JPH01182758A - 周波数偏差の識別回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無線局の周波数シンセサイザ用基準発振波の
周波数偏差の監視や、冷却用ファンモータの回転パルス
周期の監視等に利用される入力信号の周波数偏差の識別
回路に関する。

〔従来の技術〕

無線局の監視機能の中には、周波数シンセサイザ用発振
波や冷却用ファンモータの回転パルスを対象として、そ
の周波数を常時監視し、その所定の周波数偏差内からの
逸脱時にはこれを検出して外部へ警報を出力する機能が
用意される場合がある。

上記の用途に供する従来の周波数偏差の識別方法として
は、周波数弁別回路を用いて周波数偏差を電圧値に変換
し、所定の電圧しきい値と比較する方法や、周波数計測
器を用いて周波数を計測し、偏差をディジタル的に判定
する方法等が考えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者は回路が簡易である反面、アナログ
検出による精度上の問題があり、高精度の識別は期待で
きない。また後者は逆に、精度上の問題はないが、回路
規模が大きくなるという課題がある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、
回路規模が小さく、ＩＣ化が容易であり、かつ、周波数
偏差の識別の高精度化が可能な回路を提供しようとする
ものである。

即ち、本発明回路は第１図示のように入力信号ＩＮの入
力周波数の周波数偏差を識別するための基準発振波を出
力する基準発振器１と、前記基準発振波を入力し後記１
／２分周器３からの分周切替入力の２値状態に対応して
それぞれ１／Ｎ１および１／Ｎ２の分周を行う可変分周
器２と、この可変分周器２の分周パルス出力ＰＶを１／
２分周し前記可変分周器２の分周切替入力へ供する１７
２分周器３と、前記可変分周器２の分周パルス出力ＰＶ
のパルスの後縁に同期して細いワンショットパルス出力
Ｒを発生するワッショットトリガ回路４と、前記ワンシ
ョットパルス出力Ｒをリセット入力として２値論理に整
形された入力信号ＩＮを１／Ｎ分周して出力する固定分
周器５と、前記ワンショットパルス出力Ｒをリセット入
力とし前記固定分周器５の分周パルス出力ＰＦをトリガ
入力としてデータ入力を常時“Ｈ′″状態に保持した第
１のＤタイプフリップフロップ回路６と、前記１／２分
周出力Ｇを論理反転する論理反転器７と、前記第１のＤ
タイプフリップフロップ回路６の周期判定出力ＤＥＴを
データ入力とし前記１７２分周器３の１／２分周出力Ｇ
および前記論理反転器７によるその論理反転出力Ｇをそ
れぞれトリガ入力とする第２．第３のＤタイプフリップ
フロップ回路８，９とよりなり、前記第２、第３のＤタ
イプフリップフロップ回路８，９の識別出力Ｄｅ、Ｄ＋
からなる２ビットの状態によって、前記入力信号ＩＮの
周波数偏差の所属範囲を３種の区分に識別するようにし
たものである。

〔作　用〕

基準発振器１より出力する基準発振波は、可変分周器２
に入力されて１７２分周器３からの分周切替入力の２値
状態に対応してそれぞれ１／島および１／Ｎ！の分周が
行われる。この可変分周器２の分周パルス出力ＰＶは１
／２分周器３に入力されて１／２分周され、この１７２
分周出力は可変分周器２に分周切替入力として加えられ
る。

一方、可変分周器２の分周パルス出力ＰＶはワッショッ
トトリガ回路４に入力され、この分周パルス出力ＰＶの
パルス後縁に同期して細いワンショットパルス出力Ｒが
発生される。この回路４のワンショットパルス出力Ｒは
、固定分周器５にリセット入力として加えられると共に
、第１のＤタイプフリップフロップ回路６にもリセット
入力として加えられる。固定分周器５はワンショットパ
ルス出力Ｒをリセット入力として加えられるため、Ｒ。

にパルスが発生していない時に２値論理に整形された入
力信号ＩＮを１／Ｎ分周して出力する。第１のＤタイプ
フリップフロップ回路６はワンショットパルス出力Ｒを
リセット入力とし、固定分周器５の分周パルス出力ＰＦ
をトリガ入力とし、またそのデータ入力は常時“Ｈ”状
態に保持されているので、その出力である周期判定出力
ＤＥＴは、Ｒの出力以前にＰＦのトリガ入力が生じた時
に“Ｈ”にセットされる。

また、１７２分周器３の１７２分周出力出力論理反転器
７に入力されてこれより論理反転出力百を出力する。第
１のＤタイプフリップフロップ回路８は、第２のＤタイ
プフリップフロップ回路６の周期判定出力ＤＥＴをデー
タ入力として加えられ１７２分周器３の１７２分周出力
出力大リガ入力として加えられ、出力Ｄｅを出力する。

第３のＤタイプフリップフロップ回路９は、第１のＤタ
イプフリップフロップ回路６の周期判定出力ＤＥＴをデ
ータ入力として加えられ論理反転器７の論理反転出力互
をトリガ入力として加えられ、出力り、を出力する。

第２．第３のＤタイプフリップフロップ回路８．９の出
力Ｄｏ、Ｄ＋は、２ビットの状態によって入力信号ＩＮ
の周波数偏差の所属範囲を３種の区分に識別する２ビッ
トの識別出力となる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を実施した周波数偏差の識別回路の一構
成例である。図中、ＩＮは２値論理に整形された入力信
号で、その周波数（入力周波数）が周波数偏差の識別の
対象となる信号である。１は入力周波数の周波数偏差の
識別のための基準発振波を出力する基準発振器、２はこ
の発振器１の基準発振波を入力し、後記１７２分周器３
からの分周切替入力の２値状態“Ｌ“および“Ｈ”に対
応してそれぞれＮ、およびＮ２の回数だけ、基準発振波
の立上り、または立下りをカウントする毎に、細い分周
パルス出力ＰＶを出力する機能を有する可変分周器、３
は前記分周パルス出力Ｐνを入力し、これを１／２分周
する１７２分周器で、その分周出力Ｇは、前記可変分周
器２の分周切替入力へ供給される。

４は同じく前記分周パルス出力ＰＶを入力し、そのパル
スの後縁に同期して細いワンショットパルス出力Ｒを出
力するワッショットトリガ回路、５は前記ワンショット
パルス出力Ｒをリセット入力とし、入力信号ＩＮの立上
り、または立下り変化をＮ回カウントする毎に分周パル
ス出力ＰＦを出力する固定分周器で、リセット人力Ｒが
“Ｌ”　（信号なし）の状態では１／Ｎ分周動作を継続
し、“Ｈ”（信号あり）の状態では随時、初期値（カウ
ント０）の状態ヘリセットするものである。

６は前記ワンショットパルス出力Ｒをリセット入力とし
、分周パルス出力ＰＦをトリガ入力とする第１の０７４
１７９７１７０７１回路で、そのデータ入力（Ｄ）は常
時“Ｈ”状態に保持されている。

ＤＥＴはこのフリップフロップ回路６の出力で、ワンシ
ョットパルス出力ＲのＬ″の状態の時間内に分周パルス
出力ＰＦの立上りが発生した場合に“Ｈ″状態セットさ
れることによってワンショットパルス出力Ｒの周期より
分周パルス出力Ｐｒの周期の方が時間的に短いことを検
出する周期判定出力となる。７は論理反転器で、１／２
分周器３の１７２分周出力出力大力し、その論理反転出
力百を出力する。８，９はフリップフロップ回路６と同
様の第２．第３の０７４１７９７１７０７１回路で、そ
れぞれ前記１／２分周出力Ｇおよび論理反転出力百をト
リガ入力とし、前記周期判定出力ＤＥＴを共にデータ入
力とすると共に、それぞれの出力Ｄ・およびＤＩは、入
力信号ＩＮの周波数偏差範囲を識別する２ビットの識別
出力となる。

次に第１図に示した本発明の構成例に基づき、第２図を
用いてその動作と効果を説明する。

第２図は第１図の各信号ＰＶ、　Ｇ、　Ｒ，Ｐ、　、　
ＤＥＴの時間変化例を示すタイムチャートで、横軸は時
間の経過を示し、左側に付した各記号は各該当する信号
名を、また右側に付した“Ｈ”、“Ｌ”は各々の２値状
態をそれぞれ示している。

ここで、可変分周器２の分周切替入力の２値状態“Ｌ′
″およびＨ”によってそれぞれ指定される分周数Ｎ１．
Ｎ！の大小関係をＮ、＞Ｎ、とすると、第２図の最上段
に示した分周パルス出力ＰＶの周期変化を上から二段目
に示した１ノ２分周出力Ｇは１７２分周することによっ
て、分周パルス出力ＰＶの立上り変化毎に“Ｌ”および
“Ｈ”の状態を繰り返すから、この１７２分周出力出力
大値状態に対応する分周パルス出力ＰＶの時間周期は、
基準発振器１の基準発振波の周波数をｆ、　（Ｎ２）と
おくと、それぞれＮ＋／　ｆＦ（秒〕、およびＮｚ／　
ｆ−（秒〕となり、前者の方が後者より長くなる。

また、第２図の上から３段目のワッショットトリガ回路
４のワンショットパルス出力Ｒは分周パルス出力ＰＶの
後縁の立下り時点に同期したパルス出力を発生するので
、その時間周期はＰＶと同一である。一方、入力信号Ｉ
Ｎの周波数をｆ、とすると、これを１／Ｎ分周する固定
分周器５の分周パルス出力ＰＦの時間周期は、ワンショ
ットパルス出力Ｒによるリセット動作がない場合、Ｎ／
ｆｔ（秒〕となる。今、前記分周パルス出力ＰＶの大小
２つの時間周期Ｎ＋／　ｆ−、ＮＺ／　ｆｒのそれぞれ
に、前記分周パルス出力ｐｒの時間周期Ｎ／ｆ、が等し
くなる場合のｆ、の値をｆ、およびｆ２とおくと、ｆ、
、ｆ、は下式により与えられる。

また、Ｎｌ　＞Ｎ、より、ｆｌとｆ２の大小関係は（１
）　、　（２１式％式％ そこで、入力周波数ｆ、の値がｆｔ　〈ｆｔ、ｆｔ〈ｆ
ｔ＜ｂおよびＬｔ＞ｈの各範囲にある場合の分周パルス
出力ＰＦと周期判定出力ＤＨＴの動作例を示すと、それ
ぞれ第２図の上から４段目と５段目、６段目と７段目、
および８段目と最下段のようになる。

まず、ｆｉ　＜ｆｌの範囲では、分周パルス出力ＰＦの
周期Ｎ／ｆｘはワンショットパルス出力Ｒの長い方の周
期ＮＩ／ｆ、より長くなる（Ｎ／ｆｉ＞Ｎｔ／ｆｒ　）
ため、Ｐｒの立上りより先に、ワンショットパルス出力
Ｒが必ず立上り、固定分周器５およびＤタイ１フ９フ１
フ０フ１回路６をリセットするので、分周パルス出力Ｐ
Ｆおよび周期判定出力ＤＥＴは“Ｌ”状態に常時保持さ
れる。

次に、ｆｌ＜　ｆｉ　＜［、の範囲では分周パルス出力
ＰＦの周期Ｎ／ｆｉはワンショットパルス出力Ｒの長い
方の周期Ｎ、／ｆ、より短く、また短い方の周期Ｎｚ／
ｆ、よりは長くなる（Ｎ＋／ｆｒ　＞　Ｎ／ｆｔ　＞Ｎ
ｚ／ｆｒ　）ため、ワンショットパルス出力Ｒの長い方
の周期Ｎ＋／ｆｒＯ間ではワンショットパルス出力Ｒの
立下り以後、Ｎ／ｆム　〔秒〕後に必ず分周パルス出力
ｐ。

が立上り、周期判定出力ＤＥＴは“Ｈ”状態にセントさ
れ、次にワンショットパルス出力Ｒの立上り変化が現れ
るまでこれを保持する。一方、ワンショットパルス出力
Ｒの短い方の周期ＮＺ／ｆ、の間では、前記ｆｉ　＜ｆ
ｌの場合と同様、分周パルス出力ＰＦＩ＋周期判定出力
ＤＥＴはいずれも“Ｌ”状態に保持されたままとなる。

また、ｆえ＞ｆｔの範囲では分周パルス出力ＰＦの周期
Ｎ／ｆｉは、ワンショットパルス出力Ｒの短い方の周期
Ｎｚ／ｆ、よりも短くなる（Ｎ／ｆｔ　＜　Ｎｇ／ｆ−
）ため、ワンショットパルス出力Ｒの長、短いずれの周
期においても、ワンショットパルス出力Ｒの立下り以後
、Ｎ／ｆｉ秒後に分周パルス出力ＰＦが必ず先に立上り
、周期判定出力ＤＥＴは“Ｈ゛状態セントされ、次のワ
ンショットパルス出力Ｒの立上り変化が現れるまでこれ
を保持する。

以上から、周期判定出力ＤＥＴは、分周パルス出力ＰＶ
の立上り点、即ち、第２図の上から５段目、７段目、９
段目の各周期判定出力ＤＥＴのタイムチャート上に○印
を施したタイミングにおいて、固定分周器５の時間周期
Ｎ／ｆｉ　と、可変分周器２の時間周期Ｎｌ／ｒ、　、
　Ｎｔ／ｒ、との大小比較結果を示すことになる。

従って、Ｄタイプフリップフロップ回路８および９は、
第２図の下側に、それぞれ記号（−）。

および（Ｄｌ）で示した前記○印の位置の周期判定出力
ＤＥＴの２値状態を１７２分周出力出力文上り点および
立下り点でそれぞれサンプルし、識別出力り。

およびり、として外部へ出力することにより、（ｏｅ、
Ｄｌ）の２ビットの組合わせを用いて入力周波数ｆ、が
、前記の３つの範囲のいずれに属するかを一意に示すこ
とができる。

即ち、第２図の例では、ｆｉ＜ｆ、、　ｆ、＜　ｆ、　
＜ｆ２およびｆｉ　＞ｆ、の各範囲に対し、ｏｅとＤｌ
の２ビットの組合せ（ｏｓ、Ｄ＋）としては（Ｌ”　Ｉ
ＩＬ”）、（“Ｈ”、“Ｌ”）および（“Ｈ＋＋、“Ｈ
”）がそれぞれ−意に対応しており、入力周波数ｆ。

の偏差を識別できることがわかる。

ここで、この偏差の識別のしきい値は、前記ｆ。

及びｆ２によって実質的に与えられるが、ｆｌとｆ島算
術平均値ｆｏ＝（ｆｔ＋ｆ雪）／２を基準中心周波数と
すると、ｆ、とｈの差の絶対値１ｆｔ−ｆｏｌが入力周
波数偏差となり、入力周波数の精度ｒ　（相対値）は次
式で与えられる。

ｆ、＝ｆ、、ｆ２の時、前記の識別出力０１１．０１が
変化するから、このときのｒが許容精度を与えることに
なり、これをｒ　ＭＡＸとおくと、（１１〜（３）式よ
り下式を得る。

（４）式より、許容精度ｒ　ＭＡＸはＮｌおよびＮＺを
適当に選ぶことにより、任意に設定できることがわかる
。

−例として、基準発振器１には、入力周波数ｆ。

の精度より１桁以上高い精度を有する発振周波数ｆ、を
与える回路を用いると共に、Ｎ、　、　ＮＺの値を充分
大きく設定し、かつＮ１とＮ２の値を近づけることによ
り、ｒ　ＷＡＸを目標値以下に小さく設定することがで
き、極めて精度の高い識別を行うことができる。

〔発明、の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、周波数
偏差の識別の設定値をプログラマブルに与えることがで
き、その高精度化にも容易に対応できると共に、これを
実現する上で、回路の全てを汎用の論理Ｉ　Ｃ（ＴＴＬ
、ＣＭＯ５）の組合せで構成でき、ＩＣ化に適するとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した周波数偏差の識別回路の一構
成例を示・す接続図、第２図は第１図の各部の信号の時
間変化例を示すタイムチャートである。 １・・・・・・基準発振器、２・・・・・・可変分周器
、３・旧・・１／２分周器、４・・・・・・ワッショッ
トトリガ回路、５・・・・・・固定分周器、７・・・・
・・論理反転器、６．８．９・・・・・・第１．第２．
第３のＤタイプフリップフロップ回路、ＩＮ・・・・・
・入力信号、Ｐν・・・・・・分周パルス出力、”　Ｇ
・・・・・・１／２分周出力、υ・・・・・・論理反転
出力、ＰＦ・・・・・・分周パルス出力、Ｒ・・・・・
・ワンショットパルス出力、ＤＨＴ・・・・・・周期判
定出力、Ｄａ、Ｄ＋・旧・・周波数偏差範囲の識別出力
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号ＩＮの入力周波数の周波数偏差を識別するため
   の基準発振波を出力する基準発振器１と、前記基準発振
   波を入力し後記１／２分周器３からの分周切替入力の２
   値状態に対応してそれぞれ１／Ｎ＿１および１／Ｎ＿２
   の分周を行う可変分周器２と、この可変分周器２の分周
   パルス出力Ｐ＿Ｖを１／２分周し前記可変分周器２の分
   周切替入力へ供する１／２分周器３と、前記可変分周器
   ２の分周パルス出力Ｐ＿Ｖのパルスの後縁に同期して細
   いワンショットパルス出力Ｒを発生するワッショットト
   リガ回路４と、前記ワンショットパルス出力Ｒをリセッ
   ト入力とし２値論理に整形された入力信号ＩＮを１／Ｎ
   分周して出力する固定分周器５と、前記ワンショットパ
   ルス出力Ｒをリセット入力とし前記固定分周器５の分周
   パルス出力Ｐ＿Ｆをトリガ入力としてデータ入力を常時
   “Ｈ”状態に保持した第１のＤタイプフリップフロップ
   回路６と、前記１／２分周出力Ｇを論理反転する論理反
   転器７と、前記第１のＤタイプフリップフロップ回路６
   の周期判定出力ＤＥＴをデータ入力とし前記１／２分周
   器３の１／２分周出力Ｇおよび前記論理反転器７による
   その論理反転出力＠Ｇ＠をそれぞれトリガ入力とする第
   ２、第３のＤタイプフリップフロップ回路８、９とより
   なり、前記第２、第３のＤタイプフリップフロップ回路
   ８、９の識別出力Ｄ＿８、Ｄ＿１からなる２ビットの状
   態によって、前記入力信号ＩＮの周波数偏差の所属範囲
   を３種の区分に識別するようにした周波数偏差の識別回
   路。