JP6812780B2 - Reciprocal count value generation circuit and physical quantity sensor - Google Patents
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Description
本発明は、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に関するものである。 The present invention relates to a reciprocal count value generation circuit and a physical quantity sensor.
基準信号(基準クロック)の周波数と被測定信号の周波数との比に対応する信号を生成する周波数カウンターが知られている(例えば、特許文献1参照)。なお、特許文献1に記載の装置は、電気的に並列に接続された複数の周波数デルタシグマ変調部(以下、「FDSM(Frequency Delta Sigma Modulator)」と言う)を備えている。
A frequency counter that generates a signal corresponding to the ratio of the frequency of the reference signal (reference clock) to the frequency of the signal to be measured is known (see, for example, Patent Document 1). The apparatus described in
周波数カウンターにおいて、直接カウント方式とレシプロカルカウント方式とのそれぞれを実現しようとする場合、直接カウント方式では、基準信号と被測定信号のうち、基準信号を動作クロックとして用いる。また、レシプロカルカウント方式では、前記とは逆に、被測定信号を動作クロックとして用いる。また、基準信号の周波数と被測定信号の周波数とを比較し、基準信号の周波数の方が低い場合は、直接カウント方式を採用し、被測定信号の周波数の方が低い場合は、レシプロカルカウント方式を採用することで、分解能をより高くして計測を行うことができると考えられている。したがって、被測定信号と基準信号のうち、周波数が低い方の信号を動作クロックとして用いる方式を採用するのが一般的である。 When each of the direct counting method and the reciprocal counting method is to be realized in the frequency counter, in the direct counting method, the reference signal among the reference signal and the measured signal is used as the operation clock. Further, in the reciprocal counting method, contrary to the above, the signal to be measured is used as the operation clock. In addition, the frequency of the reference signal is compared with the frequency of the signal to be measured, and if the frequency of the reference signal is lower, the direct counting method is adopted, and if the frequency of the signal to be measured is lower, the reciprocal counting method is adopted. It is considered that the measurement can be performed with higher resolution by adopting. Therefore, it is common to adopt a method in which the signal to be measured and the reference signal, whichever has the lower frequency, is used as the operating clock.
ここで、被測定信号の周波数が基準信号の周波数よりも低いと仮定し、レシプロカルカウント方式を採用し、また、周波数カウンターのカウンターとして、電気的に並列に接続された複数のFDSMを採用することを検討する。 Here, assuming that the frequency of the signal to be measured is lower than the frequency of the reference signal, the reciprocal counting method is adopted, and a plurality of FDSMs electrically connected in parallel are adopted as the counters of the frequency counters. To consider.
まず、被測定信号と基準信号の位相関係がそれぞれ異なり、電気的に並列に接続された複数のFDSMにおいて、前記異なる位相関係を実現するための方法には、種々の方法がある。消費電力の観点からは、複数のFDSMに入力する複数の被測定信号を遅延素子により順次遅延させる構成を採用すると、基準信号を遅延させる構成を採用した場合に比べ、遅延素子により信号を遅延させる回数が少なくなり、好ましい。 First, the phase relationships of the signal to be measured and the reference signal are different from each other, and there are various methods for realizing the different phase relationships in a plurality of FDSMs electrically connected in parallel. From the viewpoint of power consumption, when a configuration in which a plurality of measured signals input to a plurality of FDSMs are sequentially delayed by a delay element is adopted, the signal is delayed by the delay element as compared with the case where a configuration in which the reference signal is delayed is adopted. It is preferable because the number of times is reduced.
しかしながら、レシプロカルカウント方式では、被測定信号を動作クロックとして用いているので、被測定信号を遅延させる構成を採用すると、クロックスキューが大きくなるという問題がある。 However, in the reciprocal counting method, since the signal to be measured is used as an operation clock, there is a problem that the clock skew becomes large when the configuration for delaying the signal to be measured is adopted.
本発明の目的は、精度が良く、消費電力を低減できる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を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a reciprocal count value generation circuit and a physical quantity sensor that can reduce power consumption with high accuracy.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following forms or application examples.
本発明のレシプロカルカウント値生成回路は、被測定信号で規定されるタイミングで基準クロックをカウントするレシプロカルカウント値生成回路であって、
電気的に並列に接続され、位相の異なる複数の前記被測定信号がそれぞれ入力され、前記基準クロックを用いて、前記複数の被測定信号のレベルの反転を表す反転エッジを検出する複数の第1のカウンターと、
前記基準クロックをカウントする第2のカウンターと、
前記基準クロックで規定されるタイミングにおける前記被測定信号の反転エッジの検出数と、前記タイミングにおける前記第2のカウンターのカウント値との積を、前記被測定信号で規定される区間において積算し、レシプロカルカウント値を生成するレシプロカルカウント値生成部と、を備えることを特徴とする。
The reciprocal count value generation circuit of the present invention is a reciprocal count value generation circuit that counts a reference clock at a timing specified by a signal to be measured.
A plurality of firsts, which are electrically connected in parallel and each of a plurality of measured signals having different phases are input, and the reference clock is used to detect an inverted edge representing an inversion of the level of the plurality of measured signals. Counter and
A second counter that counts the reference clock and
The product of the number of detected reciprocals of the measured signal at the timing specified by the reference clock and the count value of the second counter at the timing is integrated in the section specified by the measured signal. It is characterized by including a reciprocal count value generation unit that generates a reciprocal count value.
この発明では、複数の被測定信号の位相を異ならせるので、複数の基準クロックの位相を異ならせる場合に比べて、消費電力を低減することができる。 In the present invention, since the phases of the plurality of measured signals are different from each other, the power consumption can be reduced as compared with the case where the phases of the plurality of reference clocks are different from each other.
また、各第1のカウンターに互いに位相の異なる被測定信号を入力することにより、アイドルトーンに起因する量子化雑音を抑制することができ、これによって、精度を向上させることができる。 Further, by inputting the signals to be measured having different phases to each of the first counters, the quantization noise caused by the idle tone can be suppressed, and thus the accuracy can be improved.
また、不感期間無く漏れずにカウントすることができ、1次のノイズシェーピング効果が得られ、ノイズを高周波側に効果的にシフトすることができる。これによって、例えば、出力側にローパスフィルターを設けることにより、ノイズ成分を低減することができ、精度を向上させることができる。また、例えば、出力側に移動平均フィルターを設ける場合、その移動平均フィルターの構成や移動平均フィルター処理を簡素化することができる。 In addition, it can be counted without omission without a dead period, a primary noise shaping effect can be obtained, and noise can be effectively shifted to the high frequency side. As a result, for example, by providing a low-pass filter on the output side, the noise component can be reduced and the accuracy can be improved. Further, for example, when a moving average filter is provided on the output side, the configuration of the moving average filter and the moving average filter processing can be simplified.
本発明のレシプロカルカウント値生成回路では、前記第1のカウンターは、前記基準クロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを用いて、前記反転エッジの検出を行い、
前記第2のカウンターは、前記基準クロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを用いて、前記基準クロックのカウントを行うことが好ましい。
In the reciprocal count value generation circuit of the present invention, the first counter detects the inverting edge by using the rising edge and the falling edge of the reference clock.
It is preferable that the second counter counts the reference clock by using the rising edge and the falling edge of the reference clock.
これにより実効的に2倍の周波数をカウントすることになり、SN比を向上させることができる。 As a result, the frequency is effectively doubled, and the SN ratio can be improved.
本発明のレシプロカルカウント値生成回路では、前記基準クロックの立ち上がりおよび立ち下がりを検出し、前記基準クロックの立ち上がりおよび立ち下がりに同期するパルス信号を生成する検出回路を備え、
前記第1のカウンターは、前記パルス信号を用いて、前記反転エッジの検出を行い、
前記第2のカウンターは、前記パルス信号を用いて、前記基準クロックのカウントを行うことが好ましい。
The reciprocal count value generation circuit of the present invention includes a detection circuit that detects the rise and fall of the reference clock and generates a pulse signal synchronized with the rise and fall of the reference clock.
The first counter detects the inverted edge by using the pulse signal.
The second counter preferably uses the pulse signal to count the reference clock.
これにより、簡易な構成で実効的に2倍の周波数をカウントすることになり、SN比を向上させることができる。 As a result, the frequency is effectively doubled with a simple configuration, and the SN ratio can be improved.
本発明のレシプロカルカウント値生成回路では、前記基準クロックの立ち上がりおよび立ち下がりを検出し、前記基準クロックの立ち上がりおよび立ち下がりに同期するパルス信号を生成する検出回路を備え、
前記第2のカウンターは、前記基準クロックの立ち上がりをカウントする第1のカウント部と、前記基準クロックの立ち下がりをカウントする第2のカウント部とを備え、
前記第1のカウンターは、前記パルス信号を用いて、前記反転エッジの検出を行い、
前記第2のカウンターは、前記基準クロックのカウントにおいて、前記第1のカウント部により前記基準クロックの立ち上がりをカウントし、前記第2のカウント部により前記基準クロックの立ち下がりをカウントする請求項1に記載のレシプロカルカウント値生成回路。
The reciprocal count value generation circuit of the present invention includes a detection circuit that detects the rise and fall of the reference clock and generates a pulse signal synchronized with the rise and fall of the reference clock.
The second counter includes a first counting unit that counts the rising edge of the reference clock and a second counting section that counts the falling edge of the reference clock.
The first counter detects the inverted edge by using the pulse signal.
According to
これにより、簡易な構成で実効的に2倍の周波数をカウントすることになり、SN比を向上させることができる。 As a result, the frequency is effectively doubled with a simple configuration, and the SN ratio can be improved.
本発明のレシプロカルカウント値生成回路では、前記被測定信号の反転エッジの検出数は、前記複数の被測定信号における信号の立ち上がり数または立ち下がり数であることが好ましい。
これにより、回路構成を簡素化することができる。
In the reciprocal count value generation circuit of the present invention, the number of detected inverted edges of the signal to be measured is preferably the number of rising or falling edges of the signal to be measured.
As a result, the circuit configuration can be simplified.
本発明のレシプロカルカウント値生成回路では、前記被測定信号の反転エッジの検出数は、前記複数の被測定信号における信号の立ち上がり数と立ち下がり数の合計値であることが好ましい。 In the reciprocal count value generation circuit of the present invention, the number of detected inverted edges of the signal to be measured is preferably the total value of the number of rising and falling edges of the signal to be measured.
これにより、被測定信号の実効入力周波数が2倍になるので、オーバーサンプリング効果によりSN比を向上させることができる。 As a result, the effective input frequency of the signal to be measured is doubled, so that the SN ratio can be improved by the oversampling effect.
本発明の物理量センサーは、振動に関する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本発明のレシプロカルカウント値生成回路と、を備えることを特徴とする。
The physical quantity sensor of the present invention includes a detection unit that detects a physical quantity related to vibration and
It is characterized by including a reciprocal count value generation circuit of the present invention in which a signal to be measured output from the detection unit is input.
この発明では、複数の被測定信号の位相を異ならせるので、複数の基準クロックの位相を異ならせる場合に比べて、消費電力を低減することができる。 In the present invention, since the phases of the plurality of measured signals are different from each other, the power consumption can be reduced as compared with the case where the phases of the plurality of reference clocks are different from each other.
また、各第1のカウンターに互いに位相の異なる被測定信号を入力することにより、アイドルトーンに起因する量子化雑音を抑制することができ、これによって、精度を向上させることができる。 Further, by inputting the signals to be measured having different phases to each of the first counters, the quantization noise caused by the idle tone can be suppressed, and thus the accuracy can be improved.
また、不感期間無く漏れずにカウントすることができ、1次のノイズシェーピング効果が得られ、ノイズを高周波側に効果的にシフトすることができる。これによって、例えば、出力側にローパスフィルターを設けることにより、ノイズ成分を低減することができ、精度を向上させることができる。また、例えば、出力側に移動平均フィルターを設ける場合、その移動平均フィルターの構成や移動平均フィルター処理を簡素化することができる。 In addition, it can be counted without omission without a dead period, a primary noise shaping effect can be obtained, and noise can be effectively shifted to the high frequency side. As a result, for example, by providing a low-pass filter on the output side, the noise component can be reduced and the accuracy can be improved. Further, for example, when a moving average filter is provided on the output side, the configuration of the moving average filter and the moving average filter processing can be simplified.
本発明の物理量センサーでは、前記物理量は振動に関する物理量であることが好ましい。
これにより、振動に関する物理量を精度良く検出することができる。
In the physical quantity sensor of the present invention, the physical quantity is preferably a physical quantity related to vibration.
As a result, the physical quantity related to vibration can be detected with high accuracy.
以下、本発明の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を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the reciprocal count value generation circuit and the physical quantity sensor of the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明のレシプロカルカウント値生成回路の第1実施形態を示すブロック図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the reciprocal count value generation circuit of the present invention.
なお、図面には、被測定信号を「Fx」、基準クロック(基準信号)を「Fs」と記載する(他の実施形態の図面も同様)。 In the drawings, the signal to be measured is described as "Fx" and the reference clock (reference signal) is described as "Fs" (the same applies to the drawings of other embodiments).
また、以下の説明では、被測定信号の位相を異ならせた信号も「被測定信号」と言う。
また、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。
Further, in the following description, signals having different phases of the measured signals are also referred to as “measured signals”.
Further, the case where the signal level is "Low" is also referred to as "0", and the case where the signal level is "High" is also referred to as "1".
また、信号の反転には、信号の立ち上がり、すなわち、信号が「0」から「1」になる場合のみを表す場合と、信号の立ち下がり、すなわち、信号が「1」から「0」になる場合のみを表す場合と、信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方、すなわち、信号が「0」から「1」になる場合および信号が「1」から「0」になる場合の両方を表す場合とが含まれる。 Further, the signal inversion represents only the rising edge of the signal, that is, the case where the signal changes from "0" to "1", and the falling edge of the signal, that is, the signal changes from "1" to "0". There are cases where only the case is represented and cases where the signal rises and falls, that is, both when the signal changes from "0" to "1" and when the signal changes from "1" to "0". included.
また、信号の反転エッジは、信号のレベルの反転を表す部分であり、前記の通り、信号の反転エッジには、信号の立ち上がりエッジのみを表す場合と、信号の立ち下がりエッジのみを表す場合と、信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの両方(両エッジ)を表す場合とが含まれる。 Further, the inverting edge of the signal is a portion representing the inverting of the signal level, and as described above, the inverting edge of the signal may represent only the rising edge of the signal or only the falling edge of the signal. , The case where it represents both the rising edge and the falling edge (both edges) of the signal is included.
但し、以下の説明では、基準クロック(基準信号)および被測定信号のそれぞれについて、前記のうちの1つを例に挙げて説明を行う。本実施形態では、基準クロックについては、信号の反転は、信号の立ち上がりとし、被測定信号については、信号の反転は、信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方とする。 However, in the following description, each of the reference clock (reference signal) and the signal to be measured will be described by taking one of the above as an example. In the present embodiment, for the reference clock, the signal inversion is the rising edge of the signal, and for the signal under test, the signal inversion is both the rising edge and the falling edge of the signal.
図1に示すレシプロカルカウント値生成回路1(レシプロカルカウント値生成装置)は、周波数が既知である基準クロック(基準信号)Fsの周波数と被測定信号Fxの周波数との比に対応する値(または前記値を生成するために用いられる値)であるレシプロカルカウント値(レシプロカルカウント値を示す信号)を生成する回路(装置)である。レシプロカルカウント値生成回路1では、レシプロカルカウント方式を採用しており、被測定信号を動作クロックとして用い、その被測定信号の周波数は、基準クロックの周波数よりも低い。
The reciprocal count value generation circuit 1 (reciprocal count value generator) shown in FIG. 1 has a value (or the above) corresponding to the ratio of the frequency of the reference clock (reference signal) Fs whose frequency is known to the frequency of the signal to be measured Fx. It is a circuit (device) that generates a reciprocal count value (a signal indicating a reciprocal count value) which is a value (value used for generating a value). The reciprocal count
まず、レシプロカルカウント値生成回路1の概要について、特許請求の範囲に対応させて簡単に説明し、その後で詳細に説明する。
First, the outline of the reciprocal count
レシプロカルカウント値生成回路1は、被測定信号(Fx)で規定されるタイミングで基準クロック(Fs)をカウントする回路(レシプロカルカウント値生成回路)である。このレシプロカルカウント値生成回路1は、電気的に並列に接続され、位相の異なる複数の被測定信号(Fx)がそれぞれ入力され、基準クロック(Fs)を用いて、複数の被測定信号(Fx)のレベルの反転を表す反転エッジを検出する複数の第1のカウンターの1例である複数のカウンター3と、基準クロック(Fs)をカウントする第2のカウンターの1例であるカウンター5と、基準クロック(Fs)で規定されるタイミングにおける被測定信号(Fx)の反転エッジの検出数と、前記タイミングにおけるカウンター5のカウント値との積を、被測定信号(Fx)で規定される区間において積算し、レシプロカルカウント値を生成するレシプロカルカウント値生成部10とを備えている。以下、「電気的に接続」を単に「接続」とも言う。
The reciprocal count
また、レシプロカルカウント値生成部10は、前記積を積算する場合のみならず、前記積を積算した場合と同様の結果を得ることが可能な構成も含まれる。
Further, the reciprocal count
このレシプロカルカウント値生成回路1によれば、複数の被測定信号の位相を異ならせるので、周波数の高い複数の基準クロックの位相を異ならせる場合に比べて、消費電力を低減することができる。また、各カウンター3に互いに位相の異なる被測定信号を入力することにより、アイドルトーンに起因する量子化雑音を抑制することができ、これによって、精度を向上させることができる。
According to the reciprocal count
また、不感期間無く漏れずにカウントすることができ、1次のノイズシェーピング効果が得られ、ノイズを高周波側に効果的にシフトすることができる。これによって、例えば、出力側にローパスフィルターを設けることにより、ノイズ成分を低減することができ、精度を向上させることができる。また、例えば、出力側に移動平均フィルターを設ける場合、その移動平均フィルターの構成や移動平均フィルター処理を簡素化することができる。 In addition, it can be counted without omission without a dead period, a primary noise shaping effect can be obtained, and noise can be effectively shifted to the high frequency side. As a result, for example, by providing a low-pass filter on the output side, the noise component can be reduced and the accuracy can be improved. Further, for example, when a moving average filter is provided on the output side, the configuration of the moving average filter and the moving average filter processing can be simplified.
また、各カウンターにおける被測定信号(Fx)の反転エッジの検出数は、複数の被測定信号(Fx)における信号の立ち上がり数と立ち下がり数の合計値である。これにより、被測定信号の実効入力周波数が2倍になるので、オーバーサンプリング効果によりSN比を向上させることができる。 Further, the number of detected inverted edges of the measured signal (Fx) at each counter is the total value of the number of rising and falling edges of the signal in the plurality of measured signals (Fx). As a result, the effective input frequency of the signal to be measured is doubled, so that the SN ratio can be improved by the oversampling effect.
また、各カウンターにおける被測定信号(Fx)の反転エッジの検出数は、前記合計値に限らず、複数の被測定信号(Fx)における信号の立ち上がり数または立ち下がり数であるのがよい。これにより、回路構成を簡素化することができる。以下、具体的に説明する。 Further, the number of detected inverted edges of the measured signal (Fx) at each counter is not limited to the total value, and may be the number of rising or falling edges of the signal in a plurality of measured signals (Fx). As a result, the circuit configuration can be simplified. Hereinafter, a specific description will be given.
レシプロカルカウント値生成回路1は、少なくとも1つの遅延素子2と、複数の第1のカウンターの1例である複数のカウンター3と、加算器4と、第2のカウンターの1例であるカウンター5と、乗算器6と、積分器7と、差分演算器8とを備えている。各カウンター3は、電気的に並列に接続されている。また、遅延素子2の数は、カウンター3の数よりも1つ少ない。本実施形態では、カウンター3の数をn(nは、2以上の整数)、遅延素子2の数をn−1とする。なお、nの上限は、特に限定されないが、例えば1000程度とすることができる。
The reciprocal count
また、各カウンター3と、加算器4と、乗算器6と、積分器7と、差分演算器8とは、入力側から出力側に向って、この順序で接続されている。
Further, each
カウンター3は、本実施形態では、周波数デルタシグマ変調部(以下、「FDSM(Frequency Delta Sigma Modulator)」と言う)で構成されている。
In the present embodiment, the
すなわち、カウンター3は、基準クロック(基準信号)Fsの立ち上がりエッジに同期して被測定信号Fxをラッチして第1データを出力するラッチ31(第1ラッチ)と、基準クロックの立ち上がりエッジに同期して前記第1データをラッチして第2データを出力するラッチ32(第2ラッチ)と、前記第1データと前記第2データの排他的論理和を演算して出力データを生成する排他的論理和回路33とを備えている。なお、ラッチ31、ラッチ32としては、それぞれ、例えば、Dラッチ等を用いることができ、ラッチ31およびラッチ32は、例えば、Dフリップフロップ回路等で構成される。
That is, the
遅延素子2は、被測定信号を遅延する機能を有しており、隣り合う2つのカウンター3の入力側において、その2つのカウンター3の間に接続されている。したがって、被測定信号は、所定のカウンター3のラッチ31の入力端子に入力され、また、被測定信号は、遅延素子2で遅延され、別のカウンター3のラッチ31の入力端子に入力され、以下、同様に、被測定信号は、遅延素子2でさらに遅延され、別のカウンター3のラッチ31の入力端子に入力される。また、遅延素子2としては、本実施形態では、インバーターが用いられている。
The delay element 2 has a function of delaying the signal to be measured, and is connected between the two
また、カウンター5の入力端子には、基準クロックが入力され、カウンター5の出力端子は、乗算器6の一方の入力端子に接続されている。また、カウンター5としては、例えば、フリーランカウンター等を用いることができる。また、加算器4の出力端子は、乗算器6の他方の入力端子に接続されている。
A reference clock is input to the input terminal of the
また、積分器7は、加算器71と、加算器71の出力側に電気的に接続されたラッチ72とを備えている。ラッチ72としては、例えば、Dラッチ等を用いることができる。
Further, the integrator 7 includes an
また、差分演算器8は、ラッチ81と、減算器82とを備えている。ラッチ81の出力端子は、減算器82のマイナス側の入力端子に接続されている。ラッチ81としては、例えば、Dラッチ等を用いることができる。
Further, the difference calculator 8 includes a
また、積分器7のラッチ72の出力端子は、差分演算器8の減算器82のプラス側の入力端子およびラッチ81の入力端子と、加算器71の一方の入力端子とに、それぞれ、接続されている。また、乗算器6の出力端子は、加算器71の他方の入力端子に接続されている。
Further, the output terminal of the
なお、加算器4、乗算器6、積分器7および差分演算器8により、レシプロカルカウント値生成部10の主要部が構成される。
The adder 4, the multiplier 6, the integrator 7, and the difference calculator 8 constitute the main part of the reciprocal count
また、被測定信号は、複数のカウンター3のうちの所定のカウンター3のラッチ31の入力端子と、複数の遅延素子2のうちの初段の遅延素子2の入力端子と、積分器7の加算器71のリセット端子と、差分演算器8のラッチ81のクロック入力端子および減算器82のクロック入力端子とに、それぞれ、入力されている。
Further, the signal to be measured is the input terminal of the
また、基準クロックは、各カウンター3のラッチ31のクロック入力端子およびラッチ32のクロック入力端子と、カウンター5の入力端子と、積分器7のラッチ72のクロック入力端子とに、それぞれ、入力されている。
Further, the reference clock is input to the clock input terminal of the
次に、レシプロカルカウント値生成回路1の動作について説明する。
なお、図面には、被測定信号を「Fx」、基準クロックを「Fs」と記載する。
Next, the operation of the reciprocal count
In the drawings, the signal to be measured is described as "Fx" and the reference clock is described as "Fs".
図1に示すように、被測定信号は、複数のカウンター3のうちの所定のカウンター3のラッチ31の入力端子と、複数の遅延素子2のうちの初段の遅延素子2の入力端子と、積分器7の加算器71のリセット端子と、差分演算器8のラッチ81のクロック入力端子および減算器82のクロック入力端子とに、それぞれ、入力される。
As shown in FIG. 1, the signal to be measured is integrated with the input terminal of the
また、基準クロックは、各カウンター3のラッチ31のクロック入力端子およびラッチ32のクロック入力端子と、カウンター5の入力端子と、積分器7のラッチ72のクロック入力端子とに、それぞれ、入力される。
Further, the reference clock is input to the clock input terminal of the
また、被測定信号は、遅延素子2で遅延され、別のカウンター3のラッチ31の入力端子に入力される。これにより、各カウンター3のラッチ31の入力端子には、周波数が同一で位相の異なる被測定信号が入力される。
Further, the signal to be measured is delayed by the delay element 2 and input to the input terminal of the
各カウンター3では、それぞれ、ラッチ31は、基準クロック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データを出力し、ラッチ32は、基準クロックの立ち上がりエッジに同期して前記第1データをラッチして第2データを出力し、排他的論理和回路33は、前記第1データと前記第2データの排他的論理和を演算して出力データを生成し、出力する。すなわち、排他的論理和回路33は、基準クロックが1周期推移する間の被測定信号の反転回数が偶数であれば「0」、奇数であれば「1」を出力する。これにより、各カウンター3からは、被測定信号の立ち上がりおよび立ち下がりに対応してそれぞれ「1」が出力され、その他は「0」が出力される。
At each
各カウンター3から出力された信号は、それぞれ、加算器4に入力される。加算器4は、各カウンター3から出力された信号が示す数値を加算し、出力する。
The signals output from each
また、カウンター5は、基準クロックをカウントし、その基準クロックのカウント値を出力する。
Further, the
次に、乗算器6は、加算器4から出力された数値と、カウンター5から出力されたカウント値とを乗算し、その乗算値を出力する。
Next, the multiplier 6 multiplies the numerical value output from the adder 4 and the count value output from the
次に、積分器7では、加算器71は、現在の乗算値と、ラッチ72にラッチされている1つ前の乗算値とを加算し、出力する。この出力は、積算されたレシプロカルカウント値の総和である。
Next, in the integrator 7, the
次に、差分演算器8では、減算器82は、現在の積分器7から出力された信号が示す値から、ラッチ81にラッチされている1つ前の信号が示す値を減算し、出力する。この出力は、レシプロカルカウント値の総和である。このレシプロカルカウント値の総和をカウンター3の数で除算すると、1つのカウンター3に対応するレシプロカルカウント値が得られる。
Next, in the difference calculator 8, the
ここで、本実施形態におけるレシプロカルカウント値は、複数のカウンター3の1つ分の出力に相当する値であり、被測定信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの間に含まれる基準クロックの立ち上がりエッジの数である。
Here, the reciprocal count value in the present embodiment is a value corresponding to the output of one of the plurality of
また、レシプロカルカウント値の総和は、すべてのカウンター3の出力から得られたレシプロカルカウント値を合計した値である。
The sum of the reciprocal count values is the sum of the reciprocal count values obtained from the outputs of all the
また、本発明におけるレシプロカルカウント値とは、本実施形態における狭義のレシプロカルカウント値に限らず、レシプロカルカウント値の総和、積算されたレシプロカルカウント値、積算されたレシプロカルカウント値の総和等を含む。 Further, the reciprocal count value in the present invention is not limited to the reciprocal count value in the narrow sense in the present invention, and includes the sum of the reciprocal count values, the integrated reciprocal count value, the total sum of the integrated reciprocal count values, and the like.
以降の動作については詳細な説明を省略するが、例えば、差分演算器8の出力側にローパスフィルター(フィルター)(図示せず)を設け、そのローパスフィルターで、差分演算器8から出力された信号に対して処理を行う。これにより、ローパスフィルターで、所定の遮断周波数以上の周波数成分が遮断または低減される。また、例えば、移動平均フィルター等を設けてもよい。 Although detailed description of the subsequent operations will be omitted, for example, a low-pass filter (filter) (not shown) is provided on the output side of the differential calculator 8 and the signal output from the differential calculator 8 by the low-pass filter. Is processed. As a result, the low-pass filter cuts off or reduces frequency components above a predetermined cutoff frequency. Further, for example, a moving average filter or the like may be provided.
以上説明したように、レシプロカルカウント値生成回路1によれば、複数の被測定信号の位相を異ならせるので、周波数の高い複数の基準クロックの位相を異ならせる場合に比べて、消費電力を低減することができる。
As described above, according to the reciprocal count
また、各カウンター3に互いに位相の異なる被測定信号を入力することにより、アイドルトーンに起因する量子化雑音を抑制することができる。これにより、精度を向上させることができる。
Further, by inputting the measured signals having different phases to each
また、不感期間無く漏れずにカウントすることができ、1次のノイズシェーピング効果が得られ、ノイズを高周波側に効果的にシフトすることができる。これによって、例えば、出力側にローパスフィルターを設けることにより、ノイズ成分を低減することができ、精度を向上させることができる。また、例えば、出力側に移動平均フィルターを設ける場合、その移動平均フィルターの構成や移動平均フィルター処理を簡素化することができる。 In addition, it can be counted without omission without a dead period, a primary noise shaping effect can be obtained, and noise can be effectively shifted to the high frequency side. As a result, for example, by providing a low-pass filter on the output side, the noise component can be reduced and the accuracy can be improved. Further, for example, when a moving average filter is provided on the output side, the configuration of the moving average filter and the moving average filter processing can be simplified.
また、以下に変形例を説明する。
(1)カウンター3およびカウンター5としては、それぞれ、前記の構成に限定されず、他の構成のカウンターを用いることができる。他のカウンターとしては、例えば、リプルカウンター等が挙げられる。
Further, a modified example will be described below.
(1) The
(2)被測定信号の周波数は、基準クロックの周波数よりも高くてもよい。
(3)差分演算器8(エッジ検出数演算回路)よりも後段(出力側)の回路については、動作クロックとして、基準クロックを用いてもよく、また、被測定信号を用いてもよい。
(2) The frequency of the signal to be measured may be higher than the frequency of the reference clock.
(3) For the circuit in the stage (output side) after the difference calculator 8 (edge detection number calculation circuit), a reference clock may be used as the operation clock, or a signal to be measured may be used.
(3−1)差分演算器8(エッジ検出数演算回路)よりも後段の回路について、動作クロックとして基準クロックを用いる。 (3-1) A reference clock is used as the operation clock for the circuit after the difference calculator 8 (edge detection number calculation circuit).
これにより、被測定信号の周波数よりも基準クロックの周波数の方が高い場合、処理を分散させつつ、適確に時間内に演算を終了させることができる。 As a result, when the frequency of the reference clock is higher than the frequency of the signal to be measured, the calculation can be appropriately completed in time while distributing the processing.
(3−2)差分演算器8(エッジ検出数演算回路)よりも後段の回路について、動作クロックとして被測定信号を用いる。 (3-2) The signal to be measured is used as the operation clock for the circuit after the difference calculator 8 (edge detection number calculation circuit).
これにより、被測定信号の周波数よりも基準クロックの周波数の方が低い場合、低周波数のクロックでのパイプライン処理により消費電力を低減することができる。 As a result, when the frequency of the reference clock is lower than the frequency of the signal to be measured, the power consumption can be reduced by the pipeline processing with the low frequency clock.
<第2実施形態>
図2は、本発明のレシプロカルカウント値生成回路の第2実施形態を示すブロック図である。図3は、図2に示すレシプロカルカウント値生成回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、図2では、回路中のバスを太線で示す(他の図も同様)。
<Second Embodiment>
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the reciprocal count value generation circuit of the present invention. FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the reciprocal count value generation circuit shown in FIG. In FIG. 2, the bus in the circuit is shown by a thick line (the same applies to other figures).
なお、図面には、位相の異なる各被測定信号を区別するために、「Fx」に、添え字(0、1、・・・、31)を付す(他の実施形態の図面も同様)。 In the drawings, subscripts (0, 1, ..., 31) are added to "Fx" in order to distinguish the signals to be measured having different phases (the same applies to the drawings of other embodiments).
また、図面には、各ラッチ31から出力された信号を「S」と記載し、前記各信号を区別するために、添え字(0、1、・・・、31)を付す(他の実施形態の図面も同様)。
Further, in the drawings, the signal output from each
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。 Hereinafter, the second embodiment will be described mainly on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.
なお、第2実施形態では、基準クロックおよび被測定信号のそれぞれについて、信号の反転は、信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方とする。 In the second embodiment, the signal inversion is both the rising edge and the falling edge of the signal for each of the reference clock and the signal to be measured.
すなわち、第2実施形態では、カウンター3(第1のカウンター)は、基準クロック(Fs)の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを用いて、反転エッジの検出を行い、カウンター11(第2のカウンター)は、基準クロック(Fs)の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを用いて、基準クロック(Fs)のカウントを行う。 That is, in the second embodiment, the counter 3 (first counter) detects the inverted edge by using the rising edge and the falling edge of the reference clock (Fs), and the counter 11 (second counter) , The reference clock (Fs) is counted by using the rising edge and the falling edge of the reference clock (Fs).
これにより実効的に2倍の周波数をカウントすることになり、SN比を向上させることができる。以下、具体的に説明する。 As a result, the frequency is effectively doubled, and the SN ratio can be improved. Hereinafter, a specific description will be given.
より詳細には、第2実施形態のレシプロカルカウント値生成回路1は、基準クロック(Fs)の立ち上がりおよび立ち下がりを検出し、基準クロック(Fs)の立ち上がりおよび立ち下がりに同期するパルス信号(P)を生成する検出回路の1例であるエッジ検出部9を備えている。そして、カウンター3(第1のカウンター)は、エッジ検出部9で生成されたパルス信号(P)を用いて、反転エッジの検出を行い、カウンター11(第2のカウンター)は、エッジ検出部9で生成されたパルス信号(P)を用いて、基準クロック(Fs)のカウントを行う。
More specifically, the reciprocal count
これにより、簡易な構成で、実効的に2倍の周波数をカウントすることになり、SN比を向上させることができる。以下、具体的に説明する。 As a result, the frequency can be effectively doubled with a simple configuration, and the SN ratio can be improved. Hereinafter, a specific description will be given.
図2に示すように、第2実施形態のレシプロカルカウント値生成回路1は、エッジ検出部9と、第2のカウンターの1例であるカウンター11と、少なくとも1つの遅延素子12と、複数の第1のカウンターの1例である複数のカウンター3と、複数のラッチ13と、複数のラッチ14と、加算器4とを備えている。各カウンター3は、電気的に並列に接続されている。また、遅延素子12の数は、カウンター3の数よりも1つ少ない。本実施形態では、カウンター3の数を32、遅延素子12の数を31とする。また、ラッチ13およびラッチ14の数は、それぞれ、カウンター3の数と等しく、32である。
As shown in FIG. 2, the reciprocal count
また、エッジ検出部9と、カウンター11と、各ラッチ14と、加算器4とは、入力側から出力側に向って、この順序で接続されている。
Further, the edge detection unit 9, the
また、エッジ検出部9は、遅延素子91と、排他的論理和回路92とを備えている。遅延素子91の出力端子は、排他的論理和回路92の一方の入力端子に接続されている。また、遅延素子91としては、本実施形態では、バッファーが用いられている。
Further, the edge detection unit 9 includes a
このエッジ検出部9の出力端子は、カウンター11の入力端子に接続され、カウンター11の出力端子は、各ラッチ14の入力端子に接続されている。そして、ラッチ14の出力端子は、加算器4の入力端子に接続されている。また、カウンター11としては、例えば、アップカウンター等を用いることができる。
The output terminal of the edge detection unit 9 is connected to the input terminal of the
また、エッジ検出部9の出力端子は、各カウンター3のラッチ31のクロック入力端子およびラッチ32のクロック入力端子と、各ラッチ13のクロック入力端子とに、それぞれ、接続されている。また、各ラッチ13の出力端子は、各ラッチ14のクロック入力端子に接続されている。
Further, the output terminal of the edge detection unit 9 is connected to the clock input terminal of the
また、各カウンター3の出力端子は、それぞれ、そのカウンター3に対応するラッチ13の入力端子に接続されている。また、各ラッチ13の出力端子は、それぞれ、そのラッチ13に対応するラッチ14のクロック入力端子に接続されている。また、ラッチ13およびラッチ14としては、それぞれ、例えば、Dラッチ等を用いることができる。
Further, the output terminal of each
遅延素子12は、被測定信号を遅延する機能を有しており、隣り合う2つのカウンター3の入力側において、その2つのカウンター3の間に接続されている。したがって、被測定信号は、所定のカウンター3のラッチ31に入力され、また、被測定信号は、遅延素子12で遅延され、別のカウンター3のラッチ31に入力され、以下、同様に、被測定信号は、遅延素子12でさらに遅延され、別のカウンター3のラッチ31に入力される。また、遅延素子12としては、本実施形態では、バッファーが用いられている。
The
また、被測定信号は、複数のカウンター3のうちの所定のカウンター3のラッチ31の入力端子と、複数の遅延素子12のうちの初段の遅延素子12の入力端子とに、それぞれ、入力されている。
Further, the signal to be measured is input to the input terminal of the
また、基準クロックは、エッジ検出部9の排他的論理和回路92の一方の入力端子に接続されている遅延素子91の入力端子と、排他的論理和回路92の他方の入力端子とに、それぞれ、入力されている。
Further, the reference clock is applied to the input terminal of the
次に、レシプロカルカウント値生成回路1の動作について説明する。
図2に示すように、被測定信号は、複数のカウンター3のうちの所定のカウンター3のラッチ31の入力端子と、複数の遅延素子12のうちの初段の遅延素子12の入力端子とに、それぞれ、入力される。
Next, the operation of the reciprocal count
As shown in FIG. 2, the signal to be measured is sent to the input terminal of the
また、基準クロックは、エッジ検出部9の排他的論理和回路92の一方の入力端子に接続されている遅延素子91の入力端子と、排他的論理和回路92の他方の入力端子とに、それぞれ、入力される。
Further, the reference clock is applied to the input terminal of the
また、被測定信号は、遅延素子2で遅延され、別のカウンター3のラッチ31の入力端子に入力される。これにより、各カウンター3のラッチ31の入力端子には、周波数が同一で位相の異なる被測定信号が入力される(図3参照)。
Further, the signal to be measured is delayed by the delay element 2 and input to the input terminal of the
エッジ検出部9では、基準クロック(Fs)の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジが検出される。すなわち、エッジ検出部9は、基準クロック(Fs)の立ち上がりエッジに同期したパルスおよび基準クロック(Fs)の立ち下がりエッジに同期したパルスを有するパルス信号(P)を出力する。 The edge detection unit 9 detects the rising edge and the falling edge of the reference clock (Fs). That is, the edge detection unit 9 outputs a pulse signal (P) having a pulse synchronized with the rising edge of the reference clock (Fs) and a pulse synchronized with the falling edge of the reference clock (Fs).
また、エッジ検出部9から出力されたパルス信号(P)は、カウンター11に入力され、カウンター11は、エッジ検出部9から出力されるパルス信号(P)のパルスをカウントし、そのパルスのカウント値を出力する。
Further, the pulse signal (P) output from the edge detection unit 9 is input to the
また、パルス信号(P)は、各カウンター3のラッチ31のクロック入力端子およびラッチ32のクロック入力端子と、ラッチ13のクロック入力端子とに、それぞれ、入力される。
Further, the pulse signal (P) is input to the clock input terminal of the
また、各カウンター3では、それぞれ、ラッチ31は、基準クロックの立ち上がりエッジ(エッジ検出部9から出力されたパルス信号のパルスの立ち上がりエッジ)に同期して被測定信号(Fx0〜Fx31)をラッチして第1データを出力し、ラッチ32は、基準クロックの立ち上がりエッジに同期して前記第1データをラッチして第2データを出力し、排他的論理和回路33は、前記第1データと前記第2データの排他的論理和を演算して出力データを生成し、出力する。また、各カウンター3では、それぞれ、ラッチ31は、基準クロックの立ち下がりエッジに同期して被測定信号をラッチして第1データを出力し、ラッチ32は、基準クロックの立ち下がりエッジに同期して前記第1データをラッチして第2データを出力し、排他的論理和回路33は、前記第1データと前記第2データの排他的論理和を演算して出力データを生成し、出力する。すなわち、各カウンター3からは、被測定信号の立ち上がりおよび立ち下がりに対応してそれぞれ「1」が出力され、その他は「0」が出力される。
Further, in each
また、各カウンター3から出力された信号は、それぞれ、ラッチ13により、基準クロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期してラッチされ、出力される。
Further, the signals output from each
また、カウンター11から出力されたカウント値は、各ラッチ14に入力される。各ラッチ14は、それぞれ、ラッチ13から出力された信号の立ち上がりエッジに同期して前記カウント値をラッチし、出力する。
Further, the count value output from the
図3に示す例では、各カウンター3のうちの所定のカウンター3のラッチ14から出力されたカウント値は、被測定信号の立ち上がりで、「6」、立ち下がりで、「34」である。すなわち、このカウンター3のみに着目すると、積算されたレシプロカルカウント値は、「6」と「34」であり、レシプロカルカウント値は、28(=34−6)である。
In the example shown in FIG. 3, the count value output from the
また、他のカウンター3のラッチ14から出力されたカウント値は、被測定信号の立ち上がりで、「7」、立ち下がりで、「34」である。すなわち、このカウンター3のみに着目すると、積算されたレシプロカルカウント値は、「7」と「34」であり、レシプロカルカウント値は、27(=34−7)である。
The count value output from the
また、他のカウンター3のラッチ14から出力されたカウント値は、被測定信号の立ち上がりで、「7」、立ち下がりで、「35」である。すなわち、このカウンター3のみに着目すると、積算されたレシプロカルカウント値は、「7」と「35」であり、レシプロカルカウント値は、28(=35−7)である。
The count value output from the
また、他のカウンター3のラッチ14から出力されたカウント値は、被測定信号の立ち上がりで、「10」、立ち下がりで、「37」である。すなわち、このカウンター3のみに着目すると、積算されたレシプロカルカウント値は、「10」と「37」であり、レシプロカルカウント値は、27(=37−10)である。
The count value output from the
次に、加算器4は、各ラッチ14から出力されたカウント値を加算し、出力する。この出力は、積算されたレシプロカルカウント値の総和である。
Next, the adder 4 adds and outputs the count values output from each
ここで、本実施形態におけるレシプロカルカウント値は、複数のカウンター3のうちの1つの出力に相当する値であり、被測定信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの間に含まれる基準クロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの数である。
Here, the reciprocal count value in the present embodiment is a value corresponding to the output of one of the plurality of
また、レシプロカルカウント値の総和は、すべてのカウンター3の出力から得られた前記レシプロカルカウント値を合計した値である。
The sum of the reciprocal count values is the sum of the reciprocal count values obtained from the outputs of all the
以降の動作については詳細な説明を省略するが、例えば、現在の積算されたレシプロカルカウント値の総和と、1つ前の積算されたレシプロカルカウント値の総和との差を求め、出力する。この出力は、レシプロカルカウント値の総和である。なお、レシプロカルカウント値の総和を求める方法としては、この方法に限定されず、他の方法を用いてもよい。また、第1実施形態で説明したように、例えば、ローパスフィルター、移動平均フィルター等のフィルター等を設けてもよい。 Although detailed description of the subsequent operations will be omitted, for example, the difference between the total sum of the current integrated reciprocal count values and the total sum of the previous integrated reciprocal count values is obtained and output. This output is the sum of the reciprocal count values. The method for obtaining the sum of the reciprocal count values is not limited to this method, and other methods may be used. Further, as described in the first embodiment, for example, a filter such as a low-pass filter or a moving average filter may be provided.
以上のような第2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。 The second embodiment as described above can also exert the same effect as the above-described embodiment.
また、第2実施形態では、被測定信号だけでなく、基準クロックについても、信号の反転を、信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方と規定しているので、さらに精度を向上させることができる。 Further, in the second embodiment, not only the signal to be measured but also the reference clock is defined as both the rising edge and the falling edge of the signal, so that the accuracy can be further improved.
<第3実施形態>
図4は、本発明のレシプロカルカウント値生成回路の第3実施形態を示すブロック図である。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the reciprocal count value generation circuit of the present invention.
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。 Hereinafter, the third embodiment will be described mainly on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same items will be omitted.
なお、第3実施形態では、基準クロックおよび被測定信号のそれぞれについて、信号の反転は、信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方とする。 In the third embodiment, the signal inversion is both the rising edge and the falling edge of the signal for each of the reference clock and the signal to be measured.
図4に示すように、第3実施形態のレシプロカルカウント値生成回路1は、エッジ検出部9と、第2のカウンターの1例であるカウンター11と、ラッチ18と、少なくとも1つの遅延素子(図示せず)と、複数の第1のカウンターの1例であるカウンター30(図示は1つ)と、複数のラッチ17(図示は1つ)と、数え上げ部19と、乗算器25と、カウンター20と、ラッチ24と、ラッチ26と、加算器27とを備えている。
As shown in FIG. 4, the reciprocal count
本実施形態では、カウンター30は、第2実施形態の32個分のカウンター3と同様であり、1個で、32個分のカウンター3を示している(32個分のカウンター3の機能を有している)。すなわち、カウンター30は、第2実施形態の32個のラッチ31に相当する図示しない32個のラッチと、32個のラッチ32(図には、1個のみ図示されている)と、第2実施形態の32個の排他的論理和回路33に相当する32個の排他的論理和回路330(図には、1個のみ図示されている)とを備えている。同様に、ラッチ17は、第2実施形態の32個分のラッチ14と同様であり、1個で、32個分のラッチ14を示している(32個分のラッチ14の機能を有している)。したがって、カウンター30およびラッチ17については、その説明は省略する。
In the present embodiment, the
また、カウンター30と、ラッチ17と、数え上げ部19と、乗算器25と、加算器27とは、入力側から出力側に向って、この順序で接続されている。また、数え上げ部19は、「1」ビットの数え上げを行う機能を有している。
Further, the
また、エッジ検出部9と、カウンター11と、ラッチ18と、乗算器25とは、入力側から出力側に向って、この順序で接続されている。
Further, the edge detection unit 9, the
また、カウンター20と、ラッチ24とは、入力側から出力側に向って、この順序で接続されている。
Further, the
なお、図示は省略するが、カウンター30の入力側には、前記第2実施形態と同様に、複数(本実施形態では、31個)の遅延素子が接続されている。
Although not shown, a plurality of delay elements (31 in this embodiment) are connected to the input side of the
また、カウンター20は、ラッチ21、ラッチ22および排他的論理和回路23を備えており、前記第1実施形態および第2実施形態のカウンター3と同様に構成されている。そして、被測定信号は、このカウンター20のラッチ21の入力端子に入力されている。
Further, the
また、前記ラッチ17、ラッチ18、ラッチ21、ラッチ22およびラッチ26としては、それぞれ、例えば、Dラッチ等を用いることができる。
Further, as the latch 17, the
また、エッジ検出部9の出力端子は、カウンター30の第2実施形態の各ラッチ31に相当する図示しない各ラッチのクロック入力端子および各ラッチ32のクロック入力端子と、カウンター11の入力端子と、ラッチ18のクロック入力端子と、ラッチ26のクロック入力端子と、各ラッチ17のクロック入力端子と、カウンター20のラッチ21のクロック入力端子およびラッチ22のクロック入力端子と、ラッチ24のクロック入力端子とに、それぞれ、接続されている。
Further, the output terminals of the edge detection unit 9 include a clock input terminal of each latch (not shown) corresponding to each
また、カウンター11の出力端子は、ラッチ18の入力端子に接続されている。また、ラッチ18の出力端子は、乗算器25の一方の入力端子に接続されている。また、数え上げ部19の出力端子は、乗算器25の他方の入力端子に接続されている。
Further, the output terminal of the
また、乗算器25の出力端子は、加算器27の一方の入力端子に接続されている。また、加算器27の出力端子は、ラッチ26の入力端子に接続され、ラッチ26の出力端子は、加算器27の他方の入力端子に接続されている。また、ラッチ24の出力端子は、加算器27のリセット端子に接続されている。
Further, the output terminal of the
また、基準クロックは、エッジ検出部9の排他的論理和回路92の一方の入力端子に接続されている遅延素子91の入力端子と、排他的論理和回路92の他方の入力端子とに、それぞれ、入力されている。
Further, the reference clock is applied to the input terminal of the
次に、レシプロカルカウント値生成回路1の動作について説明する。
図4に示すように、途中までは、第2実施形態と同様であり、カウンター30の排他的論理和回路330からは、被測定信号の立ち上がりおよび立ち下がりに対応してそれぞれ「1」が出力され、その他は「0」が出力される。
Next, the operation of the reciprocal count
As shown in FIG. 4, the same as in the second embodiment is performed up to the middle, and “1” is output from the exclusive OR
また、エッジ検出部9から出力され、基準クロックの立ち上がりエッジに同期したパルスおよび基準クロックの立ち下がりエッジに同期したパルスを有するパルス信号は、カウンター11と、ラッチ18のクロック入力端子と、ラッチ26のクロック入力端子と、ラッチ17のクロック入力端子と、カウンター20のラッチ21のクロック入力端子およびラッチ22のクロック入力端子と、ラッチ24のクロック入力端子とに、それぞれ、入力される。
Further, the pulse signals output from the edge detection unit 9 and having a pulse synchronized with the rising edge of the reference clock and a pulse synchronized with the falling edge of the reference clock are the
また、カウンター30から出力された信号は、それぞれ、ラッチ17により、基準クロックの立ち上がりエッジ(エッジ検出部9から出力されたパルス信号のパルスの立ち上がりエッジ)に同期してラッチされ、出力される。
Further, each of the signals output from the
次に、数え上げ部19は、カウンター30から出力された信号の「1」ビットの数え上げを行う。すなわち、カウンター11の各カウント値のときのカウンター30から出力された信号の「1」の数を数える。
Next, the
また、カウンター11から出力されたカウント値は、ラッチ18に入力される。ラッチ18は、基準クロックの立ち上がりエッジ(エッジ検出部9から出力されたパルス信号のパルスの立ち上がりエッジ)に同期して前記カウント値をラッチし、出力する。
Further, the count value output from the
次に、乗算器25は、数え上げ部19から出力された数値と、ラッチ18から出力されたカウンター11のカウント値とを乗算し、その乗算値を出力する。この乗算値は、加算器27の一方の入力端子に入力される。
Next, the
また、カウンター20では、ラッチ21は、基準クロックの立ち上がりエッジ(エッジ検出部9から出力されたパルス信号のパルス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データを出力し、ラッチ22は、基準クロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期して前記第1データをラッチして第2データを出力し、排他的論理和回路23は、前記第1データと前記第2データの排他的論理和を演算して出力データを生成し、出力する。すなわち、カウンター20からは、被測定信号の立ち上がりおよび立ち下がりに対応してそれぞれ「1」が出力され、その他は「0」が出力される。
Further, in the
カウンター20から出力された信号は、ラッチ24により、基準クロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期してラッチされ、出力され、加算器27のリセット端子に入力される。
The signal output from the
乗算器25から出力された乗算値は、加算器27の一方の入力端子に入力される。また、加算器27の出力は、ラッチ26により、基準クロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期してラッチされ、出力され、加算器27の他方の入力端子に入力される。
The multiplication value output from the
加算器27は、現在の乗算値と、ラッチ26にラッチされている1つ前の乗算値とを加算し、出力する。この出力は、積算されたレシプロカルカウント値の総和である。
The
以降の動作については詳細な説明を省略するが、例えば、現在の積算されたレシプロカルカウント値の総和と、1つ前の積算されたレシプロカルカウント値の総和との差を求め、出力する。この出力は、レシプロカルカウント値の総和である。なお、レシプロカルカウント値の総和を求める方法としては、この方法に限定されず、他の方法を用いてもよい。また、第1実施形態で説明したように、例えば、ローパスフィルター、移動平均フィルター等のフィルター等を設けてもよい。 Although detailed description of the subsequent operations will be omitted, for example, the difference between the total sum of the current integrated reciprocal count values and the total sum of the previous integrated reciprocal count values is obtained and output. This output is the sum of the reciprocal count values. The method for obtaining the sum of the reciprocal count values is not limited to this method, and other methods may be used. Further, as described in the first embodiment, for example, a filter such as a low-pass filter or a moving average filter may be provided.
以上のような第3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。 The third embodiment as described above can also exert the same effect as the above-described embodiment.
<第4実施形態>
図5は、本発明のレシプロカルカウント値生成回路の第4実施形態を示すブロック図である。
<Fourth Embodiment>
FIG. 5 is a block diagram showing a fourth embodiment of the reciprocal count value generation circuit of the present invention.
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。 Hereinafter, the fourth embodiment will be described mainly on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same items will be omitted.
なお、第4実施形態では、基準クロックおよび被測定信号のそれぞれについて、信号の反転は、信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方とする。 In the fourth embodiment, for each of the reference clock and the signal to be measured, the signal inversion is both the rising edge and the falling edge of the signal.
第4実施形態のレシプロカルカウント値生成回路1は、基準クロック(Fs)の立ち上がりおよび立ち下がりを検出し、基準クロック(Fs)の立ち上がりおよび立ち下がりに同期するパルス信号(P)を生成する検出回路の1例であるエッジ検出部9を備えている。また、第2のカウンターの1例であるカウンター110は、基準クロック(Fs)の立ち上がりをカウントする第1のカウント部111と、基準クロック(Fs)の立ち下がりをカウントする第2のカウント部112とを備えている。そして、カウンター3(第1のカウンター)は、エッジ検出部9で検出されたパルス信号(P)を用いて、反転エッジの検出を行い、カウンター110(第2のカウンター)は、基準クロック(Fs)のカウントにおいて、第1のカウント部111により基準クロック(Fs)の立ち上がりをカウントし、第2のカウント部112により基準クロック(Fs)の立ち下がりをカウントする。
The reciprocal count
これにより、簡易な構成で実効的に2倍の周波数をカウントすることになり、SN比を向上させることができる。以下、具体的に説明する。 As a result, the frequency is effectively doubled with a simple configuration, and the SN ratio can be improved. Hereinafter, a specific description will be given.
図5に示すように、第4実施形態のレシプロカルカウント値生成回路1は、エッジ検出部9と、第2のカウンターの1例であるカウンター110と、少なくとも1つの遅延素子12と、複数の第1のカウンターの1例である複数のカウンター3と、複数のラッチ13と、複数のラッチ141と、複数のラッチ142と、加算器4とを備えている。各カウンター3は、電気的に並列に接続されている。また、遅延素子12の数は、カウンター3の数よりも1つ少ない。本実施形態では、カウンター3の数を32、遅延素子12の数を31とする。また、ラッチ13、ラッチ141およびラッチ142の数は、それぞれ、カウンター3の数と等しく、32である。
As shown in FIG. 5, the reciprocal count
なお、エッジ検出部9、各遅延素子12および各カウンター3については、それぞれ、前記第2実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
The edge detection unit 9, each
カウンター110は、第1のカウント部111と、第2のカウント部112と、インバーター113(位相反転回路)とを備えている。第2のカウント部112は、インバーター113の出力側に接続されている。そして、インバーター113と第2のカウント部112とで構成される直列回路と、第1のカウント部111とは、並列に接続されている。また、第1のカウント部111の出力端子は、各ラッチ141の入力端子に接続され、第2のカウント部112の出力端子は、各ラッチ142の入力端子に接続されている。そして、各ラッチ141の出力端子および各ラッチ142の出力端子は、それぞれ、加算器4の入力端子に接続されている。また、第1のカウント部111および第2のカウント部112としては、それぞれ、例えば、アップカウンター等を用いることができる。
The
また、エッジ検出部9の出力端子は、各カウンター3のラッチ31のクロック入力端子およびラッチ32のクロック入力端子と、各ラッチ13のクロック入力端子とに、それぞれ、接続されている。
Further, the output terminal of the edge detection unit 9 is connected to the clock input terminal of the
また、各カウンター3の出力端子は、それぞれ、そのカウンター3に対応するラッチ13の入力端子に接続されている。また、各ラッチ13の出力端子は、それぞれ、そのラッチ13に対応するラッチ141のクロック入力端子およびラッチ142のクロック入力端子に接続されている。また、ラッチ13、ラッチ141およびラッチ142としては、それぞれ、例えば、Dラッチ等を用いることができる。
Further, the output terminal of each
また、被測定信号は、複数のカウンター3のうちの所定のカウンター3のラッチ31の入力端子と、複数の遅延素子12のうちの初段の遅延素子12の入力端子とに、それぞれ、入力されている。
Further, the signal to be measured is input to the input terminal of the
また、基準クロックは、エッジ検出部9の排他的論理和回路92の一方の入力端子に接続されている遅延素子91の入力端子と、排他的論理和回路92の他方の入力端子と、カウンター110の第1のカウント部111の入力端子およびインバーター113の入力端子とに、それぞれ、入力されている。
Further, the reference clock is the input terminal of the
次に、レシプロカルカウント値生成回路1の動作について説明する。
図5に示すように、途中までは、第2実施形態と同様であり、各カウンター3からは、被測定信号の立ち上がりおよび立ち下がりに対応してそれぞれ「1」が出力され、その他は「0」が出力される。
Next, the operation of the reciprocal count
As shown in FIG. 5, the same as that of the second embodiment is performed up to the middle, and "1" is output from each
一方、基準クロックは、カウンター110に入力される。第1のカウント部111は、基準クロックの立ち上がりエッジをカウントし、その基準クロックの立ち上がりエッジのカウント値を出力する。
On the other hand, the reference clock is input to the
また、基準クロックは、インバーター113で、その位相が反転され、第2のカウント部112に入力される。第2のカウント部112は、基準クロックの位相を反転してなる反転基準クロックの立ち上がりエッジ、すなわち、基準クロックの立ち下がりエッジをカウントし、その基準クロックの立ち下がりエッジのカウント値を出力する。
The phase of the reference clock is inverted by the inverter 113 and input to the
各カウンター3から出力された信号は、それぞれ、ラッチ13により、基準クロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期してラッチされ、出力される。
The signals output from each
また、第1のカウント部111から出力されたカウント値は、各ラッチ141に入力される。各ラッチ141は、それぞれ、ラッチ13から出力された信号の立ち上がりエッジに同期して前記カウント値をラッチし、出力する。
Further, the count value output from the
同様に、第2のカウント部112から出力されたカウント値は、各ラッチ142に入力される。各ラッチ142は、それぞれ、ラッチ13から出力された信号の立ち上がりエッジに同期して前記カウント値をラッチし、出力する。
Similarly, the count value output from the
次に、加算器4は、各ラッチ141および各ラッチ142から出力されたカウント値を加算し、出力する。この出力は、積算されたレシプロカルカウント値の総和である。
Next, the adder 4 adds and outputs the count values output from each
以降の動作については詳細な説明を省略するが、例えば、現在の積算されたレシプロカルカウント値の総和と、1つ前の積算されたレシプロカルカウント値の総和との差を求め、出力する。この出力は、レシプロカルカウント値の総和である。なお、レシプロカルカウント値の総和を求める方法としては、この方法に限定されず、他の方法を用いてもよい。また、第1実施形態で説明したように、例えば、ローパスフィルター、移動平均フィルター等のフィルター等を設けてもよい。 Although detailed description of the subsequent operations will be omitted, for example, the difference between the total sum of the current integrated reciprocal count values and the total sum of the previous integrated reciprocal count values is obtained and output. This output is the sum of the reciprocal count values. The method for obtaining the sum of the reciprocal count values is not limited to this method, and other methods may be used. Further, as described in the first embodiment, for example, a filter such as a low-pass filter or a moving average filter may be provided.
以上のような第4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。 The fourth embodiment as described above can also exert the same effect as the above-described embodiment.
<第5実施形態>
図6は、本発明のレシプロカルカウント値生成回路の第5実施形態を示すブロック図である。
<Fifth Embodiment>
FIG. 6 is a block diagram showing a fifth embodiment of the reciprocal count value generation circuit of the present invention.
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。 Hereinafter, the fifth embodiment will be described mainly on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same items will be omitted.
なお、第5実施形態では、基準クロックおよび被測定信号のそれぞれについて、信号の反転は、信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方とする。 In the fifth embodiment, the signal inversion is both the rising edge and the falling edge of the reference clock and the signal to be measured.
図6に示すように、第5実施形態のレシプロカルカウント値生成回路1は、インバーター115(位相反転回路)と、第2のカウンターの1例であるカウンター110と、少なくとも1つの遅延素子12と、複数の第1のカウンターの1例である複数のカウンター280と、複数のラッチ141と、複数のラッチ142と、加算器4と、差分演算器8とを備えている。各カウンター280は、電気的に並列に接続されている。また、遅延素子12の数は、カウンター280の数よりも1つ少ない。本実施形態では、カウンター280の数を32、遅延素子12の数を31とする。また、ラッチ141およびラッチ142の数は、それぞれ、カウンター280の数と等しく、32である。
As shown in FIG. 6, the reciprocal count
カウンター280は、第1のカウント部28と、第2のカウント部29と、ラッチ131と、ラッチ132と、オア回路133とを備えている。
The
第1のカウント部28は、ラッチ281、282および排他的論理和回路283を備えている。また、第2のカウント部29は、ラッチ291、292および排他的論理和回路293を備えている。この第1のカウント部28および第2のカウント部29については、それぞれ、前記第1、第2、第4実施形態のカウンター3と同様であるので、その説明は省略する。
The
また、第1のカウント部28の出力端子は、ラッチ131の入力端子に接続され、第2のカウント部29の出力端子は、ラッチ132の入力端子に接続されている。なお、第1のカウント部28およびラッチ131で構成される直列回路と、第2のカウント部29およびラッチ132で構成される直列回路とは、電気的に並列に接続されている。また、ラッチ131の出力端子およびラッチ132の出力端子は、それぞれ、オア回路133の入力端子に接続されている。また、ラッチ131およびラッチ132としては、例えば、Dラッチ等を用いることができる。なお、遅延素子12については、前記第4実施形態の遅延素子12と同様であるので、その説明は省略する。
Further, the output terminal of the
また、カウンター110は、互いに並列に接続された第1のカウント部111と、第2のカウント部112とを備えている。また、第1のカウント部111の出力端子は、各ラッチ141の入力端子に接続され、第2のカウント部112の出力端子は、各ラッチ142の入力端子に接続されている。そして、各ラッチ141の出力端子および各ラッチ142の出力端子は、それぞれ、加算器4の入力端子に接続されている。また、第1のカウント部111および第2のカウント部112としては、それぞれ、例えば、アップカウンター等を用いることができる。また、各ラッチ141および各ラッチ142としては、例えば、Dラッチ等を用いることができる。
Further, the
また、差分演算器8は、ラッチ81と、減算器82とを備えている。ラッチ81の出力端子は、減算器82のマイナス側の入力端子に接続されている。ラッチ81としては、例えば、Dラッチ等を用いることができる。
Further, the difference calculator 8 includes a
また、加算器4の出力端子は、差分演算器8の減算器82のプラス側の入力端子およびラッチ81の入力端子に、それぞれ、接続されている。
Further, the output terminal of the adder 4 is connected to the positive input terminal of the
また、インバーター115の出力端子は、カウンター110の第2のカウント部112の入力端子と、各カウンター280の第1のカウント部28のラッチ281のクロック入力端子、ラッチ282のクロック入力端子およびラッチ131のクロック入力端子とに、それぞれ、接続されている。
Further, the output terminals of the
また、各カウンター280のうち、遅延素子12により遅延されていない被測定信号が入力されるカウンター280については、出力端子は、対応するラッチ141のクロック入力端子と、対応するラッチ142のクロック入力端子と、差分演算器8のラッチ81のクロック入力端子および減算器82のクロック入力端子とに、それぞれ、接続されている。また、その他のカウンター280については、それぞれ、出力端子は、対応するラッチ141のクロック入力端子および対応するラッチ142のクロック入力端子に、それぞれ、接続されている。なお、前記カウンター280に代えて、他のカウンター280の出力端子が差分演算器8のラッチ81のクロック入力端子および減算器82のクロック入力端子に接続されていてもよい。また、各ラッチ141、各ラッチ142およびラッチ81としては、それぞれ、例えば、Dラッチ等を用いることができる。
Further, among the
また、被測定信号は、複数のカウンター280のうちの所定のカウンター280のラッチ281の入力端子およびラッチ291の入力端子と、複数の遅延素子12のうちの初段の遅延素子12の入力端子とに、それぞれ、入力されている。
Further, the signal to be measured is sent to the input terminal of the
また、基準クロックは、カウンター110の第1のカウント部111の入力端子と、インバーター115の入力端子と、各カウンター280の第2のカウント部29のラッチ291のクロック入力端子、ラッチ292のクロック入力端子およびラッチ132のクロック入力端子とに、それぞれ、入力されている。
Further, the reference clocks are the input terminal of the
次に、レシプロカルカウント値生成回路1の動作について説明する。
図6に示すように、基準クロックは、カウンター110の第1のカウント部111およびインバーター115にそれぞれ入力される。第1のカウント部111は、基準クロックの立ち上がりエッジをカウントし、その基準クロックの立ち上がりエッジのカウント値を出力する。
Next, the operation of the reciprocal count
As shown in FIG. 6, the reference clock is input to the
また、基準クロックは、インバーター115で、その位相が反転され、第2のカウント部112に入力される。第2のカウント部112は、基準クロックの位相を反転してなる反転基準クロックの立ち上がりエッジ、すなわち、基準クロックの立ち下がりエッジをカウントし、その基準クロックの立ち下がりエッジのカウント値を出力する。
The phase of the reference clock is inverted by the
また、各カウンター280の第1のカウント部28からは、それぞれ、被測定信号の立ち上がりおよび立ち下がりに対応してそれぞれ「1」が出力され、その他は「0」が出力される。
Further, from the
また、各カウンター280の第2のカウント部29からは、それぞれ、被測定信号の立ち上がりおよび立ち下がりに対応してそれぞれ「1」が出力され、その他は「0」が出力される。
Further, from the
但し、第1のカウント部28と第2のカウント部29とでは、そのクロック入力端子に入力される信号が、第1のカウント部28では、前記インバーター115で基準クロックの位相を反転してなる反転基準クロックであり、第2のカウント部29では、基準クロックである点が異なる。
However, in the
また、各カウンター280の第1のカウント部28から出力された信号は、それぞれ、ラッチ131により、前記インバーター115で基準クロックの位相を反転してなる反転基準クロックの立ち上がりエッジ、すなわち、基準クロックの立ち下がりエッジに同期してラッチされ、出力される。
Further, the signals output from the
また、各カウンター280の第2のカウント部29から出力された信号は、それぞれ、ラッチ132により、基準クロックの立ち上がりエッジに同期してラッチされ、出力される。
Further, the signals output from the
次に、各カウンター280において、それぞれ、ラッチ131から出力された信号およびラッチ132から出力された信号は、それぞれ、オア回路133に入力され、そのオア回路133で所定の演算処理が行われ、出力される。
Next, at each
また、第1のカウント部111から出力されたカウント値は、各ラッチ141に入力される。各ラッチ141は、それぞれ、対応するカウンター280から出力された信号の立ち上がりエッジに同期して前記カウント値をラッチし、出力する。
Further, the count value output from the
同様に、第2のカウント部112から出力されたカウント値は、各ラッチ142に入力される。各ラッチ142は、それぞれ、対応するカウンター280から出力された信号の立ち上がりエッジに同期して前記カウント値をラッチし、出力する。
Similarly, the count value output from the
次に、加算器4は、各ラッチ141および各ラッチ142から出力されたカウント値を加算し、出力する。この出力は、積算されたレシプロカルカウント値の総和である。
Next, the adder 4 adds and outputs the count values output from each
次に、差分演算器8では、減算器82は、現在の加算器4から出力された信号が示す値から、ラッチ81にラッチされている1つ前の信号が示す値を減算し、出力する。この出力は、レシプロカルカウント値の総和である。
Next, in the difference calculator 8, the
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。 The fifth embodiment as described above can also exert the same effect as the above-described embodiment.
また、エッジ検出部9(アナログ要素)を用いないので、より安定した動作が可能となる。 Further, since the edge detection unit 9 (analog element) is not used, more stable operation is possible.
<物理量センサーの実施形態>
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。
<Physical quantity sensor embodiment>
FIG. 7 is a diagram showing an internal structure of a detection unit in an embodiment of an acceleration sensor which is an example of a physical quantity sensor of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
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。 Hereinafter, the embodiment of the acceleration sensor, which is an example of the physical quantity sensor, will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.
図7および図8に示すように、本実施形態の加速度センサー100(物理量センサー)は、振動に関する物理量の1例である加速度を検出する検出部200と、検出部200から出力された被測定信号が入力されるレシプロカルカウント値生成回路1(レシプロカルカウント値生成回路1については、図1等を参照)とを備えている。検出部200とレシプロカルカウント値生成回路1とは電気的に接続されている。なお、レシプロカルカウント値生成回路1については、既に説明したので、その説明は省略する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the acceleration sensor 100 (physical quantity sensor) of the present embodiment has a
検出部200は、平板状のベース部210と、ベース部210に継ぎ手部211を介して接続された略矩形平板状の可動部212と、ベース部210と可動部212とに掛け渡された物理量検出素子の1例である加速度検出素子213と、少なくとも上記各構成要素を内部に収納するパッケージ220とを備えている。
The
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。
The
この被測定信号は、レシプロカルカウント値生成回路1に入力され、レシプロカルカウント値生成回路1は、前記実施形態で説明したように動作する。
This measured signal is input to the reciprocal count
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。
The number of
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が備えるレシプロカルカウント値生成回路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。
Even with the
以上、本発明の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を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。 The reciprocal count value generation circuit and the physical quantity sensor of the present invention have been described above based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is arbitrary having the same function. It can be replaced with the one of the configuration. Moreover, other arbitrary components may be added.
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。 In addition, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of each of the above embodiments.
また、前記実施形態では、物理量センサーとして、加速度センサーを例に挙げて説明したが、本発明では、物理量センサーは、物理量の変化を周波数変化として検出することが可能なものであれば、これに限定されず、この他、例えば、質量センサー、超音波センサー、角加速度センサー、容量センサー等が挙げられる。 Further, in the above embodiment, the acceleration sensor has been described as an example of the physical quantity sensor, but in the present invention, the physical quantity sensor can be used as long as it can detect the change in the physical quantity as the frequency change. In addition, the present invention includes, for example, a mass sensor, an ultrasonic sensor, an angular acceleration sensor, a capacitance sensor, and the like.
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。 Further, the physical quantity sensor of the present invention is, for example, various electronic devices such as an inclinometer, a seismometer, a navigation device, an attitude control device, a game controller, a mobile phone, a smartphone, a digital still camera, and various mobile objects such as an automobile. Etc. can be applied. That is, in the present invention, it is possible to provide an electronic device provided with the physical quantity sensor of the present invention, a mobile body provided with the physical quantity sensor of the present invention, and the like.
1…レシプロカルカウント値生成回路、2…遅延素子、3…カウンター、4…加算器、5…カウンター、6…乗算器、7…積分器、8…差分演算器、9…エッジ検出部、10…レシプロカルカウント値生成部、11…カウンター、12…遅延素子、13…ラッチ、14…ラッチ、17…ラッチ、18…ラッチ、19…数え上げ部、20…カウンター、21…ラッチ、22…ラッチ、23…排他的論理和回路、24…ラッチ、25…乗算器、26…ラッチ、27…加算器、28…第1のカウント部、29…第2のカウント部、30…カウンター、31…ラッチ、32…ラッチ、33…排他的論理和回路、71…加算器、72…ラッチ、81…ラッチ、82…減算器、91…遅延素子、92…排他的論理和回路、100…加速度センサー、110…カウンター、111…第1のカウント部、112…第2のカウント部、113…インバーター、115…インバーター、131…ラッチ、132…ラッチ、133…オア回路、141…ラッチ、142…ラッチ、200…検出部、210…ベース部、210b…接続端子、210c…接続端子、211…継ぎ手部、212…可動部、213…加速度検出素子、213a…振動梁、213b…振動梁、214e…外部接続端子、214f…外部接続端子、220…パッケージ、224…内部端子、225…内部端子、227…外部端子、228…外部端子、280…カウンター、281…ラッチ、282…ラッチ、283…排他的論理和回路、291…ラッチ、292…ラッチ、293…排他的論理和回路、330…排他的論理和回路 1 ... Reciprocal count value generation circuit, 2 ... Delay element, 3 ... Counter, 4 ... Adder, 5 ... Counter, 6 ... Multiplier, 7 ... Integrator, 8 ... Difference calculator, 9 ... Edge detector, 10 ... Reciprocal count value generator, 11 ... counter, 12 ... delay element, 13 ... latch, 14 ... latch, 17 ... latch, 18 ... latch, 19 ... counting unit, 20 ... counter, 21 ... latch, 22 ... latch, 23 ... Exclusive logical sum circuit, 24 ... Latch, 25 ... Multiplier, 26 ... Latch, 27 ... Adder, 28 ... 1st count, 29 ... 2nd count, 30 ... Counter, 31 ... Latch, 32 ... Latch, 33 ... exclusive logic sum circuit, 71 ... adder, 72 ... latch, 81 ... latch, 82 ... subtractor, 91 ... delay element, 92 ... exclusive logic sum circuit, 100 ... acceleration sensor, 110 ... counter, 111 ... 1st count unit, 112 ... 2nd count unit, 113 ... inverter, 115 ... inverter, 131 ... latch, 132 ... latch, 133 ... or circuit, 141 ... latch, 142 ... latch, 200 ... detector, 210 ... base part, 210b ... connection terminal, 210c ... connection terminal, 211 ... joint part, 212 ... movable part, 213 ... acceleration detection element, 213a ... vibrating beam, 213b ... vibrating beam, 214e ... external connection terminal, 214f ... external Connection terminal, 220 ... Package, 224 ... Internal terminal, 225 ... Internal terminal, 227 ... External terminal, 228 ... External terminal, 280 ... Counter, 281 ... Latch, 282 ... Latch, 283 ... Exclusive logic sum circuit, 291 ... Latch , 292 ... Latch, 293 ... Exclusive logic sum circuit, 330 ... Exclusive logic sum circuit
Claims (8)
電気的に並列に接続され、位相の異なる複数の前記被測定信号がそれぞれ入力され、前記基準クロックを用いて、前記複数の被測定信号のレベルの反転を表す反転エッジを検出する複数の第1のカウンターと、
前記基準クロックをカウントする第2のカウンターと、
前記基準クロックで規定されるタイミングにおける前記被測定信号の反転エッジの検出数と、前記タイミングにおける前記第2のカウンターのカウント値との積を、前記被測定信号で規定される区間において積算し、レシプロカルカウント値を生成するレシプロカルカウント値生成部と、を備えることを特徴とするレシプロカルカウント値生成回路。 A reciprocal count value generation circuit that counts the reference clock at the timing specified by the signal to be measured.
A plurality of firsts, which are electrically connected in parallel and each of a plurality of measured signals having different phases are input, and the reference clock is used to detect an inverted edge representing an inversion of the level of the plurality of measured signals. Counter and
A second counter that counts the reference clock and
The product of the number of detected reciprocals of the measured signal at the timing specified by the reference clock and the count value of the second counter at the timing is integrated in the section specified by the measured signal. A reciprocal count value generation circuit including a reciprocal count value generation unit that generates a reciprocal count value.
前記第2のカウンターは、前記基準クロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを用いて、前記基準クロックのカウントを行う請求項1に記載のレシプロカルカウント値生成回路。 The first counter detects the inverted edge by using the rising edge and the falling edge of the reference clock.
The reciprocal count value generation circuit according to claim 1, wherein the second counter uses the rising edge and the falling edge of the reference clock to count the reference clock.
前記第1のカウンターは、前記パルス信号を用いて、前記反転エッジの検出を行い、
前記第2のカウンターは、前記パルス信号を用いて、前記基準クロックのカウントを行う請求項1に記載のレシプロカルカウント値生成回路。 A detection circuit for detecting the rise and fall of the reference clock and generating a pulse signal synchronized with the rise and fall of the reference clock is provided.
The first counter detects the inverted edge by using the pulse signal.
The reciprocal count value generation circuit according to claim 1, wherein the second counter uses the pulse signal to count the reference clock.
前記第2のカウンターは、前記基準クロックの立ち上がりをカウントする第1のカウント部と、前記基準クロックの立ち下がりをカウントする第2のカウント部とを備え、
前記第1のカウンターは、前記パルス信号を用いて、前記反転エッジの検出を行い、
前記第2のカウンターは、前記基準クロックのカウントにおいて、前記第1のカウント部により前記基準クロックの立ち上がりをカウントし、前記第2のカウント部により前記基準クロックの立ち下がりをカウントする請求項1に記載のレシプロカルカウント値生成回路。 A detection circuit for detecting the rise and fall of the reference clock and generating a pulse signal synchronized with the rise and fall of the reference clock is provided.
The second counter includes a first counting unit that counts the rising edge of the reference clock and a second counting section that counts the falling edge of the reference clock.
The first counter detects the inverted edge by using the pulse signal.
According to claim 1, the second counter counts the rise of the reference clock by the first counting unit and counts the fall of the reference clock by the second counting unit in counting the reference clock. The reciprocal count value generation circuit described.
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6のいずれか1項に記載のレシプロカルカウント値生成回路と、を備えることを特徴とする物理量センサー。 A detector that detects physical quantities and
A physical quantity sensor comprising the reciprocal count value generation circuit according to any one of claims 1 to 6, wherein a signal to be measured output from the detection unit is input.
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