【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（ａ）発明の技術分野
この発明は、逓倍器と分周器を人力信閃とカウンタの間
に接続し、入力信号のジッタに影響か大きい低周波信号
や、Ｓ ／′Ｎ比の悪い入力信号を逓１１°ｔした後の
信−号をイ吏ってカウンタのグー１−１言号を作り、人
力（８号の周期のはらつきを減らずようにした周期カウ
ンタについてのものである。
（ｂ）従来技術と問題点
次に、第２図を参照して、従来技術による周期カウンタ
の柘成図を説明する。
第２図の４はグー１ル作成回路、５はカウンタ、】−１
は入力信号、１３は基準クロック、１５はグーＩ−信号
、１Ｇはカラン１〜テータである。
グー１へ作成回路４は、、入力信号］１からシ、−Ｉ−
ミツト回路等でゲート信号１５を作成する。
カウンタ５は、グー１〜信号１５で、グー１へが開いて
いる間たり基準クロック１３をカランとし、カラン１〜
データ１６を出ず。
第２図の回路て ｉｌｌ定値の有効桁数を−１１けるた
めには次のような方法が採用されている。
（ア）測定周期数を増やし、グー１へ時間を長くする。
（イ）測定周波数に対して、基準クロックの数か必要と
する桁数が得られるまで上けていく。
（ア）の場合は、測定周期数を増やすため、測定１１１
１間が長くなる。
（イ）の場合は、次に示すようなジ・ツタの影響か大き
くなり、カラン１〜値にバラツキがでてくる。
次に、（イ）の場合の影響を説明する。
入力信号１１をＶ（ｔ）＝Ａｓ ｉ ｎωｔ＋Ｎ（ｔ）
とする。
ただし、Ａはノイズ成分を含まない入力信号１１の波高
値、ωは人力１８号］ｌの角周波数でＣを入力信号の周
波数とすれば、ω−２πｆの関係になる。
Ｎ（［）は、時刻ｔのノイズレベルで
Ｎ、≦Ｎ口）≦＋Ｎ、のランダム値とする。
■（(a) Technical Field of the Invention This invention connects a multiplier and a frequency divider between a human input signal and a counter, and uses it to handle low-frequency signals that have a large effect on input signal jitter or input signals with a poor S/N ratio. This is about a period counter that is manually operated (No. 8) by manipulating the signal after the signal has been multiplied by 11°t to create the 1-1 word of the counter without reducing the fluctuations in the period. (b) Prior art and problems Next, a diagram of a period counter according to the prior art will be explained with reference to FIG. 2. In FIG. 2, 4 is a group creation circuit, 5 is a counter, -1
is an input signal, 13 is a reference clock, 15 is a goo I-signal, and 1G is a callan 1 to theta. The circuit 4 for creating the input signal ]1 to the input signal 1 is
A gate signal 15 is generated using a Mitsut circuit or the like. The counter 5 uses signals 1 to 15, and the reference clock 13 is used as a run while the signal to go 1 is open.
No data 16. In the circuit of FIG. 2, the following method is adopted to subtract -11 from the number of effective digits of the ill constant value. (a) Increase the number of measurement cycles and lengthen the time to Goo 1. (b) Increase the measurement frequency until the number of reference clocks or the required number of digits is obtained. In the case of (a), in order to increase the number of measurement cycles, measurement 111
1 interval becomes longer. In the case of (a), the effects of jis and ivy as shown below will be significant, and variations will appear in the values from 1 to 1. Next, the effects of case (a) will be explained. Input signal 11 as V(t)=As i nωt+N(t)
shall be. However, if A is the peak value of the input signal 11 that does not include noise components, ω is the angular frequency of human power No. 18]l, and C is the frequency of the input signal, the relationship is ω-2πf. N([) is the noise level at time t and is a random value of N, ≦N)≦+N. ■(
【）をし＝１．、の点でｖｏ −＝Ｖ［ｌＯ）のス
レショルド点でグー１〜信号を作成する。
このとき、■（【）はスレショルド点■。の近くでは、
Ｖ （ｔ）≠ωしの直線で近似できるとすれば、第３図
のようにノイズレベルＮ（し）によってＩ−８の時間か
ら１−１１＋たけずれる。
第３図の線６は■（ｔ）−ωを十Ｎ。を示し、線７は■
（ｌｌ−ωしを示す。また、線８は■（【）−ωｔ−Ｎ
、を示す。
第３図のｔ−からｔ＋までの間隔Δｔは、Δｔ＝２Ｎ、
、／Ａωとなり、次の入力信号１１の立上がりまでを考
えると、第４図に示すように１周期の時間はＴｌ１ｌａ
Ｘ〜′ｒ゛■１１１１間のばらつきとなってしまう。
このばらつきを減らずため、何周期分がの平均値として
１周期分のカラン１〜値を示す方法もあるが、結果的に
は何周期分を取るかによって測定時間が長くなる。
次に第４図の内容を説明する。
１、．１．はノイズレベルの影響がないときの入力信号
がスレショルド点■。をよぎる時刻、Ｌｌ−２Ｌ１ 、
’Ｆ、、ｘ−１ｔｘ＋はそれぞれｔ。
とし２のとき、ノイズレベルの影響を受けてスレショル
ド点■。をよぎる時刻である。
実際の入力信号の周期Ｔは、Ｔ＝ｔ、−ｔ□であるが、
ノイズＮ（０の影響でΔＴの誤差が生じるため、次のよ
うにｒｍａｘ 、Ｔｌ１ｉ１１の周期となる場合がある
。
Ｔ、、、 ＝Ｔ−ト ２ Ｘ １ ／２
Ａ ｔＴ＋２Ｎ、／Ａω
Ｔ”１．、−Ｔ−２Ｘ ］ ／２ΔＬ
Ｔ−２Ｎ、／Ａω
実際の測定周期は上のＴ ｍａｘ〜Ｔ ｍ ｉ ｎ間の
ランダム値となり、Ｓ／Ｎが悪い信号や、周波数の低い
信号を精確に求める場合には、基準クロック１３の周期
Ｔ ｃに対して２ＮＯ／’Ａωが大きくなるとカラン１
〜値にばらつきが出る。
第４図の説明から、測定周期Ｔには
Ｔ１．８〜Ｔ、。の間でばらつきが出る。
これを減らずには、ＩＴ、８え−Ｔ１ｎ １を小さくす
ればよい。
ｌ Ｔ、、、−’ｒ、ｔ、、ｌ ＝ １４ Ｎｉｌ ／
Ａω１であり、Ａ、ω、Ｎｏ ＞Ｏなので、Δし＝ ４
Ｎ ｏ ／ Ａ ωを小さくずればよい。
このΔｔを小さくする方法のうち、Ｎｏを小さくし、Ａ
を大きくすることは入力信号の持つＳ／Ｎによるので、
この発明では次の２点でΔｔの値を小さくする。
（ア）入力信号を逓倍してωを大きくする。
（イ）ΔＬの誤差はノイズＮ。のランダム性によるとし
て、多数の平均値では、ΔＬは０に近づくと考え、逓倍
した信号を再び分周した信刀を使いΔＬを小さくする。
」二足（ア）と（イ）の方法を使えば、入力角周波数ω
τ２πｆをｎ逓倍し、その１１１分の１を分周した信号
をゲート信号に使い、測定周期Ｔを次のようにして求め
ることができる。
従来方法では、Ｒ番目の測定周期Ｔｌｌは入力信号周波
数をｆとして、
Ｔｎ ＝１ ／ ｆ ＋Ｅ−Ｎｏ ／ Ａω−−−−（
１）ただし、Ｅは周期を測定するときのスレショルドを
よぎる時間によって決まる係数で表わされる。
次に、式（１）の数値例を説明する。
Ａ ＝１００ 、 Ｎｏ ＝ １、Ｅ＝１として、スレ
ショルド点での時刻でノイズレベルが信号のレベルに対
して、ｌ／１００程度あり、これを１周期で測定すると
する。
測定される周波数ｆ＝１００１（ｚとすれば、測定され
る周期］゛９．は、
”Ｉ’、 ＝ １ ／１００ ＋ Ｉ Ｘ １ ／１０
０ Ｘ ２πＸ１００＝ １．００１５９ Ｘ １０−
２秒
測定される周波数は、’ｌ’Ｒ−１として、”１’ ＋
１ ’ ＝ ９９．８４１ Ｎ Ｚとなる。
（Ｃ）発明の目的
この発明は、、入力信号かクー１−作成回路に入る前に
入力信号を逓倍器に入れ、その出力を分周器で分周した
信号を使ってグーＩ〜信号を作成することにより、ゲー
ト１１１１間のはらつきを減らずことを目的とする６
（（１）発明の実施例
次に、この発明による実施例の構成図を第１国に示す。
第１１’ｌの１は逓倍器、２は分周器、３はカウンタで
ある。
、入力信号１１は逓１音器２により１１倍に逓倍され、
逓倍器１の出力は分周器２でｌ ／ ｍに分周される。
分周器２の出力は、グー１−信号１２としてカウンタ３
に供給される。
カウンタ３はグー１〜信号１２でケートを開閉し、グー
１へか開いている時間なＧづ基準クロック〕３をカラン
１〜する。
基準クロック１３のカウント値がカウンタ３の出力とし
て、カウンＩ−データ１４になる。
次に、第１図による測定周期とその誤差の関係を説明す
る。
入力信号］１の周波数をｆ ｌ−１７，、ジッタによる
誤差をΔ′Ｆ秒とずれは、逓倍器１の出力は、１１ 丁
となり、誤差Δ′「１は１ ／’ Ｉ’ｌ・ΔＴとなる
。
この信号は分周器２を通って１１・ｒ／川となり、誤差
ΔＴ２はｌ 、／ ｎΔ′「の１１１回分の平均値とな
る。
こうして得られるゲート信号１２は、もとの周期に対す
る誤差Δ′Ｆよりも軽減されることになる。
ゲート信号１２と基準クロック１３で働くカウンタ３の
カラン１−データ１１１は、次のようになる。
データ１４−１ロ／ｎ・１／′ｆ
＋１／ｎΣΔ” ） ／’ ＜ １ ／ ｆ ｃ ）式
（２）の１／ｎΣΔＴは誤差ΔＴのｒｎ回の平均値を１
／［１にしたものであり、従来方法の誤差Δ′１゛より
も小さくなっている。
これをＯと考えれは、カウントデータ１４は次の式（３
）のように書きかえられる。
データ１４＝ｍ／ｒ＋ ・ ＜１／’ｆ ）／ （Ｌ／
’ｆ ｃ）１’ｌ 、Ｉｌｉ、ｆｃはそれぞれ既知なの
で１、入力信号１］の周波数ｆは演算により求めること
ができる、また、Ｉ）、Ｉｎの値をプログラマフルとず
れは、測定周期を整数でない値にすることかできるため
、測定周期の時間を変えることかできる。
この発明によるＳ番ト１の測定周期゛１゛５は、Ｔｓ＝
Σｔ、 ］、 、／ （ｎ・ｆ）十ＩＥ ・Ｎ ｏ ３
／ Ａ ｒ】ｏ、＋ ）：’、 ＋＋ ／’川用−（
４）ただし、「ｌは逓倍器の逓倍数で、Ｉｌｌは分周器
の分周数、ＮｏＪは逓倍し、た後の、１番にくるノイズ
レベル、Ｅは周期を測定する時のスレショル１〜をよき
る時間によって決まる係数である。
式（４）を１１７きかえると、
Ｔ ｓ ＝ ｎ 、−’ ｍ ・Σ（１、／ （ｎ
ｒ） ）＋ ｎ ／′ｍΣ（Ｅ ・ＮｏＪ、／Ａｌｌω
）１ 、ｙ’ ｆ −１−＋＋ ／ ｒｎΣ（Ｅ Ｎ
ｏｊ／ Ａ ｎ ω）・・・・・・・・・・・・・・・
・・・−（５）式（５）から、各５で１差項は１／Ｉ】
に誠り、その総和はｒｌ’１周期の平均値と考えられる
ので、誤差は平均１直まて減ったこと（１こなる。
また、Ｉｌｌ −ＩＩとずれは、従来方法による測定値
１’ ＋＋と測定時間は同じでも、誤差は減ることがわ
かる。
次に、式（５）により数値例を５１２明する。
Ａ＝１００ ＝ Ｎ、 ＝ １、ｎ ＝ １００− ｍ
＝ １００とすれは、従来技術で説明した式（１）と
同じ条件で測定時間も等しくなる。
式（５）の項Σ（Ｅ ・Ｎ Ｑ Ｊ ／ Ａ ｎω）は
、Ｉｌｌ ”” Ｉに１００によって、１００逓倍した
ものの１００周期の平均値であるから、和記号Σの中の
各項は１００逓倍によりノイズレベルが１．／１００に
なり、平均値をとることによって、式（５）の項Σ＜ｃ
・Ｎ、ｒ／八へ）ω〉かｌ／１０まで軽減されるとずれ
は、式（５）にこれを代入して、Ｔｓ＝ｌ／ｆ−１−Ｅ
−Ｎ、／１０Ａｎω１．０００００１５９Ｘ １０−
２秒
：１！す定される周波数は、ＴＳ−’として、”Ｆｓ−
’ ＝ ９９．９９９８４ Ｔ−１ｚとなり、測定周波
数１００ ＨＺに対して従来技術よりも、より正確に求
めることができる。
（ｅ）発明の効果
この発明によれば、次のような効果がある。
（ア）低周波信号のようにジッタの影響の大きい信号や
、Ｓ／Ｎ比の悪い信弓を粘度よ（；１ｊｌｌ定すること
ができる。
（イ）周期ａ！す定の平均値を取るために多くの周期を
取らなくてもよくなり、測定時間を短くすることができ
る。
（つ）測定のためのグー■・信号は入力信号の非整数分
周比を収ることができるため測定周期を任意に変えるこ
とができる。[)=1. , a signal is created at the threshold point of vo −=V[lO). At this time, ■([) is the threshold point■. near the
If it can be approximated by a straight line with V (t)≠ω, then the time will be deviated by 1-11+ from the time of I-8 due to the noise level N(shi) as shown in FIG. Line 6 in Figure 3 represents ■(t)-ω as 10N. and line 7 is ■
(Ill-ωt-N. Line 8 shows ■([)-ωt-N
, is shown. The interval Δt from t- to t+ in FIG. 3 is Δt=2N,
, /Aω, and considering the rise of the next input signal 11, the time of one cycle is Tl1la as shown in FIG.
This results in a variation between X and 'r゛■1111. In order to avoid reducing this variation, there is a method of indicating the Curran 1 value for one cycle as an average value over several cycles, but as a result, the measurement time becomes longer depending on how many cycles are taken. Next, the contents of FIG. 4 will be explained. 1. 1. ■ is the input signal at the threshold point when there is no influence of noise level. The time when it crosses Ll-2L1,
'F,,x-1tx+ are each t. When 2, the threshold point ■ is affected by the noise level. It's time to cross. The actual period T of the input signal is T=t, -t□, but
Since an error of ΔT occurs due to the influence of noise N(0), the period may be rmax, Tl1i11 as follows. T, ,, =T-t2X1/2
A tT+2N, /Aω T"1., -T-2X ] /2ΔL T-2N, /Aω The actual measurement period is a random value between T max and T min above, and it is difficult to detect signals with poor S/N. , in order to accurately obtain a low frequency signal, if 2NO/'Aω becomes large with respect to the period Tc of the reference clock 13, then Karan 1
~Values vary. From the explanation of FIG. 4, the measurement period T is T1.8 to T. There are variations between the two. If this is not reduced, IT, 8e-T1n 1 can be made smaller. l T,,,−'r,t,,l = 14 Nil/
Since Aω1 and A, ω, No > O, Δshi = 4
It is sufficient to shift N o /A ω by a small amount. Among the methods of reducing this Δt, by reducing No and A
Increasing depends on the S/N of the input signal, so
In this invention, the value of Δt is reduced in the following two points. (a) Multiply the input signal to increase ω. (a) The error in ΔL is noise N. Considering that ΔL approaches 0 due to the randomness of a large number of average values, ΔL is reduced using a signal obtained by dividing the frequency of the multiplied signal again. ” If you use the two-legged method (a) and (b), the input angular frequency ω
Using a signal obtained by multiplying τ2πf by n and dividing the frequency by 1/111 as the gate signal, the measurement period T can be determined as follows. In the conventional method, the Rth measurement period Tll is calculated as follows, where f is the input signal frequency, Tn = 1 / f + E-No / Aω (
1) However, E is expressed as a coefficient determined by the time to cross the threshold when measuring the period. Next, a numerical example of equation (1) will be explained. Assume that A = 100, No = 1, and E = 1, and that the noise level at the time at the threshold point is about 1/100 of the signal level, and that this is measured in one cycle. Measured frequency f = 1001 (where z is the measured period) ゛9. is ``I'', = 1 / 100 + I X 1 / 10
0 x 2πX100= 1.00159 x 10-
The frequency measured for 2 seconds is "1" + as 'l'R-1.
1' = 99.841 NZ. (C) Purpose of the Invention This invention inputs the input signal into a multiplier before entering the input signal generation circuit, and uses the signal whose frequency is divided by the frequency divider to generate the signal I~. (1) Embodiment of the Invention Next, a block diagram of an embodiment of the invention will be shown in the first country. 1 is a multiplier, 2 is a frequency divider, and 3 is a counter. , the input signal 11 is multiplied by 11 times by the harmonic multiplier 2,
The output of the multiplier 1 is divided into l/m by the frequency divider 2. The output of frequency divider 2 is sent to counter 3 as goo1-signal 12.
is supplied to The counter 3 opens and closes the gate using the signals 1 to 12, and clocks the reference clock 3 during the opening time to the signal 1. The count value of the reference clock 13 becomes the counter I-data 14 as the output of the counter 3. Next, the relationship between the measurement period and its error according to FIG. 1 will be explained. If the frequency of input signal]1 is fl-17, and the error due to jitter is Δ'F seconds, the output of multiplier 1 will be 11, and the error Δ'1 is 1/'I'l・ΔT This signal passes through the frequency divider 2 and becomes 11·r/river, and the error ΔT2 becomes the average value of 111 times of l,/nΔ'. The gate signal 12 obtained in this way has the original period The error Δ'F for the counter 3 is reduced as follows. f +1/nΣΔ") /'< 1/f c) 1/nΣΔT in equation (2) is the average value of rn times of error ΔT.
/[1, which is smaller than the error Δ'1'' of the conventional method. Considering this as O, the count data 14 is calculated using the following formula (3
) can be rewritten as Data 14=m/r+ ・<1/'f )/(L/
Since 'f c)1'l, Ili, and fc are each known, the frequency f of input signal 1] can be obtained by calculation. Also, the deviation from the programmer full value of I) and In is determined by changing the measurement period. Since it can be set to a value that is not an integer, the time of the measurement cycle can be changed. The measurement period '1'5 of S number 1 according to this invention is Ts=
Σt, ], , / (n・f)ten IE・N o 3
/ A r] o, + ):', ++ /' River - (
4) However, "l is the multiplication number of the multiplier, Ill is the frequency division number of the frequency divider, NoJ is the noise level that comes first after multiplication, and E is the threshold 1 when measuring the period. It is a coefficient determined by the time it takes to solve ~. Rearranging equation (4) by 117 times, T s = n , -' m ・Σ(1, / (n
r) ) + n /'mΣ(E ・NoJ, /Allω
)1, y' f −1−++ / rnΣ(E N
oj/ A n ω)・・・・・・・・・・・・・・・
...-(5) From equation (5), one difference term for each 5 is 1/I]
Since the total sum is considered to be the average value of rl'1 cycle, the error is reduced by one shift on average (1 round). Also, Ill -II and deviation are 1' from the measured value by the conventional method. It can be seen that even if ++ and the measurement time are the same, the error is reduced.Next, a numerical example will be explained using equation (5).A=100=N,=1,n=100-m
= 100, the measurement time becomes the same under the same conditions as Equation (1) described in the prior art. The term Σ(E ・N Q J / A nω) in equation (5) is the average value of 100 cycles of Ill "" I multiplied by 100, so each term in the sum symbol Σ is 100 Due to multiplication, the noise level is reduced to 1. /100, and by taking the average value, the term Σ<c in equation (5)
・N, r/8) When the deviation is reduced to ω〉 or l/10, by substituting this into equation (5), Ts=l/f-1-E
-N, /10Anω1.00000159X 10-
2 seconds: 1! The determined frequency is TS-', "Fs-
' = 99.99984 T-1z, which can be determined more accurately than in the prior art for a measurement frequency of 100 Hz. (e) Effects of the invention According to this invention, there are the following effects. (A) Signals that are affected by jitter, such as low frequency signals, and signals with a poor S/N ratio can be determined by the viscosity. (B) Take the average value of the period a! There is no need to take as many cycles for the measurement, and the measurement time can be shortened. The period can be changed arbitrarily.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図はこの発明による実施例の構成図、第２図は従来
技術による周期カウンタの構成図、第３図と第４図は従
来技術の説明図である。
１・・・・・・逓倍器、２・・・・・・分周器、３・・
・・・・カウンタ、１１・・・・・・入力信号、１２・
・・・・・グーｌ〜信号、１３・・・・・・基準クロッ
ク、１４・・・・・・カラン１〜データ、。
うFIG. 1 is a block diagram of an embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a period counter according to the prior art, and FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams of the prior art. 1... Multiplier, 2... Frequency divider, 3...
...Counter, 11...Input signal, 12.
...Glue l~signal, 13...Reference clock, 14...Calan 1~data. cormorant