JPH0234020A - 基本パルス信号成分抽出回路 - 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、繰り返し周波数ｆ１の基本パルス成分の立上
り・立下り部分に繰り返し周波数ｆ２以下のパルス成分
が重畳されたパルス信号から基本パルス成分を抽出する
基本パルス信号成分抽出回路に関し、特に、立上り・立
下り時間の速い信号が内部動作に必要な高速・高精度デ
ィジタル集積回路に適用して有効な基本パルス信号成分
抽出回路に関する。

〔従来の技術〕

ディジタル信号処理におけるパルス波形操作においては
生成されたパルス信号の立上り・立下り部分に高周波パ
ルス成分が重畳され、メカニカルなスイッチの切り替え
時に生ずるいわゆるチャタリングと同様の現象が生じる
ことがある。これは、例えば繰り返し周波数ｆのパルス
と、それとは僅かに異なる繰り返し周波数ｆ◆ｄｆのパ
ルスとの混合によって繰り返し周波数（ｆ＋ｄｆ）／ｄ
ｆの低周波ビート信号を生成する場合に、生成回路が有
するダイナミックなジッタ成分により、得られたビート
信号の立上り１・立下り部分にランダムな繰り返し性を
持つ高周波パルス成分が重畳されてしまう。このビー　
ト信号を次段のディジタル処理で例えばカウンタ用クロ
ック源やトリガーソースとして用いた場合、上記高周波
パルス成分によって計数誤差やタイミング誤差を招来し
、不具合を生ずる。そのため、基本パルス成分を抽出す
る基本パルス信号成分抽出回路が必要となる。

従来においては上記の問題を回避するために、抵抗や容
量成分によって高域阻止フィルタを構成し、基本パルス
の繰り返し周波数以上の成分を除去する方法が用いられ
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところがこの場合、高周波成分がカットされるため、基
本パルスの立上り・立下がりの急峻性が大きく鈍化し、
次段以降での回路のスイッチングタイミングの変動が著
しく増大し、精度劣化を生じていた。また、このような
抵抗値・容量値の調整が必要なアナログ的回路はディジ
タル集積回路上では実現しにくかった。

よって本発明の目的は上述の点に鑑み、タイミング精度
の劣化やディジタル集積回路上で実現しに（いといった
問題点を解決した基本パルス信号成分抽出回路を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決し、立上り・立下り時間の速
い信号が内部動作に必要な高速・高精度ディジタル集積
回路に適用して有効な基本パルス信号成分抽出回路を実
現するもので、繰り返し周波数ｆ１の基本パルス成分の
立上り・立下り部分に繰り返し周波数ｆ２以下のパルス
成分が重畳された源パルス信号から基本パルス成分を抽
出する基本パルス信号成分抽出回路において、源パルス
信号の論理ハイレベルを繰り返し周波数１２以上のクロ
ックで計数する第１計数手段と、該計数値が予め前記第
１計数手段に外部より設定した値に到達した時に第一の
単一パルスを発生する第１パルス発生手段と、源パルス
信号の論理ローレベルを繰り返し周波数１２以上のクロ
ックで計数する第２計数手段と、該計数値が予め前記第
２計数手段に外部より設定した値に到達した時に第二の
単一パルスを発生する第２パルス発生手段と、前記第一
のパルスをセット人力とし、前記第二のパルスをリセッ
ト入力とする双安定手段と、前記双安定手段の出力反転
毎に前記計数手段に外部より設定値を入力する設定手段
とを備えてなる。

（作用） 本発明では、高周波パルス成分を除去するのに十分な初
期値をカウンタ（計数手段）に予め設定しておき、基本
パルスに重畳された高周波信号源をクロックとして前記
カウンタで源パルス信号のハイレベル／ローレベルを別
個に計数し、計数値が前記初期値に到達した時に各々単
一のトリガー信号を発し、それらをセット／リセット信
号とするフリップフロップ（双安定手段）から基本バル
ス成分を抽出する。従って、カウンタをはじめとする論
理ゲートのみで実現できるため、ディジタル集積回路に
最適であり、立上り・立下り波形の鈍化も生じない。ま
た、高周波パルスが重畳されている時間に応じてカウン
タの初期値を設定することにより、基本パルス成分の波
形をほとんど維持したまま、効果的に高周波パルス成分
を除去できる。

〔実施例〕

第１図は、本発明を適用した基本回路の一実施例を示す
回路図である。第２図は第１図に示した実施例における
動作タイミングチャートを示す。

繰り返し周波数ｆ２の信号が関与したなんらかの操作で
生成された源パルス信号Ｐ１には、第２図に示すように
繰り返し周波数ｆ１の基本波成分の立上り・立下り部分
に繰り返し周波数ｆ２以下のランダムなパルス成分が重
畳されている。

繰り返し周波数ｆ２のパルス信号Ｐ２をクロックとして
源パルス信号Ｐ１のハイレベルを計数するために、パル
ス信号ＰＩ　、Ｐ２及び後述するセット／リセット・フ
リップフロップ５のＱＢ比出力論理積をＡＮＤゲート１
でとり、その出力をクロック入力とするカウンタ３が設
置されている。

また、繰り返し周波数ｆ２のパルス信号Ｐ２をクロック
として源パルス信号ＰＩのローレベルを計数するために
、パルス信号Ｐ１の反転信号をバッファ６で得、該反転
信号ＰＩＢ、前記パルス信号Ｐ２、及び後述するセット
／リセット・フリップフロップ５のＱ出力の論理積をＡ
ＮＤゲート２でとり、その出力をクロック入力とするカ
ウンタ４が設置されている。セット／リセット・フリッ
プフロップ５は、前記カウンタ３および４の動作シーケ
ンスを制御し、かつ目的の基本パルス信号を出力として
得る機能を有する。

カウンタ３，４には別個にカウントデータの初期値を外
部から設定できるように構成されている。さらに、カウ
ント動作によってデータに桁落ち（ボロー）が生じたと
きに、そのクロックサイクルのみボロー信号８３．Ｂ４
が発生される。ボロー信号Ｂ３はカウンタ４のデータ・
ロード信号Ｌ４とセット／リセット・フリップフロップ
５のセット信号Ｓに用いられる。ボロー信号Ｂ４はカウ
ンタ３のデータ・ロード信号Ｌ３とセット／リセット・
フリップフロップ５のリセット信号Ｒに用いられる。

以下のような動作手順によフて、基本パルス信号成分Ｐ
Ｏが抽出される。例えば、ＯＲゲート７．８を通して順
次イニシャル信号Ｉを送出すると、カウンタ３，４には
初期値が設定され、セット／リセット・フリップフロッ
プ５はリセット状態となり、従ってＡＮＤゲート１が動
作可能となり、繰り返し周波数ｆ２のパルス信号Ｐ２を
クロックとして源パルス信号ＰＩのハイレベルを計数す
ることが可能となる。

第２図のようにカウンタ３にはクロックＣ１１３が加わ
り、計数動作が進み、計数値がカウンタ初期値に到達し
た時点、即ち、例えばカウンタ３の初期値を８に設定し
ておくと、第２図のようにクロックＣに３が８回加わっ
た時点（源パルス信号では既に立上り部分の高周波パル
ス成分による影響の無いハイレベル安定領域に入ってい
る）でボロー信号Ｂ３がハイとなってセット／リセット
・フリップフロップ５がセットされ、セット／リセット
・フリップフロップ５のＱ出力がハイとなる。

同時にＡＮＤゲートｌは遮断され、ＡＮＤゲート２が動
作可能となり、カウンタ４に初期値がロードされ、カウ
ンタ４で繰り返し周波数ｆ２のパルス信号Ｐ２をクロッ
クとして源パルス信号Ｐｌのローレベルを計数すること
が可能となる。

第２図のようにカウンタ４にはクロックＣに４が加わり
、計数動作が進み、計数値がカウンタ初期値に到達した
時点、即ち、例えばカウンタ４の初期値を６に設定して
おくと、第２図のようにクロックＣに４が６回加わった
時点（源パルス信号では既に立上り部分の高周波パルス
成分による影響の無いローレベル安定領域に入っている
）でボロー信号Ｂ４がハイとなってセット／リセット・
フリップフロップ５がリセットされ、セット／すセット
・フリップフロップ５のＱ出力がローとなる。同時に、
＾ＮＤゲート２は遮断され、ＡＮＤゲート１が動作可能
となり、カウンタ３に初期値がロードされ、再びカウン
タ３によフて、繰り返し周波数ｆ２のパルス信号Ｐ２を
クロックとして源パルス信号ＰＩのハイレベルを計数す
ることが可能となる。同様の動作を繰り返すことにより
、第２図に示すように源パルス信号から基本パルス信号
成分ＰＯが抽出される。

上述したように、基本パルス信号成分ＰＯの立上り・立
下り時間はセット／リセット・フリップフロップの出力
の立上り・立下り時間に一致するため、フィルタによる
従来技術のように、それらの急峻性が損なわれることが
ない。また、高周波パルスが重畳されている時間に応じ
てカウンタ３，４の初期値をそれぞれ設定することによ
り、基本パルス成分のパルス幅をほとんど維持したまま
、効果的に高周波パルス成分を除去できる。

第３図は本発明における基本パルス信号抽出回路の他の
実施例を示す基本回路構成図である。第１図に示した実
施例との機能上の違いは、立上り・立下り時の高周波パ
ルス計数動作を一台のカウンタ１３で行っていること、
カウンタの初期値も立上り・立下がり時の高周波パルス
計数で兼用している点である。

本構成では、以下のような動作手順によって、基本パル
ス信号成分ＰＯが抽出される。例えばイニシャル信号■
を送出すると、ＯＲゲート１７を通してカウンタ１３に
は初期値が設定され、トグル・フリップフロップ１５は
リセット状態となり、従ってへＮＤゲート１１が動作可
能となり、繰り返し周波数ｆ２のパルス信号Ｐ２をクロ
ックとして源パルス信号ｅ１のハイレベルを計数するこ
とが可能となる。第２図のようにカウンタ３にはクロッ
クＣに１３が加わり、計数動作が進み、設定された初期
値に計数値が到達した時点、即ち、例えばカウンタ１３
の初期値を８に設定しておくと、第２図の場合と同様に
、クロックＣＫ１３が８回加わった時点（源パルス信号
では既に立上り部分の高周波パルス成分による影響の無
いハイレベル安定領域に入っている）でボロー信号８１
３がハイとなってトグル・フリップフロップ１５がトグ
ルされ、トグル・フリップフロップ１５のＱ出力がハイ
となる。

同時にＡＮＤゲート１１は遮断され、ＡＮＤゲート１２
が動作可能となり、カウンタ１３に再び初期値がロード
され、繰り返し周波数ｆ２のパルス信号Ｐ２をクロック
として源パルス信号Ｐｉのローレベルを計数することが
可能となる。カウンタ１３には＾ＮＤゲー）−１２の出
力がクロックＣＫ１３として加わり、計数動作が進み、
設定された初期値（８）に計数値が到達した時点でボロ
ー信号８１３が再びハイとなってトグル・フリップフロ
ップ１５がトグルされ、Ｑ出力がローとなる。同時に、
へＮＯゲート１２は遮断され、ＡＮＤゲート１１が動作
可能となり、カウンタ１３に初期値が再びロードされ、
繰り返し周波数ｆ２のパルス信号Ｐ２をクロックとして
源パルス信号Ｐ１のハイレベルを計数とすることが可能
となる。同様の動作を繰り返すことにより、第２図に示
したのと同様に源パルス信号から基本パルス信号成分Ｐ
Ｏが抽出される。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、カウ
ンタをはじめとする論理ゲートのみで構成できるため、
ディジタル集積回路に最適であり、立上り・立下り波形
の鈍化も生じない。また、高周波パルスが重畳されてい
る時間に応じてカウンタの初期値を設定することにより
、基本パルス成分の波形をほとんど維持したまま、効果
的に高周波パルス成分を除去できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す基本回路構成図、 第２図は第１図に示した実施例における回路の動作タイ
ミング図、 第３図は本発明における基本パルス信号抽出回路の他の
実施例を示す基本回路構成図である。 １．２　・・・ＡＮＤ　ゲート、 ３．４・・・カウンタ、 ５　・・・セット／リセット・フリップフロップ、６　
・・・ＯＲ／ＮＯＲ出力バッファ、７．８，１７．１８
　・・−ＯＲゲート、９・・・遅延ゲート、 ＰＯ・・・抽出された基本パルス信号成分、Ｐｌ　　・
・・源パルス信号、 ＰＩＢ・・・源パルス信号の反転信号、Ｐｌ　　・・・
高周波パルス信号、 ■　・・・イニシャル信号、 Ｌ３．Ｌ４．Ｌｉ２・・・ロード信号、Ｂ３．Ｂ４．Ｂ
１３・・・ボロー出力、ＣＨ２，ＣＨ２，ＣＫ１３・・
・クロック入力、Ｓ　・・・セット入力、 Ｒ・・・リセット入力、 Ｔ　・・・トグル人力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 繰り返し周波数ｆ１の基本パルス成分の立上り、立下り
   部分に繰り返し周波数ｆ２以下のパルス成分が重畳され
   た源パルス信号から基本パルス成分を抽出する基本パル
   ス信号成分抽出回路において、 源パルス信号の論理ハイレベルを繰り返し周波数ｆ２以
   上のクロックで計数する第１計数手段と、該計数値が予
   め前記第１計数手段に外部より設定した値に到達した時
   に第一の単一パルスを発生する第１パルス発生手段と、 源パルス信号の論理ローレベルを繰り返し周波数ｆ２以
   上のクロックで計数する第２計数手段と、該計数値が予
   め前記第２計数手段に外部より設定した値に到達した時
   に第二の単一パルスを発生する第２パルス発生手段と、 前記第一のパルスをセット入力とし、前記第二のパルス
   をリセット入力とする双安定手段と、前記双安定手段の
   出力反転毎に前記計数手段に外部より設定値を入力する
   設定手段と、 を備えてなることを特徴とする基本パルス信号成分抽出
   回路。