装形態で実装してもよい。
【００６３】
本発明の実施形態は、このような代替、改良及び変更が全て含まれ、添付の特許請求の範囲に含まれることを意図している。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概して、コンピュータシステムのノイズ低減の分野に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、カオス的広帯域周波数変調を通じて、コンピュータシステムにおける電磁波干渉（ＥＭＩ）及び無線周波数干渉（ＲＦＩ）を低減する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータデバイスが数多く使用されるのに伴い、１つの動作するコンピュータデバイスが他のコンピュータデバイスに及ぼす電磁波干渉（ＥＭＩ）及び無線周波数干渉（ＲＦＩ）の問題は、他のコンピュータデバイスの性能を低減させてしまう。このような干渉は、外部からの電磁波をそらす、又は、無線周波数（ＲＦ）波がコンピュータデバイスのオペレーション及び性能に干渉するのを防ぐような特別な空間ノイズ低減筐体でコンピュータデバイスを囲うことにより、低減することができる。また、コンピュータデバイスの筐体に特別な塗料を塗布して、好ましくない電磁信号又は無線周波数信号をそらすことができる。しかしながら、上記のような筐体及び特別な塗料は、非常に高価であり、コンピュータデバイスの価格の低下が進む状況で、これらを用いるのは現実的でない。
【０００３】
上記のような高価な筐体や特別な塗料を使用する替わりに、コンピュータデバイスにノイズ低減回路を設ける方法がある。従来から、コンピュータデバイスのプロセッサにより生成されるパワースペクトルのピークを低減するのに、正弦波プロファイル、三角波プロファイル及びＬｅｘｍａｒｋプロファイルのような周期的変調プロファイルが使用されてきた。スペクトルパワーのピークを低くすれば、電磁波干渉を低減させることができる。しかしながら、このように構成すると、パワースペクトルのバンド幅が拡大してしまう。パワースペクトルのバンド幅が拡がってしまうと、近隣周波数帯と干渉を引き起こし、その結果、無線周波数干渉が生じてしまう。
【０００４】
自由に使用できる周波数帯内により多くの無線機をチップに搭載するようになり、このような複数無線環境における設計においては、二つの課題が存在する。
【０００５】
一つは、チップにおける様々なデバイス間及び周囲環境で利用する周波数帯域同士の間隔が詰まっていることである。これは、様々なデバイス同士の相互作用により、干渉を引き起こしてしまうことにつながる。このような干渉は、図１に示すように、干渉しているチャネルから動作周波数をずらすことにより、低減可能である。図１は、周波数対パワーのプロットであり、周波数拡散のコンセプトを示したものである。無線周波数干渉を低減するには、図に示すように、パワースペクトル１０１をパワースペクトル１０２へとシフトさせることにより、動作周波数をずらす。周波数をずらすことにより無線周波数干渉は低減可能であるが、高いパワーピーク１０１、１０２には、依然として電磁波干渉の問題が残る。
【０００６】
二つ目の課題として、コンピュータデバイスの数が増加し周波数帯が拡大する状況で、連邦通信委員会（ＦＣＣ）のような取締機関が規定する水準にまで電磁波干渉を低減するのが難しくなっていることが挙げられる。従来から、周期的なクロック周波数を利用してコンピュータデバイスのパワー周波数スペクトルを変調するスペクトル拡散技術により、この課題に対応してきた。
【０００７】
スペクトル拡散技術は、周波数スペクトルのバンド幅を拡げ、スペクトルにおけるピークパワーを小さくする。図１に示すように、このスペクトル拡散手法を、試験デバイスの周波数スペクトル１０５に適用すると、平坦な周波数スペクトル１０４が得られる。さらなるピークパワーの低減が必要となる場合には、スペクトル拡散技術をさらに適用し、１０３のスペクトルが得られる。しかしながら、電磁波干渉に対応して１０４のパワーを低減すると、バンド幅が１０３のように拡がった結果、（１０６で示すような）無線周波数干渉が生じる場合がある。同図には、（高いパワーピークに起因する）電磁波干渉を避けるために生じたパワー損失が１０５で示されている。１０４に適用されたスペクトル拡散技術よりも高いスペクトル拡散を可能とすることにより、より大きく拡がったバンド幅１０３を得ることができる。
【０００８】
本発明の実施形態が、以下に記す詳細な説明及び本発明の様々な実施形態の添付図面を参照することにより理解されるが、これらは、本発明を特定の実施形態に制限するものではなく、本発明を説明し理解を促すことを目的として提供されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電磁波干渉を低減する一方、無線周波数干渉を引き起こしてしまう可能性のあるスペクトル拡散技術の問題点を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る、カオス広帯域周波数変調器の上位層のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る、カオスノイズ信号を使用した変調出力信号の生成を示したものである。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係るカオス変換写像を示したものである。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係るカオス信号生成器の実装を示したものである。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係るカオス変換写像関数としてテント写像を実装した図４Ｂに示すカオス信号生成器の出力を示したものである。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る、図４Ｂのカオス信号生成器を使用したテント写像ノイズの確率密度関数を表したものである。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器６００の上位層ブロック図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器（図２の２１０及び２１１）のトランジスタレベルでの実装例を示したものである。
【図６Ｃ】本発明の他の実施形態に係る、ランプ発生器（図２の２１０及び２１１）のトランジスタレベルでの実装例を示したものである。
【図７】本発明の一実施形態に係る、エッジ発生器の上位層の実装例を示したものである。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係る、カオスノイズ信号を通じて変調出力信号を生成するプロセスを示したフローチャートである。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に係る、カオスノイズ信号を通じて変調出力信号を生成するプロセスを示したフローチャートである。
【図９】周期的三角波信号ベース変調に対して、本発明の一実施形態に係るカオスノイズベース変調の利点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態は、カオス的広帯域周波数変調を利用して、コンピュータシステムにおける電磁波干渉及び無線周波数干渉を低減する装置及び方法について述べる。
【００１１】
「一実施形態」、「ある実施形態」、「いくつかの実施例」、「他の実施形態」等は、少なくとも本発明の実施形態が、実施形態に関連した特定の特徴、構造及び特性を含むことを示唆するが、必ずしも全ての実施形態がこれら特定の特徴、構造及び特性を含むことを意味しない。したがって、本明細書中の様々な箇所で使用されている「一実施形態」、「ある実施形態」又は「いくつかの実施形態」という表現は、必ずしも同一の実施形態を示していない。また、本明細書において、ある要素、特徴、構造又は特性が「含まれてもよい」、「含まれる場合がある」、又は「含むことができる」と記載されている場合は、これら特定の要素、特徴、構造又は特性が、必ず含まれる必然性を要求しないことを表している。また、明細書及び特許請求の範囲において、単に要素が記載されることは、「一つのみ」との記載がされない限り、この要素が一つしかないことを意味しない。また、明細書及び特許請求の範囲において、「さらなる」要素との記載は、このさらなる要素が一つよりも多く存在することを除外しない。
【００１２】
背景技術の章で述べたように、周波数変調のための周期的クロック信号に基づく周波数スペクトル拡散技術では、新たなパワースペクトルのバンド幅が拡がってしまうのと引き換えに、パワーピークを下げていた。したがって、新たなパワースペクトルで拡がってしまったバンド幅により、近くに位置する動作中の周波数スペクトルと無線周波数干渉を引き起こしてしまう可能性がある。スペクトル拡散技術を適用する場合に、変調されたクロック信号のスペクトルが均一に拡がることから、連続的なサンプル間で修正を全く行わない純粋なノイズ信号を変調信号として使用するのが理想的である。しかしながら、純粋にランダムな信号を生成するのは、高価なプロセスである。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態による、電磁波干渉及び無線周波数干渉を低減するカオス（ランダム）広帯域周波数変調器２００の上位層のブロック図である。変調器２００は、マスターセル２０１とスレーブセル２０２を有する配置で構成される。このような構成では、変調されていない入力基準クロック周波数に例えばクロックのジッターによりドリフトが生じてしまったとしても、出力される変調クロック信号がこの変調されていない非変調入力基準クロック信号２０９を追随可能である。
【００１４】
一実施形態において、マスターセル２０１は、それぞれ比較器２０５、２０６に連結された一組のランプ発生回路２０３、２０４を含む。比較器の出力は、エッジ発生器２０７に接続される。一実施形態において、エッジ発生器２０７は、セット‐リセットラッチ（ＳＲラッチ）である。比較器２０５、２０６は、ランプが形成された周期的信号と、所定信号（電圧）Ｖｘとを比較する。
【００１５】
一実施形態において、所定電圧Ｖｘは、バンドギャップ電圧発生回路を通じて生成される。他実施形態においては、他の電圧源を使用して所定電圧Ｖｘを生成してもよい。所定電圧Ｖｘは、ランプ信号と所定の電圧とが交差する点が、非変調基準信号の周波数に近く（又は同一に）なる出力周波数となるような値に設定される。一実施形態において、所定電圧Ｖｘは、ＳＲラッチ２０７の制御信号を生成するのに使用される。また、ある実施形態では、所定電圧Ｖｘは、以下に詳述するスレーブセルに入力される。
【００１６】
一実施形態において、非変調基準信号は、基準クロック信号発生器２０９によって生成されるような周期的な信号である。他の実施形態では、基準信号は、位相周波数比較器（ＰＦＤ）２０８に送られる外部信号である。また、一実施形態において、所定電圧Ｖｘは、電源電圧レベルのおよそ２分の１であるＶｃｃ／２に設定される一定信号である。
【００１７】
以下に述べるスレーブセル２０２のカオス信号生成器２１２によって生成されるカオスノイズに、この所定電圧Ｖｘを付加する。カオス（ランダム）ノイズにこの所定電圧Ｖｘを加算する理由の一つとして、カオス信号生成器２１２がノイズを生成しない場合に、スレーブセル２０２の出力変調クロックと２０９からの基準信号とを同期させることがある。一実施形態において、スレーブセル２０２の加算器２１６、２１７によって、所定電圧Ｖｘがカオスノイズ信号に加算される。
【００１８】
一実施形態において、マスターセル２０１の位相周波数比較器２０８は、エッジ発生器２０７及び基準クロック発生器２０９と連結される。位相周波数比較器２０８は、エッジ発生器２０７と基準クロック発生器２０９からの非変調基準クロック信号とを比較して、制御電圧Ｖｃｔｒｌを生成する。一実施形態において、制御電圧Ｖｃｔｒｌは、最終的に出力される変調クロックを生成するスレーブセル２０２に入力される。制御電圧Ｖｃｔｒｌにより、ランプ発生器２０３、２０４、２１０及び２１１からのランプ信号の傾きを調整する。ランプ発生器２０３、２０４、２１０及び２１１は、非変調入力基準信号の周波数と同じ周波数を持つランプ信号を生成する。ランプ信号の傾きを調整する目的としては、非変調入力基準信号のノイズ（例えば、クロックのジッタ）を追跡するためであり、変調出力信号が生成される時にノイズもその一部に含まれている。
【００１９】
一実施形態において、ランプ発生器２０３、２０４、２１０及び２１１は、基準クロック信号の高パルス及び低パルスそれぞれについて、ランプを生成する。ランプは、非変調基準入力クロック信号の高パルス及び低パルスに幅にそれぞれ等しい幅を持つ。
【００２０】
一実施形態において、抵抗Ｒ及びコンデンサＣ１及びＣ２は、マスターセル２０１におけるループを安定化する。一実施形態において、抵抗Ｒ及びコンデンサＣ１及びＣ２の値は、それぞれ５．５ｋΩ、１５ｐＦ及び１．５ｐＦである。別の実施形態では、処理技術、変調条件等の要件に応じて、これら抵抗及びコンデンサについて他の値を採用してもよい。
【００２１】
一実施形態において、スレーブセル２０２は、１組のランプ発生器２１０、２１１、比較器２１３、２１４、カオス信号生成器２１２、加算器２１６、２１７、及びエッジ発生器２１５を含む。ランプ発生器２１０、２１１は、非変調基準入力クロックと同じ周波数を発生する。
【００２２】
カオス信号生成器２１２は、ランダムなノイズ信号を生成する。ランダムノイズ信号のノイズ電圧の最大値及び最小値は、要求される周波数拡散に依存する。一実施形態において、ランダムノイズ信号の周波数は、基準信号の周波数よりも低くなっている。一実施形態において、ランダムノイズ信号の周波数は、３２ＫＨｚである。また、一実施形態において、基準信号の周波数は、１００ＭＨｚである。他の実施形態では、本発明の本質を変更することなく、ランダムノイズ信号及び基準信号について他の周波数を使用してもよい。
【００２３】
カオス信号生成器２１２は、初期条件に非常に大きく影響を受ける。すなわち、初期電圧Ｘ（ｎ）（Ｘｎとも記す）の微小な変化であっても、ノイズのプロファイルに大きな変化をもたらす。例えば、図４Ｂに示す電圧Ｘ（ｎ）（Ｘｎとも記す）の初期状態が５０ｍＶに設定される場合、電圧Ｘ（ｎ）の初期状態が５５ｍＶに設定される場合と比較して、全く異なるノイズプロファイルを示す。すなわち、この例において、初期条件の５ｍＶの変化であっても、全く異なるノイズプロファイルが生成される。このように、Ｘｎの初期電圧状態に大きく依存するということは、カオス信号生成器２１２が、既知の初期条件について決定性を有するが、カオス信号生成器２１２によって生成されるノイズプロファイルについてはそうではないということを意味している。また、このようなカオス信号生成器２１２の挙動は、カオスノイズ信号の連続的なサンプルは、この連続的サンプル間において非ゼロ相関を持つことを意味する。上述したように、純粋なノイズ信号では、連続的サンプル間でゼロ相関を持つ。カオス信号生成器２１２の実装については、以下に図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明するが、（図５Ａ及び５Ｂに示すような）ノイズ生成器の性能は、カオス信号サンプル間で明らかにゼロ相関となり、ノイズ信号生成器２１２の出力がランダム（カオス的）であることを表している。カオス信号生成器２１２からのカオス信号サンプル間で明らかにゼロ相関となる理由は、図４Ａに示す実施形態のように、相関が指数関数的に減少するからであり、したがってランダムな（カオス的な）出力信号であると言える。
【００２４】
一実施形態において、スレーブセル２０２の比較器２１３、２１４は、カオス信号生成器２１２からのランダムノイズ信号と、ランプ発生器２１０、２１１からのランプ信号とを比較する。一実施形態において、カオス信号生成器２１２からのランダムノイズ信号は、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘに（加算器２１６、２１７によって）加算される。そして、加算器２１３、２１４は、加算された出力とランプ発生器２１０、２１１からのランプ信号とを比較する。比較器２１３、２１４からの出力は、エッジ発生器２１５に入力される。一実施形態において、エッジ発生器２１５は、ＳＲラッチである。一実施形態において、比較器２１３の出力は、ＳＲラッチ２１５の"リセット"信号として入力され、比較器２１４の出力は、ＳＲラッチ２１５の"セット"信号として入力される。一実施形態において、スレーブセル２０２の比較器は、変調クロック出力を生成する際に基準クロック信号における変化を追跡するマスターセル２０１の比較器と同一のものである。
【００２５】
一実施形態において、ランプ発生器２１０によって生成されたランプ信号は、非変調基準クロック信号の低パルスに対応する。同様に、一実施形態において、ランプ発生器２１１によって生成されたランプ信号は、非変調基準クロック信号の高パルスに対応する。ランプ信号がランダムノイズ信号と交差する場合、比較器（２１３及び２１４）は、信号が高い状態から低い状態へ、又は低い状態から高い状態への遷移を出力する。上述したように、一実施形態において、ランダムノイズ信号は、比較器２１３及び２１４によってランプ信号と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘに足し合わされる。
【００２６】
一実施形態において、比較器２１４の出力が、高い状態から低い状態へと（低い状態から高い状態へと）遷移したときに、ランプ発生器２１１はリセットされる。このリセットにより、ランプ発生器は、ランプ信号の生成を中断する（開放する）。また、この比較器２１４の出力の遷移によって、他のランプ発生器２１０がトリガされる、すなわち、ランプ信号の生成が開始される。同様に、比較器２１３の出力が交差結合されることにより、ランプ発生器２１０がリセットされ、他のランプ発生器２１１がトリガされる。
【００２７】
一実施形態において、比較器２１４の出力は、ＳＲラッチ２１５をセットする、すなわち、ＳＲラッチ２１５は、高信号を生成する。また、一実施形態において、比較器２１３の出力は、ＳＲラッチ２１５をリセットする、すなわち、ＳＲラッチ２１５は、低信号を生成する。その結果、ランプ発生器２１０及び比較器２１３は、変調出力クロック信号の低パルスを生成し、ランプ発生器２１１及び比較器２１４は、変調出力クロック信号の高パルスを生成する。
【００２８】
マスターセル２０１とスレーブセル２０２との設計をマッチングさせる理由の一つとして、例えば、出力変調信号が生成される場合の非変調基準クロック信号のノイズを継続して追跡することが挙げられる。
【００２９】
図３は、一実施形態に係るカオス（ランダム）ノイズ信号を使用して変調出力信号を生成するアルゴリズムを上位層の図式で示したものである。一実施形態において、非変調基準クロック３０１の高パルス及び低パルスとそれぞれ等しい幅を持つ二つのランプ（３０４及び３０５）が生成される。これらのランプ信号（３０４及び３０５）は、比較器（図２の２１３及び２１４参照）によってカオス（ランダム）ノイズ信号３０２と比較され、出力変調信号３０３が生成される。上述したように、一実施形態において、ランダムノイズ信号３０２は、比較器２１３、２１４によってランプ信号と比較される前に、図２に示す加算器２１６、２１７によってマスターセルの２０１の所定電圧Ｖｘと足し合わされる。
【００３０】
一実施形態において、ランダムノイズ信号３０２（図３参照）の周波数は、図２の基準クロック発生器２０９によって生成される基準クロック周波数よりも低い。ランダムノイズ信号３０２の電圧値が変化すると、変調出力信号の周波数も変化する。この周波数の変化は、ランダム信号電圧レベルが変化する前の交差点と比較して、ランプ信号（３０４及び３０５）がランダムノイズ信号３０２と異なる点で交差することによって生じる。図３において、周波数の変化は、３０６、３０７及び３０８で示されている。
【００３１】
一実施形態において、カオス（ランダム）ノイズ信号３０２の電圧レベルは、カオス変換写像に依存する。カオス変換写像は、図２のカオス信号生成器２１２によって実装される。また、一実施形態において、テント変換写像が、カオス変換写像として実装される。他の実施形態においては、ベルヌーイシフト写像を、カオス変換写像として実装する。同様に、その他の実施形態において、カオス（ランダム）ノイズ信号３０２を生成するのに、他の形式のカオス変換写像を実装してもよい。
【００３２】
図４Ａは、本発明の一実施形態に係るカオス変換写像であるテント写像４００を例示したものである。テント写像を使用する利点は、変換関数が二つの象限のみを持つので、実装が簡易になることである。テント写像４００は、典型的なテント写像方程式４０１で表される。一実施形態において、テント写像４００は、μ＝２として実装される。また、他の実施形態においては、図２のカオス信号生成器２１２の原理を変更することなく、μについて他の値を使用してもよい。図４Ａにおいて、ｘ軸はＸｎの電圧を示し、ｙ軸は、Ｘ（ｎ＋１）の電圧を示している。一実施形態において、バイアス電圧Ｖｂ（図４Ｂに記載されている）は、三角形の写像信号の中間点に設定される。図４Ｂに示す乗算回路の実装は、どのようなバイアス電圧ＶｂがＸｎに対して設定されるかに依存する。
【００３３】
図４Ｂは、本発明の一実施形態に係るカオス信号生成器４１０の実装を例示したものである。ここで例示する実装は、テント写像（図４Ａの４００）を、カオス変換写像として使用している。一実施形態において、乗算器４１１、４１２及び４１３は、アナログ乗算器である。一実施形態において、これらの乗算器は、オペアンプ（演算増幅器）ベースの回路として実装される。乗算器の抵抗（図示せず）は、乗算器４１１、４１２及び４１３の乗率を決定する。図４Ｂの実装では、乗算器の乗率は、テント写像方程式４２２に基づいている。したがって、本発明の一実施形態では、乗算器４１１の乗率は２、乗算器４１２の乗率は−２、乗算器４１３の乗率は４となっている。
【００３４】
一実施形態において、乗算器４１１は、一つ前のランダムノイズ信号Ｘｎに２を乗じて２Ｘｎの信号を生成し、乗算器４１２は、一つ前のランダムノイズ信号Ｘｎに−２を乗じて−２Ｘｎの信号を生成し、乗算器４１３は、バイアス電圧Ｖｂ４１７に４を乗じて４Ｖｂの信号を生成する。
【００３５】
本発明の一実施形態では、マルチプレクサ４１４は、２Ｘｎ又は−２Ｘｎの信号のいずれかを選択するように構成されており、マルチプレクサ４１５は、グラウンド信号（ゼロ）又は４Ｖｂを加算増幅器４２０に供給するように構成されている。また、一実施形態では、比較器４１６は、信号Ｘｎの電圧に応じてマルチプレクサ４１１、４１２の適切な制御信号を選択する。加算増幅器４２０の出力Ｘ（ｎ＋１）は、テント写像方程式の出力であり、図２の比較器２１３及び２１４に入力されるランダムノイズ信号４２１となる。上述のように、一実施形態では、ランダムノイズ信号４２１は、比較器２１３及び２１４によってランプ信号と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘに足し合わされる。
【００３６】
加算増幅器４２０の出力４２１は、アナログフリップフロップ４１８によってサンプリングされる。アナログフリップフロップ４１８のサンプリング周波数は、クロック信号４１９によって制御される。一実施形態において、アナログフリップフロップ４１８は、スイッチＳ１‐Ｓ４及びコンデンサＣ１、Ｃ２によって実装される。一実施形態では、これらのスイッチは、トランジスタによって実装される。これらのスイッチは、互いに位相が異なるように動作し、入力ノードがコンデンサのうちの一方に接続され、他方のコンデンサは、新たな値をサンプルする。一実施形態において、アナログフリップフロップ４１８の出力Ｑを高インピーダンスの端子に接続することにより、出力コンデンサが放電してしまうのを防ぐ。一実施形態において、アナログフリップフロップ４１８の入力Ｄを低インピーダンスの端子に接続することにより、入力コンデンサが蓄電されるようにする。また、一実施形態において、アナログフリップフロップは、プログラム可能なサンプリング周波数で、ランダムノイズ信号をサンプル可能である。ある実施形態では、サンプリング周波数は、ハードウエア、ソフトウエア又はこれらの組み合わせによってプログラムされていてもよい。
【００３７】
一実施形態において、バイアス電圧Ｖｂ４１７は、チップで生成されてもよいし、外部で生成されてもよい。一実施形態において、バイアス電圧Ｖｂ４１７は、バンドギャップ回路（図示せず）によって生成される。一実施形態において、バイアス電圧Ｖｂ４１７の値は、１０５ｍＶである。また、バイアス電圧Ｖｂ４１７は、周波数スペクトル拡散をプログラムするのに使用される。一実施形態において、このプログラミングは、ソフトウエア、ハードウエア又はこれらの組み合わせによって実装される。バイアス電圧Ｖｂ４１７を変化させることにより、ノイズ電圧レベルＸｎが変化し、変調出力クロックの出力周波数（周波数スペクトルの拡がり）が変化する。
【００３８】
図５Ａは、本発明の一実施形態に係るカオス変換写像関数としてテント写像を実装した図４Ｂに示すカオス信号生成器の出力を示したものである。プロットは、ランダムノイズ信号レベルが、特定のパターンを繰り返していない、すなわちノイズサンプル間でゼロ相関となっており、時間の経過と共にランダムになっていることを示している。
【００３９】
図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る、図４Ｂのカオス信号生成器を使用したテント写像ノイズの確率密度関数（ＰＤＦ）を表したものである。図４Ｂのカオス信号生成器の回路が初期状態から落ち着くまでの期間の後は、確率密度関数は、ホワイトノイズに相当する程度に均一になっている。
【００４０】
図６Ａは、本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器６００の上位層のブロック図を示したものである。電流源６０１‐６０４は、電流を、コンデンサＣ１及びＣ２から／へとソース及びシンクするように構成されている。一実施形態において、基準クロック信号の高パルスは、スイッチＳ１及びＳ４を制御し、非変調基準クロック信号の低パルスは、スイッチＳ２及びＳ３をそれぞれ制御する。このような制御メカニズムにより、非変調基準クロック信号の高パルス及び低パルスと等しい幅を持つ高ランプ信号及び低ランプ信号が生成される。これらの高ランプ信号及び低ランプ信号は、図２の比較器２１３及び２１４の出力によって制御されるマルチプレクサ６０５に入力される。一実施形態において、電流源６０１、６０２、スイッチＳ１、Ｓ２、及びコンデンサＣ１は、集合的にランプ発生器６００の第１の電荷ポンプを表す。同様に、一実施形態において、電流源６０３、６０４、スイッチＳ３、Ｓ４、及びコンデンサＣ２は、集合的にランプ発生器６００の第２の電荷ポンプを表す。
【００４１】
一実施形態において、ランプ発生器が図２のコンデンサ２１３、２１４からリセット信号を受信した場合は、ランプ信号はリセットされる、すなわちランプは、中断される又は開放される。一実施形態において、図２の比較器２１３及び２１４によって設定されるトリガ信号の受信と共に、ランプ信号のランプが始まる。
【００４２】
図６Ｂは、本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器（図２の２０３、２０４、２１０及び２１１）のトランジスタレベルでの実装例６１０を示したものである。マスターセル２０１からの制御信号Ｖｃｔｒｌは、コンデンサＣ１の蓄電を制御し、それによりランプの傾きを制御する。ＰＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ１がカレントミラーを形成している。一実施形態において、トリガ信号及びリセット信号がローである場合、すなわち、グランドレベルにある場合、コンデンサＣ１は蓄電される。他の実施形態において、（ＰＭＯＳトランジスタＭ３に接続されている）トリガ信号及びリセット信号がハイ、すなわち電源レベルにある場合、コンデンサＣ１は放電される。ＮＭＯＳトランジスタＭ４を通過する電流は制御されていないため、放電電流によってコンデンサＣ１は急速に放電される。ＮＭＯＳトランジスタＭ４を制御しない理由の一つは、ランプ信号出力を急速に放電できる点にあり、次の基準クロックサイクルにおいて再び出力を蓄電するのに十分な長さの時間を確保できる。
【００４３】
図６Ｃは、本発明の一実施形態に係る、ランプ発生器（図２の２０３、２０４、２１０及び２１１）のトランジスタレベルでの実装例６２０を示したものである。図６Ｂの実施形態と比較して、この実施形態では、ＰＭＯＳトランジスタＭ６が加えられており、これにより、ｒｅｓｅｔ＿ｂ信号がイネーブル状態になる、すなわちランプが中断する又は開放されると、浮いているノードｆｎｏｄｅがグランドレベルに引き下げられる。ランプの蓄電開始する時、すなわちトリガ信号及びリセット信号がローである時に、ノードｆｎｏｄｅが浮いている状態にないことから、このような実施形態によるランプ信号のランプ特性は、図６Ｂの実施形態によって生成されるランプ信号のランプ特性よりも、より制御されたものとなる。
【００４４】
一実施形態において、図６Ｂ及び図６ＣのＰＭＯＳトランジスタＭ２に入力される信号"アイドル"は、ランプ発生器６１０、６２０をバイパスするのに使用される。アイドル信号がゼロ（グランド）に設定される場合、"アウト"ノードは、電源レベルに引き上げられ、フローティングノードｆｎｏｄｅの影響が消される。図６Ｂ及び図６Ｃの実施形態では、ＣＭＯＳをベースとした設計が示されたが、他のトランジスタ技術（例えば、ＥＣＬ、ＢＪＴ、ＢｉＣＯＭＳ等）を、本発明の本質を変更することなく同じ設計を実装するのに採用してもよい。
【００４５】
図７は、本発明の一実施形態に係る、エッジ発生器７００の上位層の実装例を示したものである。上述したように、マスターセル２０１の出力信号（図２の位相周波数比較器２０８への入力信号）及び図２のスレーブセル２０２の出力信号（出力変調信号）のエッジが、２０７及び２１５によって生成される。ブロック２０７、２１５は、最終的なエッジを生成すると同時に、エッジ生成構造は、比較器７０１、７０２（図２の比較器２０５、２０６、２１３及び２１４と同じもの）を含み、ブロック２０７とブロック２１５とを連結する。一実施形態において、比較器７０１（図２の比較器２０５及び２１３と同じもの）及び比較器７０２（図２の比較器２０６及び２１４と同じもの）は、ランダムノイズ信号及びランプ信号７０６、７０７を受信して、変調出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを生成する。上述したように、一実施形態において、ランダムノイズ信号は、比較器７０１、７０２によってランプ信号７０６、７０７と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘと足し合わせられる。
【００４６】
一実施形態において、ランプ信号の幅は、非変調基準クロック信号の高パルス及び低パルスの幅と等しい。一実施形態において、比較器の出力は、バッファ７０３、７０４にバッファされて、比較器出力の信号強度が増強される。一実施形態において、比較器は、異なる増幅器として実装される。一実施形態において、バッファ７０３、７０４の出力は、エッジ発生回路７０５に入力される。一実施形態において、エッジ発生回路７０５は、ＳＲラッチである。
【００４７】
一実施形態において、ランプ高信号７０６がランダム（カオス）ノイズ信号に等しい場合、比較器７０１は、ＳＲラッチ７０５をセットする。同様に、一実施形態において、ランプ低信号７０７がランダム（カオス）ノイズ信号に等しい場合、比較器７０２は、ＳＲラッチ７０５をリセットする。上述したように、一実施形態において、ランダムノイズ信号は、比較器７０１、７０２によってランプ信号７０６、７０７と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘに足し合わされて、ＳＲラッチ７０５のリセット信号及びセット信号が生成される。図７及び図２に示すように、マスターセル２０１は、スレーブセル２０２と同様なランプ発生器及びエッジ発生器を実装している。このようなマスター−スレーブ構成とすることにより、スレーブセル２０１において比較器（２１３及び２１４）のオフセットによって誘起されるエラーは、マスターセル２０１の比較器（２０５及び２０６）を通じて生成された制御信号Ｖｃｔｒｌにより補償される。
【００４８】
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の一実施形態に係る、カオスノイズ信号を通じて変調出力信号を生成するプロセスを示したフローチャート８００である。図２及び図４Ｂを参照して、このプロセスを説明する。ブロック８０１において、２つの三角形のランプ信号が、ランプ生成器２０３‐２０４及び２１０‐２１１を通じて生成される。ランプ信号の生成について上述したように、ランプの一つ、ランプハイ（Ｒｒｉｓｅ）は、入力される非変調基準クロック信号の立ち上がりエッジで生成され、ランプロー（Ｒｆａｌｌ）は、非変調基準クロック信号の立ち下がりエッジで生成される。
【００４９】
本発明の一実施形態では、ブロック８０２において、マスターセル２０１の位相ロックについての判断がなされる。一実施形態において、マスターセル２０１がロックされていない場合、ブロック８０３が実行される。ブロック８０３において、カオス信号生成器２１２は、（図４Ｂには示していない）マルチプレクサを通じて図４Ｂの出力４２１をバイパスすることにより、定電圧Ｖｘを生成する。定電圧Ｖｘは、マスターセル２０１からの所定電圧Ｖｘと同一のものである。一実施形態において、カオス信号生成器２１２自身が図４Ｂの出力信号４２１をバイパスすることによりＶｘを出力するために、加算器２１６、２１７はバイパスされて、加算器２１６、２１７によってＶｘを再び加算する必要はない。他の実施形態において、ブロック８０３は、カオス信号生成器２１２によりゼロ出力を生成し、加算器２１６、２１７は、バイパスされない。また、その他の実施形態において、マスターセル２０１がロックされない場合、比較器２１３、２１４は、Ｖｘとランプ発生器２１０、２１１の出力とを比較する。また、その他の実施形態において、カオスノイズ発生器出力４２１が比較器２１３、２１４によって比較される前に、カオス信号生成器２１２又は加算器２１６、２１７にＶｘが加算されない。
【００５０】
マスターセル２０１がロックされている場合は、ブロック８１２‐８１３において、Ｘｎから導き出されたカオスノイズ発生器２１２からの信号Ｘ（ｎ＋１）が、アナログフリップフロップ４１８によって保存される。本発明の一実施形態において、ブロック８１４において、所定のサンプル時間が経過した後、Ｘ（ｎ＋１）が（Ｘｎとして）図４Ｂの比較器４１６に再入力される。一実施形態では、このプロセスを、図８Ａ及び図８Ｂの矢印Ｂで示すように繰り返す。カオスノイズ信号Ｘ（ｎ＋１）は、以下に説明するブロック８１０においても使用される。
【００５１】
本発明の一実施形態では、ブロック８０４において、カオス信号生成器２１２及びランプ発生器２０３、２０４の出力が、マスターセルの比較器２０５、２０６に入力される。比較器２０５、２０６は、ランプ信号と所定電圧レベルＶｘとを比較する。比較器２０５、２０６は、ランプ信号と所定電圧信号との交差点において高パルスを生成する。本発明の一実施形態において、比較器２０５からの高パルスは、"セット"信号としてＳＲラッチ２０７に入力され、比較器２０６からの低パルスは、"リセット"信号としてＳＲラッチ２０７に入力される。
【００５２】
本発明の一実施形態では、ブロック８０５において、ＳＲラッチ２０７は、位相周波数比較器２０８のフィードバッククロックとして使用される出力クロックを生成する。一実施形態では、ブロック８０６において、出力変調クロックの立ち上がり及び立ち下がりエッジが生成される時に、ランプ信号はグラウンドレベルに開放される。他の実施形態において、比較器２０５、２０６の出力は、高及び低基準クロック信号について、ランプ信号を開放するのに使用される。
【００５３】
一実施形態では、ブロック８０７において、ＳＲラッチ２０７により生成されるクロックは、位相周波数比較器２０８により基準クロック信号と比較される。位相周波数比較器２０８の出力は、ＲＣネットワークによりフィルタされ、ランプ発生器２０３、２０４に入力される制御電圧Ｖｃｔｒｌとなる。一実施形態において、マスターセル２０１のランプ発生器２０３、２０４は、スレーブセル２０２のランプ発生器２１０、２１１と同一のものである。
【００５４】
一実施形態では、ブロック８０８において、スレーブセル２０２のランプ発生器２１０、２１１は、マスターセル２０１からのＶｃｔｒｌ信号を考慮してランプ信号の傾きを増加させる又は減少させることにより、傾きを調整する。傾きの調整は、非変調基準クロック信号と比較した場合の周期的ランプ信号の周波数に応じて行われる。傾きを調整し、ブロック８０９において生成される最終的なランプ信号となる。
【００５５】
一実施形態では、ブロック８１５において、マスターセル２０１のループのロック状態に関しての判断が行われる。マスターセル２０１がロックされている場合は、制御電圧Ｖｃｔｒｌが、スレーブセル２０２が正常に機能する程度に安定化される。すなわち、図４Ｂのカオスノイズ出力４２１が、図２の比較器２１３、２１４よって使用される。上述したように、一実施形態において、図４Ｂのランダムノイズ信号４２１は、比較器２１３、２１４によってランプ信号と比較される前に、マスターセル２０１の所定電圧Ｖｘと足し合わされる。ランプ信号の周波数が非変調入力基準信号の周波数と一致せず、マスターセル２０１がロックされていない状態である場合、ブロック８０４が繰り返される。この時、カオス信号生成器２１２の出力４２１はバイパスされるので、比較器２１３、２１４は、Ｖｘとランプ信号とを比較する。
【００５６】
一実施形態では、ブロック８１０において、ランダムノイズ信号Ｘ（ｎ＋１）を生成するカオス信号生成器２１２の出力４２１が、加算器２１６、２１７によって、所定電圧Ｖｘに加算される。加算後の出力が、スレーブセル２０２のランプ発生器２１０、２１１によって生成されたランプ信号と比較される。比較は、比較器２１３、２１４によって行われる。一実施形態において、カオス信号生成器２１２の出力が、比較器２１３、２１４に直接入力される。本発明の一実施形態において、スレーブセル２０２における比較器２１３、２１４の出力は、"セット"及び"リセット"信号として、ＳＲラッチ２１５に入力される。ブロック８１１では、ＳＲラッチ２１５が、出力変調クロックを生成する。この時、プロセスは、図の矢印Ａで示されるように、ブロック８０１から繰り返される。出力変調クロックの幾つかのサイクルが生成されると、ブロック８１６において、変調出力クロックがカオスノイズ信号から生成されたことが宣言される。
【００５７】
図９は、周期的三角波信号ベース変調に対して、本発明の一実施形態に係るカオスノイズベース変調の利点を説明するための図である。図９は、周波数分散スペクトルのグラフである。灰色で示したスペクトルは、周期的な三角波信号を使用してクロック信号の変調を行ったスペクトルを表し、黒色で示したスペクトルは、上述の実施形態によるカオスノイズを使用してクロック信号の変調を行ったスペクトルを表している。この例では、黒色のスペクトルのピークは、灰色のスペクトルのピークよりも、１２ｄＢ低くなっている。すなわち、カオスノイズベースの変調は、三角波ベースの変調に比べて、電磁波干渉ノイズが１２ｄＢ引き下げられていることを意味する。また、灰色のスペクトルのバンド幅と、黒色のスペクトルのバンド幅が共に同じままになっている。つまり、黒色のスペクトルを使用すれば、パワーピークとバンド幅とのトレードオフで、無線周波数干渉を低減することが可能である。
【００５８】
本発明の要素は、コンピュータ実行可能な命令を記憶する機械可読な記憶媒体としても提供可能である。例えば、一実施形態において、図４Ｂのバイアス電圧Ｖｂはコンピュータ実行可能な命令によってプログラム可能であり、それにより変調出力信号の周波数分散を調整してもよい。機械可読記憶媒体としては、これらに限定されないが、フラッシュメモリ、光ディスク、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤ‐ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、磁気カード又は光学カード、若しくは、他の種類の電子的命令又はコンピュータ実行可能命令を記憶するのに適した機械可読記憶媒体を含む。例えば、本発明の実施形態は、コンピュータプログラムとしてダウンロードされてもよく、リモートコンピュータ（例えば、サーバー）から要求しているコンピュータ（例えば、クライアント）へと、通信リンク（例えば、モデム又はネットワーク接続）を通じてこのプログラムをデータ信号の形で転送してもよい。
【００５９】
本発明が、特定の実施形態を参照して説明されたが、多くの代替、改良及び変更が可能であることは当業者にとって明らかである。
【００６０】
例えば、図２のスレーブセル２０２における加算器２１６、２１７によって加算される所定電圧Ｖｘを、カオス生成回路２１２の一つの加算器で加算してもよい。この場合、図４Ｂの出力４２１が、図２のマスターセル２０１の位相固定信号によって制御されるマルチプレクサ（図４Ｂに示されていない）に入力される。図２のマスターセル２０１がロックされている場合は、（図４Ｂに示されていない）マルチプレクサは、出力４２１を選択する。（図４Ｂに示されていない）マルチプレクサを通じて、この出力４２１が（図４Ｂに示されていない）アナログ加算器により所定電圧Ｖｘに加算される。一実施形態において、図２の加算器３１６、２１７を、このアナログ加算器で置き換えてもよい。このような実施形態において、カオス信号生成器４１０の最終的な出力は、所定電圧Ｖｘを含む。
【００６１】
一実施形態において、図２のマスターセル２０１のループがロックされていない場合は、（図４Ｂに示されていない）マルチプレクサは、（図４Ｂに示されていない）アナログ加算器を通じてゼロ電圧（グラウンド）を所定電圧Ｖｘに加算して、カオス信号生成器４１０の出力を生成する。このような実施形態では、図２のマスターセル２０１のループがロックされていないので、図４Ｂの出力信号４２１は（図４Ｂに示されていない）マルチプレクサによりバイパスされる。
【００６２】
また、他の実施形態として、図２のＳＲラッチ２０７、２１５を、ＳＲフリップフロップで置き換えてもよい。同様に、その他の実施形態として、ランプ発生器を、図６Ｂに示した実装形態の替わりに図６Ｃに示した実装形態で実装してもよい。
【００６３】
本発明の実施形態は、このような代替、改良及び変更が全て含まれ、添付の特許請求の範囲に含まれることを意図している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非変調基準信号に応じて制御電圧を生成するマスターセルと、
ランダムノイズ信号を生成するカオス信号生成器を有し、前記マスターセルと連結され、前記制御電圧に応じて変調出力信号を生成するスレーブセルと
を備える装置。
【請求項２】
前記カオス信号生成器は、カオス変換写像に基づいて前記ランダムノイズ信号を生成する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記カオス変換写像は、テント変換写像又はベルヌーイシフト写像のいずれかを含む請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記マスターセルは、
パルス信号を生成するエッジ発生器と
前記パルス信号及び前記非変調基準信号を受信して出力を生成する位相周波数比較器と、
前記位相周波数比較器と連結され、前記出力を前記制御電圧に変換するループフィルターと
を有する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記マスターセルは、
前記制御電圧に応じてランプ信号を生成するランプ発生器と、
前記ランプ発生器と連結され、前記ランプ信号と所定電圧とを比較して前記エッジ発生器の制御信号を生成する比較器と
をさらに有する請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記所定電圧は、前記非変調基準信号の周波数に応じた周波数を持つ前記制御信号を生成するように設定される請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ランプ発生器は、
第１の電荷ポンプと、
第２の電荷ポンプと、
前記第１の電荷ポンプ及び前記第２の電荷ポンプと連結され、前記ランプ信号を生成するマルチプレクサと
を含む請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記スレーブセルは、
前記マスターセルからの前記制御電圧に応じてランプ信号を生成するランプ発生器と、
前記カオス信号生成器に連結され、所定電圧を前記ランダムノイズ信号に加算して加算出力を生成する加算器と、
前記カオス信号生成器に連結され、前記加算出力と前記ランプ信号とを比較する比較器と、
前記比較器に連結され、前記変調出力信号を生成するエッジ発生器と
をさらに有する請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記エッジ発生器の制御信号を生成するように前記マスターセルによって前記所定電圧が設定され、前記制御信号は、前記非変調基準信号の周波数に対応する周波数を持つ請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ランプ発生器は、
第１の電荷ポンプと、
第２の電荷ポンプと、
前記第１の電荷ポンプ及び前記第２の電荷ポンプと連結され、前記ランプ信号を生成するマルチプレクサと
を含む請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記カオス信号生成器は、
第１の正の乗算器と、
負の乗算器と、
前記第１の正の乗算器と前記負の乗算器と連結された第１のマルチプレクサと、
第２の正の乗算器と連結され、バイアス電圧を乗算する第２のマルチプレクサと、
前記第１のマルチプレクサ及び前記第２のマルチプレクサと連結され、前記ランダムノイズ信号を生成する加算増幅器と
を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記カオス信号生成器は、
前記ランダムノイズ信号をサンプリングするアナログフリップフロップと、
前記アナログフリップフロップに連結され、前記第１のマルチプレクサ及び前記第２のマルチプレクサの制御信号を生成する比較器と
を含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記アナログフリップフロップは、プログラム可能な周波数で前記ランダムノイズ信号をサンプリングする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記バイアス電圧は、前記変調出力信号の周波数分散を調整するべくプログラム可能である請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
マスターセルにより、非変調基準信号から制御電圧を生成する段階と、
ランダムノイズ信号を生成するカオス信号生成器を有するスレーブセルにより、前記制御電圧及び前記ランダムノイズ信号に応じて変調出力信号を生成する段階とを備え、
前記スレーブセルは、前記マスターセルと連結されている方法。
【請求項１６】
前記非変調基準信号から前記制御電圧を生成する段階は、
位相周波数比較器により、前記非変調基準信号を受信する段階と、
前記位相周波数比較器により、エッジ発生器からフィードバック信号を受信する段階と、
受信された前記非変調基準信号及び前記フィードバック信号に基づいて前記マスターセルをロックする段階と
を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ランダムノイズ信号は、カオス変換写像を実行することにより生成される請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記カオス変換写像は、テント変換写像又はベルヌーイシフト写像のいずれかを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御電圧に応じて前記変調出力信号を生成する段階は、
前記非変調基準信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ毎にランプ信号を生成する段階と、
前記ランダムノイズ信号に所定電圧を加算して加算出力を生成する段階と、
前記加算出力と前記ランプ信号とを比較する段階と、
前記比較に基づいて前記変調出力信号を生成する段階と
を有する請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記所定電圧を、前記変調出力信号を生成するための制御信号を生成する値に設定する段階をさらに備え、
前記制御信号は、前記非変調基準信号の周波数に対応する周波数を有する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ランプ信号を生成する段階は、
前記マスターセルからの前記制御電圧に基づいて前記ランプ信号の傾きを調整する段階と、
前記比較に基づいて前記ランプ信号を中断する段階と、
前記比較に基づいて前記ランプ信号をトリガする段階と
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記ランダムノイズ信号を生成する段階は、
一つ前のランダムノイズ信号に２を乗じる段階と、
前記一つ前のランダムノイズ信号に−２を乗じる段階と、
バイアス電圧に４を乗じる段階と、
前記一つ前のランダムノイズ信号と前記バイアス電圧とを比較する段階と、
前記２を乗じた一つ前のランダムノイズ信号及び前記−２を乗じた一つ前のランダムノイズ信号を多重化する第１多重化段階と、
前記４を乗じたバイアス電圧及びグランド信号を多重化する第２多重化段階と、
前記第１多重化段階の出力と前記第２多重化段階の出力とを加算して、前記ランダムノイズ信号を生成する段階と
を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記変調出力信号の周波数分散を調整するべく前記バイアス電圧をプログラムする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
非変調基準信号から制御電圧を生成する手段と、
カオス変換写像関数に基づいてランダムノイズ信号を生成する手段と、
前記制御電圧及び前記ランダムノイズ信号に応じて変調出力信号を生成する手段と
を備える装置。
【請求項２５】
前記制御電圧に応じてランプ信号を生成する手段と、
加算出力を生成すべく、前記ランダムノイズ信号に所定電圧を加算する手段と、
前記ランプ信号と前記加算出力とを比較する手段とをさらに備え、
前記変調出力信号は、前記比較に基づく請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記ランプ信号を生成する手段は、
前記制御電圧に基づいて前記ランプ信号の傾きを調整する手段と、
前記比較に基づいて前記ランプ信号を中断する手段と、
前記比較に基づいて前記ランプ信号をトリガする手段と
を含む請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記ランダムノイズ信号を生成する手段は、カオス変換写像を実行する手段を含む請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記カオス変換写像は、テント変換写像又はベルヌーイシフト写像のいずれかを含む請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記ランダムノイズ信号を生成する手段は、
一つ前のランダムノイズ信号に２を乗じる手段と、
前記一つ前のランダムノイズ信号に−２を乗じる手段と、
バイアス電圧に４を乗じる手段と、
前記一つ前のランダムノイズ信号と前記バイアス電圧とを比較する手段と、
前記２を乗じた一つ前のランダムノイズ信号及び前記−２を乗じた一つ前のランダムノイズ信号を多重化する第１多重化手段と、
前記４を乗じたバイアス電圧及びグランド信号を多重化する第２多重化手段と、
前記ランダムノイズ信号を生成すべく、前記第１多重化の出力と前記第２多重化の出力とを加算する手段と
を備える請求項２４に記載の装置。
【請求項１】
非変調基準信号に応じて制御電圧を生成するマスターセルと、
ランダムノイズ信号を生成するカオス信号生成器を有し、前記マスターセルと連結され、前記制御電圧に応じて変調出力信号を生成するスレーブセルと
を備える装置。
【請求項２】
前記カオス信号生成器は、カオス変換写像に基づいて前記ランダムノイズ信号を生成する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記カオス変換写像は、テント変換写像又はベルヌーイシフト写像のいずれかを含む請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記マスターセルは、
パルス信号を生成するエッジ発生器と
前記パルス信号及び前記非変調基準信号を受信して出力を生成する位相周波数比較器と、
前記位相周波数比較器と連結され、前記出力を前記制御電圧に変換するループフィルターと
を有する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記マスターセルは、
前記制御電圧に応じてランプ信号を生成するランプ発生器と、
前記ランプ発生器と連結され、前記ランプ信号と所定電圧とを比較して前記エッジ発生器の制御信号を生成する比較器と
をさらに有する請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記所定電圧は、前記非変調基準信号の周波数に応じた周波数を持つ前記制御信号を生成するように設定される請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ランプ発生器は、
第１の電荷ポンプと、
第２の電荷ポンプと、
前記第１の電荷ポンプ及び前記第２の電荷ポンプと連結され、前記ランプ信号を生成するマルチプレクサと
を含む請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記スレーブセルは、
前記マスターセルからの前記制御電圧に応じてランプ信号を生成するランプ発生器と、
前記カオス信号生成器に連結され、所定電圧を前記ランダムノイズ信号に加算して加算出力を生成する加算器と、
前記カオス信号生成器に連結され、前記加算出力と前記ランプ信号とを比較する比較器と、
前記比較器に連結され、前記変調出力信号を生成するエッジ発生器と
をさらに有する請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記エッジ発生器の制御信号を生成するように前記マスターセルによって前記所定電圧が設定され、前記制御信号は、前記非変調基準信号の周波数に対応する周波数を持つ請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ランプ発生器は、
第１の電荷ポンプと、
第２の電荷ポンプと、
前記第１の電荷ポンプ及び前記第２の電荷ポンプと連結され、前記ランプ信号を生成するマルチプレクサと
を含む請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記カオス信号生成器は、
第１の正の乗算器と、
負の乗算器と、
前記第１の正の乗算器と前記負の乗算器と連結された第１のマルチプレクサと、
第２の正の乗算器と連結され、バイアス電圧を乗算する第２のマルチプレクサと、
前記第１のマルチプレクサ及び前記第２のマルチプレクサと連結され、前記ランダムノイズ信号を生成する加算増幅器と
を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記カオス信号生成器は、
前記ランダムノイズ信号をサンプリングするアナログフリップフロップと、
前記アナログフリップフロップに連結され、前記第１のマルチプレクサ及び前記第２のマルチプレクサの制御信号を生成する比較器と
を含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記アナログフリップフロップは、プログラム可能な周波数で前記ランダムノイズ信号をサンプリングする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記バイアス電圧は、前記変調出力信号の周波数分散を調整するべくプログラム可能である請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
マスターセルにより、非変調基準信号から制御電圧を生成する段階と、
ランダムノイズ信号を生成するカオス信号生成器を有するスレーブセルにより、前記制御電圧及び前記ランダムノイズ信号に応じて変調出力信号を生成する段階とを備え、
前記スレーブセルは、前記マスターセルと連結されている方法。
【請求項１６】
前記非変調基準信号から前記制御電圧を生成する段階は、
位相周波数比較器により、前記非変調基準信号を受信する段階と、
前記位相周波数比較器により、エッジ発生器からフィードバック信号を受信する段階と、
受信された前記非変調基準信号及び前記フィードバック信号に基づいて前記マスターセルをロックする段階と
を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ランダムノイズ信号は、カオス変換写像を実行することにより生成される請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記カオス変換写像は、テント変換写像又はベルヌーイシフト写像のいずれかを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御電圧に応じて前記変調出力信号を生成する段階は、
前記非変調基準信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ毎にランプ信号を生成する段階と、
前記ランダムノイズ信号に所定電圧を加算して加算出力を生成する段階と、
前記加算出力と前記ランプ信号とを比較する段階と、
前記比較に基づいて前記変調出力信号を生成する段階と
を有する請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記所定電圧を、前記変調出力信号を生成するための制御信号を生成する値に設定する段階をさらに備え、
前記制御信号は、前記非変調基準信号の周波数に対応する周波数を有する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ランプ信号を生成する段階は、
前記マスターセルからの前記制御電圧に基づいて前記ランプ信号の傾きを調整する段階と、
前記比較に基づいて前記ランプ信号を中断する段階と、
前記比較に基づいて前記ランプ信号をトリガする段階と
を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記ランダムノイズ信号を生成する段階は、
一つ前のランダムノイズ信号に２を乗じる段階と、
前記一つ前のランダムノイズ信号に−２を乗じる段階と、
バイアス電圧に４を乗じる段階と、
前記一つ前のランダムノイズ信号と前記バイアス電圧とを比較する段階と、
前記２を乗じた一つ前のランダムノイズ信号及び前記−２を乗じた一つ前のランダムノイズ信号を多重化する第１多重化段階と、
前記４を乗じたバイアス電圧及びグランド信号を多重化する第２多重化段階と、
前記第１多重化段階の出力と前記第２多重化段階の出力とを加算して、前記ランダムノイズ信号を生成する段階と
を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記変調出力信号の周波数分散を調整するべく前記バイアス電圧をプログラムする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
非変調基準信号から制御電圧を生成する手段と、
カオス変換写像関数に基づいてランダムノイズ信号を生成する手段と、
前記制御電圧及び前記ランダムノイズ信号に応じて変調出力信号を生成する手段と
を備える装置。
【請求項２５】
前記制御電圧に応じてランプ信号を生成する手段と、
加算出力を生成すべく、前記ランダムノイズ信号に所定電圧を加算する手段と、
前記ランプ信号と前記加算出力とを比較する手段とをさらに備え、
前記変調出力信号は、前記比較に基づく請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記ランプ信号を生成する手段は、
前記制御電圧に基づいて前記ランプ信号の傾きを調整する手段と、
前記比較に基づいて前記ランプ信号を中断する手段と、
前記比較に基づいて前記ランプ信号をトリガする手段と
を含む請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記ランダムノイズ信号を生成する手段は、カオス変換写像を実行する手段を含む請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記カオス変換写像は、テント変換写像又はベルヌーイシフト写像のいずれかを含む請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記ランダムノイズ信号を生成する手段は、
一つ前のランダムノイズ信号に２を乗じる手段と、
前記一つ前のランダムノイズ信号に−２を乗じる手段と、
バイアス電圧に４を乗じる手段と、
前記一つ前のランダムノイズ信号と前記バイアス電圧とを比較する手段と、
前記２を乗じた一つ前のランダムノイズ信号及び前記−２を乗じた一つ前のランダムノイズ信号を多重化する第１多重化手段と、
前記４を乗じたバイアス電圧及びグランド信号を多重化する第２多重化手段と、
前記ランダムノイズ信号を生成すべく、前記第１多重化の出力と前記第２多重化の出力とを加算する手段と
を備える請求項２４に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１１８８７８（Ｐ２０１１−１１８８７８Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−２３３７１８（Ｐ２０１０−２３３７１８）
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（５９１００３９４３）インテル・コーポレーション (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３３７１８（Ｐ２０１０−２３３７１８）
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（５９１００３９４３）インテル・コーポレーション (1,101)
【Ｆターム（参考）】
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