JP2018136208A - 周波数比測定装置および物理量センサー - Google Patents
周波数比測定装置および物理量センサー Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018136208A JP2018136208A JP2017030991A JP2017030991A JP2018136208A JP 2018136208 A JP2018136208 A JP 2018136208A JP 2017030991 A JP2017030991 A JP 2017030991A JP 2017030991 A JP2017030991 A JP 2017030991A JP 2018136208 A JP2018136208 A JP 2018136208A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- data
- signal
- frequency ratio
- ratio measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 93
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 24
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 102100040862 Dual specificity protein kinase CLK1 Human genes 0.000 description 10
- 102100040844 Dual specificity protein kinase CLK2 Human genes 0.000 description 10
- 102100040856 Dual specificity protein kinase CLK3 Human genes 0.000 description 10
- 101000749294 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK1 Proteins 0.000 description 10
- 101000749291 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK2 Proteins 0.000 description 10
- 101000749304 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK3 Proteins 0.000 description 10
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 102100040858 Dual specificity protein kinase CLK4 Human genes 0.000 description 1
- 101000749298 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK4 Proteins 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Description
周波数デルタシグマ変調信号出力装置は、周波数デルタシグマ変調部(以下、「FDSM(Frequency Delta Sigma Modulator)」と言う)を有し、そのFDSMにより、基準信号を用いて被測定信号を周波数デルタシグマ変調し、デルタシグマ変調信号を生成し、出力する。
特許文献1には、動作周波数の異なる2つのFDSMを切り替えて使用することにより、アイドルトーンを抑制することが可能な周波数測定装置(周波数比測定装置)が開示されている。
前記基準信号と、前記被測定信号とが入力され、入力された前記基準信号と前記被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部と、
前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータを用いて統計処理を行う統計処理部と、を備え、
前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有していることを特徴とする。
この発明によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
これにより、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択されることが期待され、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組は、その組に属するデータの分散が大きい。このため、分散が最小である組を選択することにより、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組を除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組が選択されることが期待される。これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
これにより、前記組にアイドルトーンの影響の大きいデータが含まれていたとしてもそのアイドルトーンの影響の大きいデータを単独で選択してしまうことを避けることができ、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
分散が閾値よりも小さい場合は、選択された分散が最小である組は、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組である確率が高い。このため、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力することにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
また、分散が閾値以上の場合は、選択された分散が最小である組がアイドルトーンの影響の大きいデータを排除できない場合に当たる。このため、元の全データのうちから、中央値を選択して出力することにより、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択されることが期待され、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
分散が閾値よりも小さい場合は、選択された分散が最小である組は、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組である確率が高い。このため、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力することにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
また、分散が閾値以上の場合は、選択された分散が最小である組がアイドルトーンの影響の大きいデータを排除できない場合に当たる。このため、分散が最小である組に属するデータのうちから、中央値を選択して出力することにより、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択されることが期待され、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
前記基準信号と、前記被測定信号とが入力され、入力された前記基準信号と前記被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部と、
前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、いずれか1つを選択する選択部と、を備え、
前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有していることを特徴とする。
この発明によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
これにより、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択されることが期待され、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
これにより、測定精度をさらに向上させることができる。
これにより、適確に測定を行うことができる。
これにより、1つのクロック信号(信号)から複数の基準信号を生成することができる。これによって、複数の基準信号生成器を用いる場合に比べ、基準信号生成器の数を削減することができ、また、消費電力を低減することができる。
前記検出部から出力された被測定信号が入力される本発明の周波数比測定装置と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
図1は、本発明の周波数比測定装置の第1実施形態を示すブロック図である。図2は、図1に示す周波数比測定装置の周波数デルタシグマ変調部の構成例を示すブロック図である。図3は、図1に示す周波数比測定装置の周波数デルタシグマ変調部の構成例を示すブロック図である。
なお、以下の説明では、信号のレベルが「ロー(Low)」の場合を「0」、信号のレベルが「ハイ(High)」の場合を「1」とも言う。
まず、周波数比測定装置1の概要について説明し、その後で、具体的に説明する。
この周波数比測定装置1によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。以下、具体的に説明する。
また、ローパスフィルター3およびスケーラー4の数は、それぞれ、FDSM2の数と同一である。
なお、ローパスフィルター3とスケーラー4の順序は、前記と逆でもよく、スケーラー4の出力側に、ローパスフィルター3が接続されていてもよい。また、ローパスフィルター3は、図示の位置に代えて、統計処理部5の出力側に接続されていてもよい。この場合は、ローパスフィルター3の数を1つに低減することができる。
基準信号CLK1、基準信号CLK2、基準信号CLK3の生成方法は、特に限定されず、例えば、共通のクロック信号(信号)を分周して生成してもよく、また、それぞれを個別に生成してもよい。
ビットストリーム構成のFDSMを用いる場合は、他の信号処理回路を簡素化することができる。また、データストリーム構成のFDSMを用いる場合は、周波数変動が大きい場合にも対応することができる。
図2に示すように、データストリーム構成のFDSM2は、被測定信号の立ち上がりエッジをカウントしてカウント値を示すカウントデータDcを出力するアップカウンター21と、基準信号の立ち上がりエッジに同期してカウントデータDcをラッチして第1データD1を出力する第1ラッチ22と、基準信号の立ち上がりエッジに同期して第1データD1をラッチして第2データD2を出力する第2ラッチ23と、第1データD1から第2データD2を減算して出力データOUTを生成する減算器24とを備える。なお、第1ラッチ22および第2ラッチ23は、例えばDフリップフロップ回路等で構成される。
このデジタル信号列は、データ列・データストリームと呼ばれる。また、後述する1ビットで表されるデジタル信号列は、ビット列・ビットストリームと呼ばれる。
図3に示すように、ビットストリーム構成のFDSM2は、基準信号の立ち上がりエッジに同期して被測定信号をラッチして第1データd1を出力する第1ラッチ22と、基準信号の立ち上がりエッジに同期して第1データd1をラッチして第2データd2を出力する第2ラッチ23と、第1データd1と第2データd2の排他的論理和を演算して出力データOUTを生成する排他的論理和回路25とを備える。なお、第1ラッチ22および第2ラッチ23は、例えばDフリップフロップ回路等で構成される。
ローパスフィルター3としては、特に限定されず、例えば、一般的なローパスフィルターや、ラグリードフィルター、ラグフィルター、移動平均フィルター等が挙げられる。
このローパスフィルター3により、所定のカットオフ周波数(遮断周波数)以上の周波数成分が遮断または低減される。これにより、FDSM2から出力される信号に含まれるノイズ成分を除去または低減することができる。
スケーラー4は、ローパスフィルター3から出力された信号、すなわち、周波数デルタシグマ変調信号に対して重み付けを行う機能を有している。
この重み付けは、周波数デルタシグマ変調信号、すなわち、周波数デルタシグマ変調信号が表すデータと、スケーラー4の重み付け係数(倍率)とを乗算して行う。
ここで、本実施形態では、k1、k2、k3は、被測定信号の周波数が変化した場合、各周波数デルタシグマ変調信号が表すデータ(周波数比)がすべて同じ比率で変化するように、予め設定されている。したがって、各周波数デルタシグマ変調信号に対する重み付けは、被測定信号の周波数が変化した場合、各周波数デルタシグマ変調信号が表す周波数比がすべて同じ比率で変化するように行われる。前記「同じ比率」とは、完全に同一の比率のみならず、10%以下の範囲内で異なる場合も含む。また、重み付けの方法は、前記の方法に限定されない。
本実施形態では、統計処理部5は、3つのデータから、中央値を選択して(求めて)出力する。
中央値とは、有限個のデータを小さい順または大きい順に並べたとき、中央(真ん中)に位置する値を言う。但し、データの数が偶数の場合は、中央値は、中央に最も近い2つのデータの平均値であってもよく、また、中央値として前記2つのデータのいずれか一方を選択してもよい。
このように、周波数比測定装置1では、統計処理部5を有する簡易かつ小規模な回路構成で、かつ、中央値を求めるという簡易な統計処理で、周波数比を求めることができる。
また、中央値を選択することで周波数比を求めることにより、アイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
また、データの数が5つ以上である場合、例えば、データの数が5つの場合も同様に、5つのデータのうちの最大値と最小値とのうちのいずれか一方に影響の大きなアイドルトーンが含まれている可能性が高い。このため、最大値および最小値を除く3つのデータのうちから、いずれか1つのデータを選択することで、アイドルトーンの影響の大きいデータを除外できることが期待される。本実施形態では、中央値を選択することで、アイドルトーンの影響の大きいデータが除外され、アイドルトーンの影響の小さいデータが選択される確率を高めることができる。
図1に示すように、周波数比測定装置1の各FDSM2には、被測定信号と、基準信号CLK1、CLK2、CLK3とが入力されている。この場合、各FDSM2には、共通の被測定信号が入力されている。一方、基準信号CLK1、CLK2、CLK3の周波数は、それぞれ、互いに異なっている。
各周波数デルタシグマ変調信号は、それぞれ、対応するローパスフィルター3で所定の処理が行われ、対応するローパスフィルター3から出力される。
重み付けされた各周波数デルタシグマ変調信号は、統計処理部5に入力される。統計処理部5は、3つの周波数デルタシグマ変調信号が表す3つのデータから、中央値を選択し(求め)、その中央値を出力する。前記各処理は、所定のタイミングで逐次行われる。
また、統計処理部5が行う統計処理は、本実施形態では、中央値を選択する(求める)ことであるが、これに限らず、この他、例えば、平均値を求めること等が挙げられる。
図4は、本発明の周波数比測定装置の第2実施形態を示すブロック図である。
以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態は、主として、統計処理部5に代えて、選択部6を設けたこと以外は前記第1実施形態と同様である。
まず、周波数比測定装置1の概要について説明し、その後で、具体的に説明する。
この周波数比測定装置1によれば、容易かつ適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。以下、具体的に説明する。
選択部6は、選択を行う機能を有している。この選択部6は、3つ(複数)のFDSM2から出力される3つ(複数)の周波数デルタシグマ変調信号が表す3つ(複数)のデータのうちから、いずれか1つを選択する。
本実施形態では、選択部6は、3つのデータから、中央値を選択して(求めて)出力する。すなわち、選択部6は、3つのデータのうち、2番目に大きい値、もしくは2つデータが同値であればその同値である値を選択して出力する。
また、選択部6が行う選択は、本実施形態では、中央値を選択することであるが、これに限らず、この他、例えば、平均値に最も近い値を選択すること等が挙げられる。
図5は、本発明の周波数比測定装置の第3実施形態を示すブロック図である。
以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3実施形態は、主として、さらに分周部7を設けたこと以外は前記第1実施形態と同様である。
すなわち、周波数比測定装置1は、共通の信号を分周して複数の基準信号を生成する分周部7を有している。
これにより、1つのクロック信号(信号)から複数の基準信号を生成することができる。これによって、複数の基準信号生成器を用いる場合に比べ、基準信号生成器の数を削減することができ、また、消費電力を低減することができる。以下、具体的に説明する。
この分周部7は、基準信号の元信号である共通(1つ)のクロック信号(信号)が入力される分周器71と、分周器72と、分周器73とを有している。各分周器71、72、73は、それぞれ、対応するFDSM2の入力側に接続されている。
また、第3実施形態では、1つのクロック信号から3つの基準信号を生成することができる。これにより、3つの基準信号生成器を用いる場合に比べ、基準信号生成器の数を削減することができ、また、消費電力を低減することができる。
また、第3実施形態は、第2実施形態、第4実施形態および第5実施形態にも適用することができる。
図6は、本発明の周波数比測定装置の第4実施形態を示すブロック図である。
以下、第4実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第4実施形態は、主として、統計処理部5の構成が異なること以外は前述した第1実施形態と同様である。
まず、統計処理部5の概要について説明し、その後で、具体的に説明する。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。以下、具体的に説明する。
すなわち、統計処理部5は、5つのデータのうちから少なくとも1つを除いてなるデータの組み合せのうちから、属するデータの分散が最小である組を選択し(求め)、その組に属するデータに基づいて求めた値を出力する。本実施形態では、統計処理部5は、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力する。ここで、各組のデータの数は、4つの場合と、3つの場合と、2つの場合とがある。すなわち、各組のデータの数の最小数は、2つである。
なお、本実施形態では、分散を用いているが、例えば、標準偏差を用い、標準偏差が最小である組を選択する場合は、分散が最小である組を選択することと等しいので、標準偏差を用いる場合も「分散が最小である組を選択する」に含まれる。
まず、5つのデータを「a1」、「a2」、「a3」、「a4」、「a5」とする。この5つのデータのうちから1つを除いてなるデータの組み合せは、「a1、a2、a3、a4」、「a1、a2、a3、a5」、「a1、a2、a4、a5」、「a1、a3、a4、a5」、「a2、a3、a4、a5」の5通りである。「a1、a2、a3、a4」を組C1、「a1、a2、a3、a5」を組C2、「a1、a2、a4、a5」を組C3、「a1、a3、a4、a5」を組C4、「a2、a3、a4、a5」を組C5とする。
次に、統計処理部5は、選択した組、すなわち、分散が最小である組に属する4つのデータの平均値を求めて出力する。この出力は、周波数比である。
アイドルトーンの影響を抑制することができる理由は、第1実施形態で述べたアイドルトーンの性質上、5つの組のうち、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組は、その組に属する4つのデータの分散が大きい。そこで、5つの組から分散が最小である組を選択することで、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組を除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組が選択されることが期待される。
また、統計処理部5が行う統計処理では、本実施形態では、分散を用いているが、これに限らず、この他、例えば、各組において、それぞれ、各データを2乗して加算した値を求め、前記加算した値のうちの中央値に対応する組を選択すること等が挙げられる。
以下、第5実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第5実施形態は、主として、統計処理部5の構成が異なること以外は前述した第4実施形態と同様である。また、第5実施形態の周波数比測定装置1のブロック図は、第4実施形態の周波数比測定装置1のブロック図(図6)と同様であるので、第5実施形態の説明では、図6を参照する。
すなわち、統計処理部5は、5つのデータのうちから少なくとも1つを除いてなるデータの組み合せのうちから、属するデータの分散が最小である組を選択する(求める)。そして、統計処理部5は、選択した組(分散が最小である組)に属するデータの分散と閾値とを比較し、分散が閾値よりも小さい場合は、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力する。また、統計処理部5は、分散が閾値以上の場合は、元の5つのデータ(全データ)のうちから、中央値を選択して(求めて)出力する。
また、統計処理部5は、分散が閾値以上の場合に、分散が最少である組に属するデータのうちから、中央値を選択して(求めて)出力してもよい。
これにより、より適確にアイドルトーン等の量子化雑音の影響を抑制することができ、測定精度を向上させることができる。
統計処理部5は、まず、5つのデータ「a1」、「a2」、「a3」、「a4」、「a5」のうちから1つを除いてなるデータの組み合せを求め、5つの組C1、組C2、組C3、組C4、組C5について、それぞれ、その組に属するデータの分散を求める。そして、統計処理部5は、組C1〜組C5のうちから、分散が最小である組を選択する。
比較した結果、分散が閾値よりも小さい場合は、分散が最小である組に属するデータの平均値を求めて出力する。この出力は、周波数比である。
また、比較した結果、分散が閾値以上の場合は、元の5つのデータのうちから、中央値を選択して(求めて)出力するか、または、分散が最小である組に属するデータのうちから、中央値を選択して(求めて)出力する。この出力は、周波数比である。
アイドルトーンの影響を抑制することができる理由は、第1実施形態で述べたアイドルトーンの性質上、5つの組のうち、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組は、その組に属する4つのデータの分散が大きい。そこで、5つの組から分散が最小である組を選択することで、アイドルトーンの影響の大きいデータが属する組を除外でき、アイドルトーンの影響の小さいデータのみが属する組が選択されることが期待される。
また、分散が閾値以上の場合は、選択された分散が最小である組がアイドルトーンの影響の大きいデータを排除できない場合に当たる。このため、元の5つのデータのうちから、中央値を選択して出力することで、アイドルトーンの影響を抑制する効果が期待でき、測定精度を向上させることができる。中央値を選択する利点は、第1実施形態で述べた通りである。
また、分散が最小である組に属するデータのうちから中央値を選択して出力しても、アイドルトーンの影響を抑制する効果が期待でき、測定精度を向上させることができる。
以上のような第5実施形態によっても、前述した実施形態と同様の効果を発揮することができる。
図7は、本発明の物理量センサーの1例である加速度センサーの実施形態における検出部の内部構造を示す図である。図8は、図7中のA−A線での断面図である。
以下、物理量センサーの1例である加速度センサーの実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
この検出部200は、外部端子227、228、内部端子224、225、外部接続端子214e、214f、接続端子210b、210c等を経由して加速度検出素子213の励振電極に印加される駆動信号によって、加速度検出素子213の振動梁213a、213bが所定の周波数で発振(共振)する。そして、検出部200は、加わる加速度に応じて変化する加速度検出素子213の共振周波数を被測定信号(検出信号)として出力する。
また、検出部200の数は、本実施形態では1つであるが、これに限らず、例えば、2つ、または3つでもよい。検出部200を3つ設け、各検出部200の検出軸を互いに直交(交差)させることにより、互いに直交する3つの検出軸のそれぞれの軸方向の加速度を検出することが可能である。
以上のような加速度センサー100によっても、その加速度センサー100が備える周波数比測定装置1は、前述した実施形態と同様の効果を発揮することができる。これにより、加速度センサー100は、加速度を精度良く検出することができる。
図9は、実験における被測定信号の周波数(真値)を示すグラフである。図10〜図15は、それぞれ、実験結果を示すグラフである。
周波数比測定装置を用いて被測定信号と基準信号の周波数比の測定を行った。
被測定信号としては、周波数が、180283.2Hzから180283.8Hzまで変化する信号を使用した。この被測定信号の周波数を「真値」と呼ぶ。また、被測定信号は、図9に示す通りである。
また、測定で得られた周波数比から被測定信号の周波数を求め、グラフにした。
また、得られた被測定信号の周波数について、真値からの差の分散を求めた。この分散は、小さいほど好ましい。
各実施例、各比較例は、下記の通りである。
FDSMの数が3つである第1実施形態の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、3つのデータの平均値を求めて出力する。
基準信号としては、周波数が30MHzの信号を126分周してなる信号と、127分周してなる信号と、128分周してなる信号と(3つの基準信号)を使用した。
結果は、図10に示す通りである。
FDSMの数が3つである第1実施形態の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、3つのデータから中央値を選択して出力する。
基準信号としては、周波数が30MHzの信号を126分周してなる信号と、127分周してなる信号と、128分周してなる信号と(3つの基準信号)を使用した。
結果は、図11に示す通りである。
FDSMの数が1つである周波数比測定装置を用いた。
基準信号としては、周波数が30MHzの信号を127分周してなる信号(1つの基準信号)を使用した。
結果は、図12に示す通りである。
FDSMの数が5つである第4実施形態の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、5つのデータのうちから1つを除いてなる4つのデータの組み合せのうちから、属するデータの分散が最小である組を選択し、その組に属する4つのデータの平均値を求めて出力する。
基準信号としては、周波数が30MHzの信号を125分周してなる信号と、126分周してなる信号と、127分周してなる信号と、128分周してなる信号と、129分周してなる信号と(5つの基準信号)を使用した。
結果は、図13に示す通りである。
FDSMの数が5つである第5実施形態の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、5つのデータのうちから1つを除いてなる4つのデータの組み合せのうちから、属するデータの分散が最小である組を選択する。そして、統計処理部は、その組に属する4つのデータの分散と閾値とを比較し、分散が閾値(10−5)よりも小さい場合は、その組に属する4つのデータの平均値を求めて出力し、分散が閾値(10−5)以上の場合は、元の5つのデータから中央値を選択して出力する。
基準信号としては、周波数が30MHzの信号を125分周してなる信号と、126分周してなる信号と、127分周してなる信号と、128分周してなる信号と、129分周してなる信号と(5つの基準信号)を使用した。
結果は、図14に示す通りである。
FDSMの数が5つである第5実施形態と同様の周波数比測定装置を用いた。この周波数比測定装置の統計処理部は、実施例4と同様の処理を行う。
但し、基準信号としては、周波数が30MHzの信号を128分周してなる信号であって、互いに位相がずれた5つの信号(基準信号)を使用した。
結果は、図15に示す通りである。
実施例1の真値からの差の分散:0.641×10−4
実施例2の真値からの差の分散:0.257×10−4
比較例1の真値からの差の分散:0.852×10−4
実施例3の真値からの差の分散:0.199×10−4
実施例4の真値からの差の分散:0.178×10−4
比較例2の真値からの差の分散:1.364×10−4
以上の実験結果から、実施例1〜4では、真値からの差の分散が小さく、特に、実施例2、3、4では、真値からの差の分散が非常に小さく、測定精度が良いことが判る。これは、アイドルトーンの影響が抑制されているためである。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、本発明の物理量センサーは、例えば、傾斜計、地震計、ナビゲーション装置、姿勢制御装置、ゲームコントローラー、携帯電話、スマートフォン、デジタルスチルカメラ等の各種の電子機器や、自動車等の各種の移動体等に適用することが可能である。すなわち、本発明では、本発明の物理量センサーを備えた電子機器、本発明の物理量センサーを備えた移動体等を提供することが可能である。
Claims (12)
- 被測定信号と、複数の基準信号とに基づいて、前記被測定信号と前記基準信号との周波数比を測定する周波数比測定装置であって、
前記基準信号と、前記被測定信号とが入力され、入力された前記基準信号と前記被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部と、
前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータを用いて統計処理を行う統計処理部と、を備え、
前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有していることを特徴とする周波数比測定装置。 - 前記統計処理部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、中央値を選択して出力する請求項1に記載の周波数比測定装置。
- 前記統計処理部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから少なくとも1つを除いてなる前記データの組み合せのうちから、属する前記データの分散が最小である組を選択し、前記組に属する前記データに基づいて求めた値を出力する請求項1に記載の周波数比測定装置。
- 前記統計処理部は、前記組に属する前記データの平均値を求めて出力する請求項3に記載の周波数比測定装置。
- 前記統計処理部は、前記組に属する前記データの分散と閾値とを比較し、前記分散が前記閾値よりも小さい場合は、前記組に属する前記データの平均値を求めて出力し、前記分散が前記閾値以上の場合は、前記複数のデータのうちから、中央値を選択して出力する請求項3に記載の周波数比測定装置。
- 前記統計処理部は、前記組に属する前記データの分散と閾値とを比較し、前記分散が前記閾値よりも小さい場合は、前記組に属する前記データの平均値を求めて出力し、前記分散が前記閾値以上の場合は、前記組に属する前記データのうちから、中央値を選択して出力する請求項3に記載の周波数比測定装置。
- 被測定信号と、複数の基準信号とに基づいて、前記被測定信号と前記基準信号との周波数比を測定する周波数比測定装置であって、
前記基準信号と、前記被測定信号とが入力され、入力された前記基準信号と前記被測定信号との一方を用いて他方を周波数デルタシグマ変調し、周波数デルタシグマ変調信号を生成する複数の周波数デルタシグマ変調部と、
前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、いずれか1つを選択する選択部と、を備え、
前記複数の周波数デルタシグマ変調部に入力される前記基準信号は、それぞれ、互いに異なる周波数を有していることを特徴とする周波数比測定装置。 - 前記選択部は、前記複数の周波数デルタシグマ変調信号が表す複数のデータのうちから、中央値を選択して出力する請求項7に記載の周波数比測定装置。
- 前記周波数デルタシグマ変調部の出力側にローパスフィルターを有する請求項1ないし8のいずれか1項に記載の周波数比測定装置。
- 前記周波数デルタシグマ変調部の出力側に、信号に対して重み付けを行う重み付け部を有する請求項1ないし9のいずれか1項に記載の周波数比測定装置。
- 共通の信号を分周して前記複数の基準信号を生成する分周部を有する請求項1ないし10のいずれか1項に記載の周波数比測定装置。
- 物理量を検出する検出部と、
前記検出部から出力された被測定信号が入力される請求項1ないし11のいずれか1項に記載の周波数比測定装置と、を備えることを特徴とする物理量センサー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017030991A JP6862901B2 (ja) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | 周波数比測定装置および物理量センサー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017030991A JP6862901B2 (ja) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | 周波数比測定装置および物理量センサー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018136208A true JP2018136208A (ja) | 2018-08-30 |
JP6862901B2 JP6862901B2 (ja) | 2021-04-21 |
Family
ID=63365860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017030991A Active JP6862901B2 (ja) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | 周波数比測定装置および物理量センサー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6862901B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH095367A (ja) * | 1995-06-16 | 1997-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 周波数測定器 |
WO1998000722A1 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-08 | Curtin University Of Technology | Precise digital frequency detection |
JP2011080948A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Seiko Epson Corp | 周波数測定装置、周波数測定方法及び周波数測定装置を備える電子機器 |
JP2011080910A (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Seiko Epson Corp | 信号生成回路、同信号生成回路を含む周波数測定装置、及び信号生成方法 |
JP2015220552A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | セイコーエプソン株式会社 | アイドルトーン分散装置及び周波数計測装置 |
-
2017
- 2017-02-22 JP JP2017030991A patent/JP6862901B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH095367A (ja) * | 1995-06-16 | 1997-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 周波数測定器 |
WO1998000722A1 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-08 | Curtin University Of Technology | Precise digital frequency detection |
JP2011080910A (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Seiko Epson Corp | 信号生成回路、同信号生成回路を含む周波数測定装置、及び信号生成方法 |
JP2011080948A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Seiko Epson Corp | 周波数測定装置、周波数測定方法及び周波数測定装置を備える電子機器 |
JP2015220552A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | セイコーエプソン株式会社 | アイドルトーン分散装置及び周波数計測装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6862901B2 (ja) | 2021-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10491201B2 (en) | Delay circuit, count value generation circuit, and physical quantity sensor | |
JPWO2006038468A1 (ja) | 位相差測定回路 | |
JP5522050B2 (ja) | クロック分周回路、クロック分配回路、クロック分周方法及びクロック分配方法 | |
US7479908B2 (en) | Semiconductor device including A/D converter | |
JP2018141659A (ja) | 周波数比測定装置および物理量センサー | |
JP2011191178A (ja) | 時間幅測定装置 | |
US7953782B2 (en) | Digital forced oscillation by direct digital synthesis | |
JP6862901B2 (ja) | 周波数比測定装置および物理量センサー | |
US7760119B2 (en) | Waveform generator and test apparatus | |
JP2018201142A (ja) | アイドルトーン分散装置および周波数比計測装置 | |
JP2014052282A (ja) | 周波数測定回路 | |
US9793914B2 (en) | Analog-to-digital converter, electronic device, and method of controlling analog-to-digital converter | |
JP6812780B2 (ja) | レシプロカルカウント値生成回路および物理量センサー | |
CN107078723B (zh) | 信号处理系统和信号处理的方法 | |
JP6972604B2 (ja) | カウンター回路、測定装置および物理量センサー | |
CN106461724B (zh) | 用于测试时间减少的方法和设备 | |
JP7040572B2 (ja) | 遅延回路、カウント値生成回路および物理量センサー | |
JP6787105B2 (ja) | デジタルフィルター、レシプロカルカウント値生成回路および物理量センサー | |
JP2008187272A (ja) | 波形生成回路 | |
JP6809201B2 (ja) | サンプリングレート変換回路、レシプロカルカウント値生成回路および物理量センサー | |
KR20030031860A (ko) | 디지털 필터 및 디지털 신호 필터링 방법 | |
JP6957901B2 (ja) | 周波数比測定装置および物理量センサー | |
JP6733237B2 (ja) | 周波数デルタシグマ変調信号出力装置 | |
JP5608023B2 (ja) | 半導体集積回路及びノイズ耐性検査方法 | |
CN107544020B (zh) | 用于∑-△调制器的内建自测试电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191211 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201014 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201020 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201217 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210302 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210315 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6862901 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |