JP3186476B2 - 波形歪検出装置 - Google Patents

波形歪検出装置

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16Spectrum analysis; Fourier analysis
    • G01R23/20Measurement of non-linear distortion

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、サウンドプロセッサ
用LSIのテスト装置等に用いて有用な波形歪検出装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、A/Dコンバータ、DSP、
D/Aコンバータ等が集積されたサウンドプロセッサ用
LSIが知られている。この種のLSIのテストには、
例えば1kHzの正弦波信号を入力して、期待波形出力
が得られるか否かを検査する歪率測定が行われる。歪率
測定には、代表的にはノッチフィルタが用いられる。ノ
ッチフィルタにより1kHzの正弦波信号成分を取り除
くことにより、歪成分を検出することができる。他の歪
率測定法として、オシロスコープにより目視で歪率を測
定する方法もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ノッチフィルタで正確
な歪率測定を行うためには、ツインT型ノッチフィルタ
が必要である。しかし、ツインT型ノッチフィルタを用
いたとしても、例えばD/Aコンバータのビット抜け等
に起因する単発的な、即ちパルス的な異常波形歪を検出
することはできない。オシロスコープを用いた場合も同
様に、そのような歪を検出することは困難である。
【0004】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、歪率測定に有効で且つ、パルス的波形歪をも正
確に検出することができる波形歪検出装置を提供するこ
とを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る波形歪検
出装置は、正弦波状信号の基本周波数成分を180°移
相する移相手段と、この移相手段の出力信号と前記正弦
波状信号を加算する加算手段と、この加算手段の加算結
果に基づいて前記正弦波状信号の波形歪を検出する歪検
出手段とを有し、前記移相手段は、移相量が周波数に応
じて0°から180°の範囲で変化し且つ、90°移相
となる中心周波数が前記正弦波状信号の基本周波数に設
定された、同じ移相特性を示す2段の移相回路を縦続接
続して構成されていることを特徴としている。
【0006】この発明に係る波形歪検出装置は、正弦波
状信号の基本周波数成分を180°移相する移相手段
と、この移相手段の出力信号と前記正弦波状信号を加算
する加算手段と、この加算手段の出力信号を所定の基準
電圧と比較して異常波形歪を検出する比較手段と、この
比較手段の出力信号に基づいて歪検出結果を出力する出
力手段とを有し、前記移相手段は、移相量が周波数に応
じて0°から180°の範囲で変化し且つ、90°移相
となる中心周波数が前記正弦波状信号の基本周波数に設
定された、同じ移相特性を示す2段の移相回路を縦続接
続して構成されていることを特徴としている。
【0007】
【作用】この発明によると、正弦波状信号の基本周波数
成分のみを180°移相して、これを原信号と加算する
ことにより、原信号の基本周波数成分は相殺されてそれ
より高周波の成分を取り出すことができ、パルス的な波
形歪を正確に検出することができる。特に、180°移
相を2段の90°移相回路により構成すると、加算手段
出力には高周波の歪成分と共に、低周波の歪成分も含ま
れることになり、低周波歪を含む歪率測定が可能にな
る。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図1は、この発明の一実施例に係る波形歪検
出回路であり、図2はその回路が適用されるシステム例
である。図2に示すようにサウンドプロセッサ用LSI
22は、入力アナログ信号をディジタル信号に変換する
A/Dコンバータ、得られたディジタル信号を処理する
DSP、その処理された信号を再度アナログ信号に変換
して出力するD/Aコンバータを含む。このLSI22
に、正弦波発振器21から例えば1kHzの正弦波信号
を供給し、出力正弦波信号をテスト装置23に取り込ん
で歪検出等のテストを行う。図1は、このテスト装置2
3に含まれる波形歪検出回路を示している。
【0009】波形歪検出回路の入力段には、入力される
正弦波状信号(即ちLSI22の出力信号)の基本周波
数を1kHzとしたとき、1kHz成分を90°移相す
る4個の移相器11a,11b,11cおよび11dが
直列に配置される。これらの移相器11a〜11dは例
えば、図3に示すように演算増幅器OPと抵抗R1〜R
3、コンデンサCを組み合わせて構成される。
【0010】図3において、 2kΩ≦R1=R2≦1MΩ、 f0=1/2πCR3=1kHz 2kΩ≦R3≦1MΩ、 を満たすように、各抵抗及びコンデンサの値が設定され
る。これにより、図4に示すように、f0=1kHz成
分を90°移相し、周波数0で移相が180°、周波数
∞で移相が0°となる移相特性が得られる。
【0011】初段の移相器11aの出力信号Aと、3段
目の移相器11cの出力信号Bとは、1kHz成分が1
80°ずれたものとなる。これらの出力信号A,Bを加
算する加算器12aが設けられている。同様に、1kH
z成分について互いに180°位相がずれた2段目の移
相器11bの出力信号と、4段目の移相器11dの出力
信号を加算する加算器12bが設けられている。この加
算器12bは、基本的に先の加算器12aと同じ出力を
出すものであり、波形歪検出の精度を高いものとするた
めに補助的に設けられている。
【0012】加算器12aでは、二つの移相器出力信号
A,Bのなかの1kHz成分が互いに相殺されるから、
その出力信号Cはもとの正弦波信号の歪成分のみとな
る。加算器12bの出力も同様である。なお、パルス的
な高周波成分については、例えばf0=1kHzに設定
した180°移相器を1段通して、もとの信号と加算す
ることによっても検出することができる。しかしこうす
ると、1kHzより低周波成分の歪も互いに位相反転し
て加算されて打ち消されしまい、検出できなくなる。こ
の実施例において、90°移相器を2段通して、もとの
信号と加算しているのは、パルス的な高周波成分だけで
なく、低周波の歪成分をも検出するためである。
【0013】加算器12aの出力信号Cは、比較回路1
3a,13bに供給され、それぞれ基準電圧発生回路1
7からの基準電圧と比較される。一方の比較回路13a
は、出力信号Cに含まれる正のパルス的信号が例えば基
準電圧+3Vより高い場合にこれを検出してパルス出力
を出す。もう一方の比較回路13bは、負のパルス的信
号が例えば基準電圧−3Vより低い場合にこれを検出し
てパルス出力を出す。加算器12bの出力信号も同様
に、二つの比較回路13c,13dに供給されて、同様
の比較検出がなされる。前述のように比較回路13cの
出力は、比較回路13aの出力と同じであり、比較回路
13bの出力は、比較回路13dの出力と同じである。
【0014】比較回路13a〜13dの出力は、ORゲ
ート14により論理和がとられる。ORゲート14の出
力信号Dは、不良判定を行うためのデータラッチ15a
〜15dにクロックとして供給される。初段データラッ
チ15aのデータ入力端子には電源VDDが与えられ、そ
の出力は2段目データラッチ15bのデータ端子に供給
され、以下順次出力が次段のデータラッチのデータ端子
に供給される。各データラッチ15a〜15dの出力端
子には、目視確認用の発光ダイオード16a〜16dが
接続されている。この実施例では初段のデータラッチ1
5aの出力端子が、不良判定端子として導出されてい
る。
【0015】図5は、この実施例の歪検出回路の各部信
号波形を示している。初段の移相器11aの出力信号A
に図示のように高周波の歪成分N1,N2が含まれる
と、これらの成分は移相されないから、3段目の移相器
11cの出力信号Bにも同様の歪成分N1,N2が含ま
れる。これらの出力信号A,Bの1kHz成分は互いに
180°位相がずれるから、その加算出力信号Cは、1
kHz成分が打ち消されて、高周波の歪成分N1,N2
と、低周波の歪成分N0のみとなる。
【0016】そして、高周波の歪成分N1が比較回路1
3bにより検出され、N2が比較回路13aにより検出
されて、図5に示すように、ORゲート14にパルス出
力信号Dが得られる。出力信号Dが一つ出ると、データ
ラッチ15aの出力が“1”になり、これが不良判定出
力となる。またこのとき、発光ダイオード16aが点灯
する。出力信号Dが続いて得られると、2段目以降のデ
ータラッチ16b,16c,16dが順次“1”出力を
出す。従って発光ダイオード16a〜16dの発光状態
を監視して、発光数が多ければそれだけ不良度合いが大
きいことが分かる。
【0017】以上のようにこの実施例によると、図2に
示したようなLSIテスト装置に適用して、D/Aコン
バータのビット抜け等に起因するパルス的な歪を検出す
ることができ、不良LSIのスクリーニングを確実に行
うことができる。また、図5に示す低周波歪成分N0を
含む加算器出力信号Cに基づいて、歪率測定を行うこと
ができる。なお、比較回路13a〜13dに与える基準
電圧は任意に設定することができる。この基準電圧の設
定によって、テストの判定基準を変えることができる。
【0018】図6は別の実施例であり、原正弦波信号を
そのまま加算器12aの一方の入力とし、2段の90°
移相器11a,11bを通して加算器12aのもう一つ
の入力とする。これによっても先の実施例と同様に、正
弦波信号に含まれる高周波歪成分と低周波歪成分を取り
出すことができる。
【0019】90°移相器は、図7のような構成として
も良い。図3とは、抵抗R3とコンデンサCの配置が逆
である。各抵抗及びコンデンサの値を先の実施例で説明
したと同様の条件に設定することにより、図8のような
移相特性が得られる。従ってこの移相器を2段縦続して
その出力と原信号を加算することにより、先の実施例と
同様に、高周波成分歪と低周波成分歪を抽出することが
できる。
【0020】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、正
弦波状信号の基本周波数成分のみを180°移相して、
これを原信号と加算することにより、原信号の基本周波
数成分は相殺されてそれより高周波の成分を取り出すこ
とができ、パルス的な歪を正確に検出することを可能と
した波形歪検出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係る波形歪検出回路を
示す。
【図2】 同実施例の適用例を示す。
【図3】 同実施例の移相器構成を示す。
【図4】 同移相器の特性を示す。
【図5】 同実施例の波形歪検出回路の各部信号波形を
示す。
【図6】 他の実施例の要部構成を示す。
【図7】 他の実施例の移相器構成を示す。
【図8】 同移相器の特性を示す。
【符号の説明】
11a〜11d…90°移相器、12a,12b…加算
器、13a〜13d…比較回路、14…ORゲート、1
5a〜15d…データラッチ、16a〜16d…発光ダ
イオード、17…基準電圧発生回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 23/20 G01R 31/316 H03M 1/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正弦波状信号の基本周波数成分を180
    °移相する移相手段と、 この移相手段の出力信号と前記正弦波状信号を加算する
    加算手段と、 この加算手段の加算結果に基づいて前記正弦波状信号の
    波形歪を検出する歪検出手段とを有し、 前記移相手段は、移相量が周波数に応じて0°から18
    0°の範囲で変化し且つ、90°移相となる中心周波数
    が前記正弦波状信号の基本周波数に設定された、同じ移
    相特性を示す2段の移相回路を縦続接続して構成されて
    いることを特徴とする波形歪検出装置。
  2. 【請求項2】 正弦波状信号の基本周波数成分を180
    °移相する移相手段と、 この移相手段の出力信号と前記正弦波状信号を加算する
    加算手段と、 この加算手段の出力信号を所定の基準電圧と比較して異
    常波形歪を検出する比較手段と、 この比較手段の出力信号に基づいて歪検出結果を出力す
    る出力手段とを有し、 前記移相手段は、移相量が周波数に応じて0°から18
    0°の範囲で変化し且つ、90°移相となる中心周波数
    が前記正弦波状信号の基本周波数に設定された、同じ移
    相特性を示す2段の移相回路を縦続接続して構成されて
    いることを特徴とする波形歪検出装置。
  3. 【請求項3】 正弦波状信号の基本周波数成分を90°
    移相する移相器を4段縦続接続して構成され、各移相器
    は、移相量が周波数に応じて0°から180°の範囲で
    変化し且つ、90°移相となる中心周波数が前記正弦波
    状信号の基本周波数に設定された同じ移相特性を示すも
    のとして構成された移相手段と、 この移相手段の初段と3段目の移相器の出力信号を加算
    する第1の加算器、及び2段目と4段目の移相器の出力
    信号を加算する第2の加算器を有する加算手段と、 前記正弦波状信号の波形歪として前記第1及び第2の加
    算器の出力信号に含まれる正のパルス的信号を検出する
    第1及び第2の比較回路、及び前記正弦波状信号の波形
    歪として前記第3及び第4の加算器の出力信号に含まれ
    る負のパルス的信号を検出する第3及び第4の比較回路
    を有する比較手段と、 この比較手段の出力信号に基づいて歪検出結果を出力す
    る出力手段とを有することを特徴とする歪検出装置。
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