JPH025272B2 - - Google Patents
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- JPH025272B2 JPH025272B2 JP57095595A JP9559582A JPH025272B2 JP H025272 B2 JPH025272 B2 JP H025272B2 JP 57095595 A JP57095595 A JP 57095595A JP 9559582 A JP9559582 A JP 9559582A JP H025272 B2 JPH025272 B2 JP H025272B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/02—Measuring characteristics of individual pulses, e.g. deviation from pulse flatness, rise time or duration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/04—Measuring peak values or amplitude or envelope of ac or of pulses
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/34—Analogue value compared with reference values
- H03M1/38—Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
- H03M1/40—Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type recirculation type
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03M1/46—Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は信号のピークを自動的に検出する信号
検出方法に関する。
検出方法に関する。
未知の直流（DC）電圧レベルまたは時間的に
変化する信号（以下時間変化信号という）の値を
オシロスコープまたは外部電圧計を用いずに求め
る必要がしばしばある。更に、これらの値は繰り
返し信号用の安定したトリガ点の決定、ピーク対
ピーク電圧値の測定、パルス・エツジの立上り及
び立下り時間の測定等の際に、しばしば必要とな
る。このような必要性は電子カウンタまたはタイ
マ装置を使用する際に生じる。尚、これら装置に
おいては、周波数、電気的事象間の経過時間、電
気的事象の発生回数等の特性を決定するために未
知の印加信号または電圧レベルを測定する。一般
的にこの電子カウンタ装置の入力電圧ウインドウ
（範囲）は正及び負のピーク振幅を所定のダイナ
ミツク・レンジに制限し、トリガ・レベルはカウ
ンタ回路で計数応答が生じるために信号が通過す
るトリガ・ウインドウ内でなければならない。操
作者は正面パネルの制御手段によりトリガ・レベ
ルを手動調整して、安定したトリガが得られる点
にトリガ・レベルを設定する。もし、全体の信号
振幅がトリガ・ウインドウよりも大幅に小さけれ
ば、信号の位置を見つけるために正面パネルの制
御手段を用いて挿索する必要があり、次に計数を
安定させるため試行錯誤により調整をする。
変化する信号（以下時間変化信号という）の値を
オシロスコープまたは外部電圧計を用いずに求め
る必要がしばしばある。更に、これらの値は繰り
返し信号用の安定したトリガ点の決定、ピーク対
ピーク電圧値の測定、パルス・エツジの立上り及
び立下り時間の測定等の際に、しばしば必要とな
る。このような必要性は電子カウンタまたはタイ
マ装置を使用する際に生じる。尚、これら装置に
おいては、周波数、電気的事象間の経過時間、電
気的事象の発生回数等の特性を決定するために未
知の印加信号または電圧レベルを測定する。一般
的にこの電子カウンタ装置の入力電圧ウインドウ
（範囲）は正及び負のピーク振幅を所定のダイナ
ミツク・レンジに制限し、トリガ・レベルはカウ
ンタ回路で計数応答が生じるために信号が通過す
るトリガ・ウインドウ内でなければならない。操
作者は正面パネルの制御手段によりトリガ・レベ
ルを手動調整して、安定したトリガが得られる点
にトリガ・レベルを設定する。もし、全体の信号
振幅がトリガ・ウインドウよりも大幅に小さけれ
ば、信号の位置を見つけるために正面パネルの制
御手段を用いて挿索する必要があり、次に計数を
安定させるため試行錯誤により調整をする。
この問題は当業者には周知であり、自動レベル
検出・トリガ装置及び方法が提案されている。こ
のよう自動トリガ回路の１つは本発明の出願人に
より出願中の特願昭53−47609に開示されている。
これでは、トリガ・レベル電圧は入力信号電圧レ
ベルと交差するまでトリガ・ウインドウを掃引さ
れる。しかし、入力信号が時間変化しているな
ら、トリガ・レベルの掃引は継続し、トリガは異
なる任意のレベルで起きる。
検出・トリガ装置及び方法が提案されている。こ
のよう自動トリガ回路の１つは本発明の出願人に
より出願中の特願昭53−47609に開示されている。
これでは、トリガ・レベル電圧は入力信号電圧レ
ベルと交差するまでトリガ・ウインドウを掃引さ
れる。しかし、入力信号が時間変化しているな
ら、トリガ・レベルの掃引は継続し、トリガは異
なる任意のレベルで起きる。
米国特許第4069452は時間変化信号の中央値の
ほかに最大及び最小値の正確な値を自動的に検出
する装置を開示している。これでは、連続した階
段状電圧ランプ波トリガ・ウインドウ内の指示さ
れた範囲を走査して、入力信号と交差する。正及
び負のピークのだいたいの幅が決まると、ピーク
を正確に挿すために更に小さな階段電圧ランプを
使用する。次に両ピーク値の中央値を計算する。
しかし特に、入力信号の変化が遅い即ち低周波数
繰り返し信号であると、中央値を求めるためかな
り時間がかかる。更に、この装置は非常に低い繰
り返し率で生じる速い電気的スパイクの検出はで
きない。また、レンジ外の信号を検出できず、ま
た電圧ランプ信号の傾斜方向を変更して両方向か
ら電圧レベルを掃引するための装備がないので
DC電圧レベルを決定できない。即ち電圧レベル
を検出しても、それが実際に信号ピークかDC電
圧かは解らない。
ほかに最大及び最小値の正確な値を自動的に検出
する装置を開示している。これでは、連続した階
段状電圧ランプ波トリガ・ウインドウ内の指示さ
れた範囲を走査して、入力信号と交差する。正及
び負のピークのだいたいの幅が決まると、ピーク
を正確に挿すために更に小さな階段電圧ランプを
使用する。次に両ピーク値の中央値を計算する。
しかし特に、入力信号の変化が遅い即ち低周波数
繰り返し信号であると、中央値を求めるためかな
り時間がかかる。更に、この装置は非常に低い繰
り返し率で生じる速い電気的スパイクの検出はで
きない。また、レンジ外の信号を検出できず、ま
た電圧ランプ信号の傾斜方向を変更して両方向か
ら電圧レベルを掃引するための装備がないので
DC電圧レベルを決定できない。即ち電圧レベル
を検出しても、それが実際に信号ピークかDC電
圧かは解らない。
本発明によれば、所定のダイナミツク・レンジ
またはトリガ・ウインドウ内の未知の印加電圧ま
たはDC電圧の値を自動的且つ正確に検出するた
め二分探索（binary search）技術を用いる。未
知の信号またはDC電圧を電圧比較器の一方の入
力端に印加する。論理制御器で生じたｎビツトデ
ジタル信号をアナログ基準電圧に変換し、比較器
の他の入力端に印加する。比較器の出力端を、ト
グル・フリツプ・フロツプまたはカウンタのよう
な検出記録器として使用するエツジでトリガされ
る装置に接続する。尚、この装置の論理状態は論
理制御器により監視される。記憶器及び演算器は
基本的検出装置を構成する。二分探索技術は、比
較器の基準電圧試験レベルがトリガ・ウインドウ
内で信号のピーク値に近づくようにｎビツトのデ
ジタル試験レベル数値を論理制御器により選択す
る試験循環工程を含む。一度、正及び負の両ピー
ク値が既知になると、それらの中央値を計算し
て、自動トリガを行うためのトリガ・レベルが決
定する。パルス・エツジの立上り及び立下り時間
の測定は信号振幅の10％及び90％の点の間の時間
を計算すればよい。必要であれば、低周波数また
は低衝撃係数信号を検出するために、各試験レベ
ルを所定時間保持してもよい。無信号または範囲
外状態も同様に検出する。正及び負のピーク探索
試験循環工程の探索工程は両方の循環工程を同時
に実行するように交互に行なつてもよい。
またはトリガ・ウインドウ内の未知の印加電圧ま
たはDC電圧の値を自動的且つ正確に検出するた
め二分探索（binary search）技術を用いる。未
知の信号またはDC電圧を電圧比較器の一方の入
力端に印加する。論理制御器で生じたｎビツトデ
ジタル信号をアナログ基準電圧に変換し、比較器
の他の入力端に印加する。比較器の出力端を、ト
グル・フリツプ・フロツプまたはカウンタのよう
な検出記録器として使用するエツジでトリガされ
る装置に接続する。尚、この装置の論理状態は論
理制御器により監視される。記憶器及び演算器は
基本的検出装置を構成する。二分探索技術は、比
較器の基準電圧試験レベルがトリガ・ウインドウ
内で信号のピーク値に近づくようにｎビツトのデ
ジタル試験レベル数値を論理制御器により選択す
る試験循環工程を含む。一度、正及び負の両ピー
ク値が既知になると、それらの中央値を計算し
て、自動トリガを行うためのトリガ・レベルが決
定する。パルス・エツジの立上り及び立下り時間
の測定は信号振幅の10％及び90％の点の間の時間
を計算すればよい。必要であれば、低周波数また
は低衝撃係数信号を検出するために、各試験レベ
ルを所定時間保持してもよい。無信号または範囲
外状態も同様に検出する。正及び負のピーク探索
試験循環工程の探索工程は両方の循環工程を同時
に実行するように交互に行なつてもよい。
本発明に従つた特定の構成では、各チヤンネル
の入力比較器及び初段カウンタと共にマイクロコ
ンピユータ及びそれに関連した記憶器とを使用し
て、２チヤンネル・ユニバーサル・カウンタの両
チヤンネルを同時に試験できる。
の入力比較器及び初段カウンタと共にマイクロコ
ンピユータ及びそれに関連した記憶器とを使用し
て、２チヤンネル・ユニバーサル・カウンタの両
チヤンネルを同時に試験できる。
本発明の目的は二分探索技術を使用して未知の
印加信号の信号レベルを敏速に検出する信号検出
方法を提供することである。
印加信号の信号レベルを敏速に検出する信号検出
方法を提供することである。
本発明の他の目的は外部の試験器を用いずに未
知のDC電圧または時間変化信号の値を決定する
信号検出方法を提供することである。
知のDC電圧または時間変化信号の値を決定する
信号検出方法を提供することである。
本発明の目的は時間変化信号のタイミング及び
振幅特性を予め求めることなく、この信号の安定
したトリガを自動的に得る信号検出方法を提供す
ることである。
振幅特性を予め求めることなく、この信号の安定
したトリガを自動的に得る信号検出方法を提供す
ることである。
本発明の他の目的は単一の信号探索過程におい
て２つ以上の時間変化信号の２つ以上のピークを
検出する信号検出方法を提供することである。
て２つ以上の時間変化信号の２つ以上のピークを
検出する信号検出方法を提供することである。
本発明の他の目的及び効果は添付図を参照して
行う以下の説明より当業者には明らかとなろう。
行う以下の説明より当業者には明らかとなろう。
第１図は本発明の信号検出器の簡略的ブロツク
図である。未知のDC電圧または時間変化信号を
入力端１０を介して比較器１２の一方の入力端に
印加し、デジタル・アナログ変換器（DAC）１
４から他方の入力端に印加した基準電圧EREFと比
較する。比較器１２の出力を遷移検出器即ちエツ
ジ・トリガ・フリツプフロツプ１６の如き検出記
録器に印加する。論理制御器１８はｎビツトのデ
ジタル信号を発生し最終的にｎビツトのデジタル
数が、入力端１０に加えたDC電圧または時間変
化信号の所定のピーク値に一致する等価アナログ
電圧を与えるまで二分探索の間、最上位ビツト
（MSB）から最下位ビツト（LSB）まで１ビツト
ずつ変化させ続ける。検出した入力値に相当する
１またはそれ以上のｎビツトのデジタル数を蓄積
するために記憶器２０を設ける。演算器２２は論
理制御器１８に接続され、例えばパルス・エツジ
の立上り及び立下り時間の計算の如き数学的機能
とする。検出した信号レベルまたは計算結果を表
示器２４に表示してもよい。
図である。未知のDC電圧または時間変化信号を
入力端１０を介して比較器１２の一方の入力端に
印加し、デジタル・アナログ変換器（DAC）１
４から他方の入力端に印加した基準電圧EREFと比
較する。比較器１２の出力を遷移検出器即ちエツ
ジ・トリガ・フリツプフロツプ１６の如き検出記
録器に印加する。論理制御器１８はｎビツトのデ
ジタル信号を発生し最終的にｎビツトのデジタル
数が、入力端１０に加えたDC電圧または時間変
化信号の所定のピーク値に一致する等価アナログ
電圧を与えるまで二分探索の間、最上位ビツト
（MSB）から最下位ビツト（LSB）まで１ビツト
ずつ変化させ続ける。検出した入力値に相当する
１またはそれ以上のｎビツトのデジタル数を蓄積
するために記憶器２０を設ける。演算器２２は論
理制御器１８に接続され、例えばパルス・エツジ
の立上り及び立下り時間の計算の如き数学的機能
とする。検出した信号レベルまたは計算結果を表
示器２４に表示してもよい。
第１図の装置の発明の要旨に関連する二分探索
技術は第２図を参照して理解されるであろう。第
２図は電圧下限Lmin及び電圧上限Lmaxを有す
るトリガ・ウインドウを示す。トリガ・ウインド
ウは検出できる入力信号のダイナミツク・レンジ
であり、比較器１２の基準電圧を発生するDAC
１４の出力により決定する。例えば、第２図に示
すような通常、トリガ・ウインドウの下半分の範
囲で生じる低レベル繰り返し信号の或る未知の信
号の正のピークを決定することが要求されている
とする。更に論理制御器１８は“00000”のLmin
から“11111”のLmaxまでの範囲で５ビツトの
デジタル数を発生できる。特定の５ビツトのデジ
タル数が第２図の左端の論理図で描かれ、ここで
黒は論理“１”、白は論理“０”を表わす。
技術は第２図を参照して理解されるであろう。第
２図は電圧下限Lmin及び電圧上限Lmaxを有す
るトリガ・ウインドウを示す。トリガ・ウインド
ウは検出できる入力信号のダイナミツク・レンジ
であり、比較器１２の基準電圧を発生するDAC
１４の出力により決定する。例えば、第２図に示
すような通常、トリガ・ウインドウの下半分の範
囲で生じる低レベル繰り返し信号の或る未知の信
号の正のピークを決定することが要求されている
とする。更に論理制御器１８は“00000”のLmin
から“11111”のLmaxまでの範囲で５ビツトの
デジタル数を発生できる。特定の５ビツトのデジ
タル数が第２図の左端の論理図で描かれ、ここで
黒は論理“１”、白は論理“０”を表わす。
二分探索循環工程の初めにおいて、入力信号は
全く未知であり、入力信号があるかどうかも解ら
ない。そこで論理制御器１８は図示したように５
ビツトのデジタル数を設定し、基準電圧EREFを
Lmaxに設定する。第１工程では入力信号の正ピ
ーク値に等しい５ビツトのデジタル数のMSBを
決める。このために、DAC１４に“01111”（ま
たは“10000”）を加えてEREFを正確にLmax及び
Lminの中央値に設定し、第１試験工程tS1を開始
する。第１基準レベルの設定後、EREFが信号電圧
と交差するとフリツプ・フロツプ１６の出力状態
を変えるように比較器１２は立上り（positive−
going）トリガ・エツジを発生するので論理制御
器１８はフリツプ・フロツプ１６の出力状態を調
べて、少なくとも１回の遷移が起きたかどうか確
認し、遷移を確認すれば信号が検出されたことを
示す。図中の例では、信号は検出されないが、
EREFはタイミング回路即ち論理制御器１８に入力
されるクロツクに応じた期間Ｔを経るまでデジタ
ル数“01111”により設定したレベルを維持する。
期間Ｔは予め決められ、例えば指定された遮断低
周波数の入力信号の１周期に対応する期間でもよ
い。つまり、正のピーク値が基準レベルEREFと交
差するならばこの期間に交差するはずである。期
間Ｔの終わりで、第１試験工程が完了し、５ビツ
トのデジタル数を“01111”から“11111”に変化
させてEREFをLmaxに再設定する。フリツプ・フ
ロツプ１６の出力状態が工程tS1の終わりで変わ
つていなければ、トリガ・ウインドウの上半分に
信号はない。従つて、被検出値のMSBは論理
“０”である。よつて“０”が記憶器２０内に
MSBとして置換され、残りの４ビツトについて
はまだ未定である。
全く未知であり、入力信号があるかどうかも解ら
ない。そこで論理制御器１８は図示したように５
ビツトのデジタル数を設定し、基準電圧EREFを
Lmaxに設定する。第１工程では入力信号の正ピ
ーク値に等しい５ビツトのデジタル数のMSBを
決める。このために、DAC１４に“01111”（ま
たは“10000”）を加えてEREFを正確にLmax及び
Lminの中央値に設定し、第１試験工程tS1を開始
する。第１基準レベルの設定後、EREFが信号電圧
と交差するとフリツプ・フロツプ１６の出力状態
を変えるように比較器１２は立上り（positive−
going）トリガ・エツジを発生するので論理制御
器１８はフリツプ・フロツプ１６の出力状態を調
べて、少なくとも１回の遷移が起きたかどうか確
認し、遷移を確認すれば信号が検出されたことを
示す。図中の例では、信号は検出されないが、
EREFはタイミング回路即ち論理制御器１８に入力
されるクロツクに応じた期間Ｔを経るまでデジタ
ル数“01111”により設定したレベルを維持する。
期間Ｔは予め決められ、例えば指定された遮断低
周波数の入力信号の１周期に対応する期間でもよ
い。つまり、正のピーク値が基準レベルEREFと交
差するならばこの期間に交差するはずである。期
間Ｔの終わりで、第１試験工程が完了し、５ビツ
トのデジタル数を“01111”から“11111”に変化
させてEREFをLmaxに再設定する。フリツプ・フ
ロツプ１６の出力状態が工程tS1の終わりで変わ
つていなければ、トリガ・ウインドウの上半分に
信号はない。従つて、被検出値のMSBは論理
“０”である。よつて“０”が記憶器２０内に
MSBとして置換され、残りの４ビツトについて
はまだ未定である。
次の試験工程tS2は第2MSBを決定するために５
ビツトのデジタル数を“00111”に設定すること
により開始され、論理制御器１８はフリツプ・フ
ロツプ１６の出力状態を調べる。第２図の例では
EREFが試験レベルに向う際に信号と交差するの
で、比較器１２はフリツプ・フロツプ１６の出力
状態を変化させる。このように信号またはDC電
圧がLmin及びLmaxの間で、1/4及び1/2の間の
どこに存在するかが解る。期間Ｔの間中、試験レ
ベル“00111”を維持する必要はない。試験工程
tS2が完了すると、EREFをLmaxに再設定する。検
出した論理“１”は第2MSBとして蓄積される。
ビツトのデジタル数を“00111”に設定すること
により開始され、論理制御器１８はフリツプ・フ
ロツプ１６の出力状態を調べる。第２図の例では
EREFが試験レベルに向う際に信号と交差するの
で、比較器１２はフリツプ・フロツプ１６の出力
状態を変化させる。このように信号またはDC電
圧がLmin及びLmaxの間で、1/4及び1/2の間の
どこに存在するかが解る。期間Ｔの間中、試験レ
ベル“00111”を維持する必要はない。試験工程
tS2が完了すると、EREFをLmaxに再設定する。検
出した論理“１”は第2MSBとして蓄積される。
同様に残つた３ビツトは試験工程tS3、tS4及び
tS5で夫々“０”“１”及び“１”に決定する。最
終的検出信号“01011”は、正のピーク値を第２
図の左側に示された論理図と比較することにより
確められる。
tS5で夫々“０”“１”及び“１”に決定する。最
終的検出信号“01011”は、正のピーク値を第２
図の左側に示された論理図と比較することにより
確められる。
もし、トリガ・ウインドウ内に信号が無いな
ら、DAC１４に印加されたｎビツトのデジタル
数はMSBからLSBの順序で１ビツトを変化され、
比較器１２に印加された基準電圧EREFはトリガ・
ウインドウ内を移動し、t′S3、t′S4及びt′S5と付し
た点線で示すようにLmaxから始まり、Lminに
到達するように二分探索を行う。このように、無
信号状態及びレンジ限定状態を検出及び指示でき
る。仮りに、未知信号が第２図の例よりも大幅に
小さくまたは全くDCレベルだけであつても、正
確なレベルが得られるだろう。このことは本発明
に従つた検出装置がフリツプ・フロツプ１６で認
識される単一の遷移のみを必要とするからであ
り、傾斜が正確に選ばれるので、EREFが負の方向
に変化する未知信号と交差するとき（または未知
信号が正の方向に変化するEREFと交差するとき）
計数可能な遷移が生じる。
ら、DAC１４に印加されたｎビツトのデジタル
数はMSBからLSBの順序で１ビツトを変化され、
比較器１２に印加された基準電圧EREFはトリガ・
ウインドウ内を移動し、t′S3、t′S4及びt′S5と付し
た点線で示すようにLmaxから始まり、Lminに
到達するように二分探索を行う。このように、無
信号状態及びレンジ限定状態を検出及び指示でき
る。仮りに、未知信号が第２図の例よりも大幅に
小さくまたは全くDCレベルだけであつても、正
確なレベルが得られるだろう。このことは本発明
に従つた検出装置がフリツプ・フロツプ１６で認
識される単一の遷移のみを必要とするからであ
り、傾斜が正確に選ばれるので、EREFが負の方向
に変化する未知信号と交差するとき（または未知
信号が正の方向に変化するEREFと交差するとき）
計数可能な遷移が生じる。
第２図は信号の正のピーク値を検出する二分探
索技術を示しているが、負のピーク値に関しても
同様に反対の傾斜設定で、Lminから始めてトリ
ガ・ウインドウの上方に向つて移動すればよいこ
とは明らかである。エツジでトリガされるフリツ
プ・フロツプ１６の動作において、正しい極性を
監視するため、負のピーク値を探索中の立上り
（正方向に変化する）基準電圧EREFが、正のピー
ク値を探索中の立下り（負方向に変化する）基準
電圧EREFにより発生すると同じ極性のトリガを確
実に発生するために傾斜制御をしなければならな
い。この傾斜制御は当業者には周知であり、比較
器１２の＋及び−入力端の一方への切換え、また
は負のピーク値の探索中に比較器の出力を反転さ
せることにより達成できる。しかし、正及び負の
ピーク検出と関連した傾斜制御を含むことは本発
明の特徴であることに注意されたい。
索技術を示しているが、負のピーク値に関しても
同様に反対の傾斜設定で、Lminから始めてトリ
ガ・ウインドウの上方に向つて移動すればよいこ
とは明らかである。エツジでトリガされるフリツ
プ・フロツプ１６の動作において、正しい極性を
監視するため、負のピーク値を探索中の立上り
（正方向に変化する）基準電圧EREFが、正のピー
ク値を探索中の立下り（負方向に変化する）基準
電圧EREFにより発生すると同じ極性のトリガを確
実に発生するために傾斜制御をしなければならな
い。この傾斜制御は当業者には周知であり、比較
器１２の＋及び−入力端の一方への切換え、また
は負のピーク値の探索中に比較器の出力を反転さ
せることにより達成できる。しかし、正及び負の
ピーク検出と関連した傾斜制御を含むことは本発
明の特徴であることに注意されたい。
上述したように、信号の正及び負の両ピークの
検出値を記憶器２０に蓄積する。これらの値は論
理制御器１８により演算器２２に移し、ここで例
えば、両ピークの50％の点を計算して、入力信号
の安定したトリガを得るためのトリガレベルを発
生する。比較器１２及び遷移検出器１６でデジタ
ル・カウンタの入力段部分を形成するなら、実際
の信号処理に使用する構成要素で、信号レベルの
検出もできる。このことは、本発明の重要な特徴
である。このような２つの役割により、構成要素
整合またはドリフト補償の如き設計上の問題がな
くなる。更にホスト機器の価格要因及び電力消費
は減る。演算器２２は信号ピークの10％及び90％
の点を計算し、パルス変動の立上り及び立下り時
間の測定を容易にする。演算器２２はDC電圧レ
ベルの検出を確認する際に用いてもよく、このよ
うな場合、検出した正及び負のピーク値は互いに
等しい。
検出値を記憶器２０に蓄積する。これらの値は論
理制御器１８により演算器２２に移し、ここで例
えば、両ピークの50％の点を計算して、入力信号
の安定したトリガを得るためのトリガレベルを発
生する。比較器１２及び遷移検出器１６でデジタ
ル・カウンタの入力段部分を形成するなら、実際
の信号処理に使用する構成要素で、信号レベルの
検出もできる。このことは、本発明の重要な特徴
である。このような２つの役割により、構成要素
整合またはドリフト補償の如き設計上の問題がな
くなる。更にホスト機器の価格要因及び電力消費
は減る。演算器２２は信号ピークの10％及び90％
の点を計算し、パルス変動の立上り及び立下り時
間の測定を容易にする。演算器２２はDC電圧レ
ベルの検出を確認する際に用いてもよく、このよ
うな場合、検出した正及び負のピーク値は互いに
等しい。
第３図は本発明の自動信号検出装置を用いた２
チヤンネル・ユニバーサル・カウンタの入力段を
示すブロツク図である。チヤンネルＡは、入力端
を入力端子４２及びトリガ電圧源４４に夫々接続
した比較器４０、比較器４０の出力を選択的に反
転する傾斜選択回路４６及び従来のエツジでトリ
ガされるカウンタ連鎖回路４８を含む。同様に、
チヤンネルＢは入力端を入力端子５２及びトリガ
電圧源５４に夫々に接続した比較器５０、比較器
５０の出力を選択的のに反転する傾斜選択回路５
６及び従来のエツジでトリガされるカウンタ連鎖
回路５８を含む。トリガ電圧源４４及び５４はプ
ログラム可能な電圧源として動作する従来の
DACが好適である。プロセツサ及び記憶器を含
むマイクロ・コンピユータ６０は従来の市販のも
のでよく両チヤンネルＡ及びＢへの入力信号の正
及び負のピーク値のための二分探索を制御する。
チヤンネルＡ及びＢの動作は略等しく、マイク
ロ・コンピユータ６０はカウンタ連鎖回路用の適
当なトリガ・エツジを発生させるために比較器の
出力の極性（傾斜）を選択し、比較器の基準電圧
を設定し、計数に変化が起きたかどうかを判断す
るためカウンタ連鎖回路内のカウンタを監視す
る。各カウンタ連鎖回路の状態は二分探索の循環
工程の各試験工程ごとにそれらの状態をリセツト
するかまたは新しい値を読み出し及び蓄積するこ
とでカウンタ連鎖回路の内容を記憶することによ
り決定する。
チヤンネル・ユニバーサル・カウンタの入力段を
示すブロツク図である。チヤンネルＡは、入力端
を入力端子４２及びトリガ電圧源４４に夫々接続
した比較器４０、比較器４０の出力を選択的に反
転する傾斜選択回路４６及び従来のエツジでトリ
ガされるカウンタ連鎖回路４８を含む。同様に、
チヤンネルＢは入力端を入力端子５２及びトリガ
電圧源５４に夫々に接続した比較器５０、比較器
５０の出力を選択的のに反転する傾斜選択回路５
６及び従来のエツジでトリガされるカウンタ連鎖
回路５８を含む。トリガ電圧源４４及び５４はプ
ログラム可能な電圧源として動作する従来の
DACが好適である。プロセツサ及び記憶器を含
むマイクロ・コンピユータ６０は従来の市販のも
のでよく両チヤンネルＡ及びＢへの入力信号の正
及び負のピーク値のための二分探索を制御する。
チヤンネルＡ及びＢの動作は略等しく、マイク
ロ・コンピユータ６０はカウンタ連鎖回路用の適
当なトリガ・エツジを発生させるために比較器の
出力の極性（傾斜）を選択し、比較器の基準電圧
を設定し、計数に変化が起きたかどうかを判断す
るためカウンタ連鎖回路内のカウンタを監視す
る。各カウンタ連鎖回路の状態は二分探索の循環
工程の各試験工程ごとにそれらの状態をリセツト
するかまたは新しい値を読み出し及び蓄積するこ
とでカウンタ連鎖回路の内容を記憶することによ
り決定する。
第４図は印加された未知の時間変化信号の正及
び負のピーク値に関して交互に繰り返す二分探索
を説明するための波形図である。二分探索循環工
程は工程ｉにより説明できる。ここでマイクロ・
コンピユータ６０からトリガ電圧源４４及び５４
に印加するデジタル数のビツト数ｎについて、１
ｉｎとすると、このデジタル数のMSBに関
してはｉ＝１、第2MSBに関してはｉ＝２、同様
にして下降し、LSBに関してｉ＝ｎの各工程で
求まる。各試験工程ｉは正のピーク探索tS、Pi及
び負のピーク探索tS、Viに分かれる。探索循環工
程はトリガ電圧源４４及び５４の出力をLmaxに
設定し、入力信号がトリガ基準電圧を超すと立上
りエツジ・パルスが発生するように傾斜選択回路
４６及び５６を設定することにより各チヤンネル
に対して開始する。続いて個々に制御されるトリ
ガ基準電圧L1をL1＝（Lmax＋Lmin）／２に設定
する。マイクロ・コンピユータ６０はカウンタ連
鎖回路４８及び５８の内容を読み、試験工程
tS、P1は、信号が存在すれば計数発生後に、また
はトリガ・ウインドウの上半分に信号が存在しな
ければ期間Ｔ後に終了する。次に、トリガ・レベ
ルをLminに且つ傾斜を負に設定して負ピーク探
索工程tS、V1を始める。信号が存在すればトリ
ガ・ウインドウの下半分に存在することがすでに
解つているので、ｉ＝１の間トリガ・レベルを
（Lmax＋Lmin）／２に設定し、信号全体がトリ
ガ・ウインドウ内に入るかどうかを判断する。こ
こでは信号はLmin及びL1の間で検出される。そ
の結果、MSBは信号の正のピークVmax及び負
のピークVminの両方に関して決定する。ｉ＝２
の工程において、正及び負のピーク値の第2MSB
を決定する際に上述の工程を繰り返し、最終的に
ｉ＝ｎに関する値を決定するまで繰り返す。
び負のピーク値に関して交互に繰り返す二分探索
を説明するための波形図である。二分探索循環工
程は工程ｉにより説明できる。ここでマイクロ・
コンピユータ６０からトリガ電圧源４４及び５４
に印加するデジタル数のビツト数ｎについて、１
ｉｎとすると、このデジタル数のMSBに関
してはｉ＝１、第2MSBに関してはｉ＝２、同様
にして下降し、LSBに関してｉ＝ｎの各工程で
求まる。各試験工程ｉは正のピーク探索tS、Pi及
び負のピーク探索tS、Viに分かれる。探索循環工
程はトリガ電圧源４４及び５４の出力をLmaxに
設定し、入力信号がトリガ基準電圧を超すと立上
りエツジ・パルスが発生するように傾斜選択回路
４６及び５６を設定することにより各チヤンネル
に対して開始する。続いて個々に制御されるトリ
ガ基準電圧L1をL1＝（Lmax＋Lmin）／２に設定
する。マイクロ・コンピユータ６０はカウンタ連
鎖回路４８及び５８の内容を読み、試験工程
tS、P1は、信号が存在すれば計数発生後に、また
はトリガ・ウインドウの上半分に信号が存在しな
ければ期間Ｔ後に終了する。次に、トリガ・レベ
ルをLminに且つ傾斜を負に設定して負ピーク探
索工程tS、V1を始める。信号が存在すればトリ
ガ・ウインドウの下半分に存在することがすでに
解つているので、ｉ＝１の間トリガ・レベルを
（Lmax＋Lmin）／２に設定し、信号全体がトリ
ガ・ウインドウ内に入るかどうかを判断する。こ
こでは信号はLmin及びL1の間で検出される。そ
の結果、MSBは信号の正のピークVmax及び負
のピークVminの両方に関して決定する。ｉ＝２
の工程において、正及び負のピーク値の第2MSB
を決定する際に上述の工程を繰り返し、最終的に
ｉ＝ｎに関する値を決定するまで繰り返す。
常に負のピークは連続する正のピークの間に生
じるので両チヤンネルＡ及びＢに関して正及び負
のピークに対する各二分探索を交互に繰り返すこ
とにより計算時間を有効に利用できる。このこと
は低周波入力信号に対して特に顕著であり、新し
いトリガ・レベルの設定後に待機時間となる。待
機時間中、例えば上述の期間Ｔにコンピユータ６
０は他の機能を行なう。この機能とは他のチヤン
ネルでのトリガ基準電圧レベルの設定、カウンタ
連鎖回路の内容の読み出し等である。例えば、カ
ウンタ連鎖回路４８及び５８は同時にまたは交互
に動作可能状態になりtS、P1工程の完了と共にト
リガ・レベル電圧をLminに変化させるので、第
１試験工程tS、P1はチヤンネルＡ及びＢに関して
同時に進行する。正及び負のピークの二分探索
は、上述したように両チヤンネルに対して全く同
数の工程で実行され、二分探索処理により決定す
る実際の値はチヤンネルＡの信号の正のピーク
（VAmax）、負のピーク（VAmin）と、チヤン
ネルＢの信号の正のピーク（VBmax）、負のピ
ーク（VBmin）に相当するｎビツトのデジタル
数の二進ビツトの値であることに留意されたい。
これらの値から、50％のトリガ点を計算してもよ
くまた、立上り及び立下り時間測定を容易にする
ため、立上りまたは立下りエツジの10％及び90％
の点を計算してもよい。
じるので両チヤンネルＡ及びＢに関して正及び負
のピークに対する各二分探索を交互に繰り返すこ
とにより計算時間を有効に利用できる。このこと
は低周波入力信号に対して特に顕著であり、新し
いトリガ・レベルの設定後に待機時間となる。待
機時間中、例えば上述の期間Ｔにコンピユータ６
０は他の機能を行なう。この機能とは他のチヤン
ネルでのトリガ基準電圧レベルの設定、カウンタ
連鎖回路の内容の読み出し等である。例えば、カ
ウンタ連鎖回路４８及び５８は同時にまたは交互
に動作可能状態になりtS、P1工程の完了と共にト
リガ・レベル電圧をLminに変化させるので、第
１試験工程tS、P1はチヤンネルＡ及びＢに関して
同時に進行する。正及び負のピークの二分探索
は、上述したように両チヤンネルに対して全く同
数の工程で実行され、二分探索処理により決定す
る実際の値はチヤンネルＡの信号の正のピーク
（VAmax）、負のピーク（VAmin）と、チヤン
ネルＢの信号の正のピーク（VBmax）、負のピ
ーク（VBmin）に相当するｎビツトのデジタル
数の二進ビツトの値であることに留意されたい。
これらの値から、50％のトリガ点を計算してもよ
くまた、立上り及び立下り時間測定を容易にする
ため、立上りまたは立下りエツジの10％及び90％
の点を計算してもよい。
DC電圧または低周波遮断点より低い周波数の
時間変化信号は二分探索循環工程の各試験工程で
トリガ・レベルを交互にLmin及びLmaxに設定
することで確実に検出できる。
時間変化信号は二分探索循環工程の各試験工程で
トリガ・レベルを交互にLmin及びLmaxに設定
することで確実に検出できる。
自動トリガ・レベルを、自動信号レベル検出装
置を含む機器の低周波数遮断点より低い周波数の
時間変化信号用に利用してもよい。しかし、この
トリガ・レベルは信号のピーク間の50％の点にな
るように計算したものであつても、またはそうで
なくてもよい。低速変化信号がトリガ・ウインド
ウ内にあると、たとえトリガ基準電圧がピーク値
に一致しなくても、比較器は正のピーク及び負の
ピークを探索する間中、カウンタを動作させる遷
移信号を発生する。しかし、正のピークを探索す
る間に検出するレベルは負のピークよりも正でな
ければならない。同様に負のピークを探索する間
に検出するレベルは正のピークよりも負でなけれ
ばならない。従つて、２つの検出値はこれらの間
の或る点で自動トリガ・レベルを形成する際に使
用してもよい。
置を含む機器の低周波数遮断点より低い周波数の
時間変化信号用に利用してもよい。しかし、この
トリガ・レベルは信号のピーク間の50％の点にな
るように計算したものであつても、またはそうで
なくてもよい。低速変化信号がトリガ・ウインド
ウ内にあると、たとえトリガ基準電圧がピーク値
に一致しなくても、比較器は正のピーク及び負の
ピークを探索する間中、カウンタを動作させる遷
移信号を発生する。しかし、正のピークを探索す
る間に検出するレベルは負のピークよりも正でな
ければならない。同様に負のピークを探索する間
に検出するレベルは正のピークよりも負でなけれ
ばならない。従つて、２つの検出値はこれらの間
の或る点で自動トリガ・レベルを形成する際に使
用してもよい。
斯る本発明によれば、所定ビツト数のデジタル
値の１つのビツトを選択して、基準信号を変化さ
せ、基準信号の変化時に、基準信号及び入力信号
が一致すると、デジタル値の１つのビツトを決定
し、基準信号及び入力信号が一致しなければ、基
準信号のレベルを保持し、所期間内における基準
信号レベル及び入力信号の一致又は不一致に応じ
て、１つのビツトを決定することにより、所定ダ
イナミツク・レンジ内の任意の位置にある未知の
時間変化信号又はDC信号を迅速且つ正確に検出
して、そのピーク値又はDCレベルを求めること
ができる利益がある。
値の１つのビツトを選択して、基準信号を変化さ
せ、基準信号の変化時に、基準信号及び入力信号
が一致すると、デジタル値の１つのビツトを決定
し、基準信号及び入力信号が一致しなければ、基
準信号のレベルを保持し、所期間内における基準
信号レベル及び入力信号の一致又は不一致に応じ
て、１つのビツトを決定することにより、所定ダ
イナミツク・レンジ内の任意の位置にある未知の
時間変化信号又はDC信号を迅速且つ正確に検出
して、そのピーク値又はDCレベルを求めること
ができる利益がある。
上記本発明の好適な実施例について行なつた
が、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変更
及び変形を成し得ることは当業者には明らかであ
る。
が、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変更
及び変形を成し得ることは当業者には明らかであ
る。
第１図は本発明を実施する信号検出装置を示す
ブロツク図、第２図は未知の時間変化信号の正の
ピークを検出するために使用する二分探索技術を
説明するための波形図、第３図は本発明を実施す
る信号検出装置を使用した２チヤンネル・カウン
タを示すブロツク図、第４図は未知の時間変化信
号の正及び負のピークを検出するための二分探索
を説明するための波形図である。 図中において、１２は比較器、１４はDAC、
１６はフリツプ・フロツプ、１８は論理制御器を
示す。
ブロツク図、第２図は未知の時間変化信号の正の
ピークを検出するために使用する二分探索技術を
説明するための波形図、第３図は本発明を実施す
る信号検出装置を使用した２チヤンネル・カウン
タを示すブロツク図、第４図は未知の時間変化信
号の正及び負のピークを検出するための二分探索
を説明するための波形図である。 図中において、１２は比較器、１４はDAC、
１６はフリツプ・フロツプ、１８は論理制御器を
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定ビツト数のデジタル値を最上位ビツトか
ら最下位ビツトに向つて１ビツトずつ順次変化さ
せ、上記デジタル値に相当するアナログ基準信号
をアナログ入力信号と比較し、この比較結果に応
じて上記デジタル値の各ビツトを順次決定して、
上記入力信号のピーク値をデジタル的に求める信
号検出方法であつて、 上記デジタル値の１つのビツト値を選択して、
上記基準信号を変化させる第１の工程と、 上記基準信号の変換時に、該基準信号及び上記
入力信号が一致すると、上記デジタル値の上記１
つのビツト値を決定する第２の工程と、 上記基準信号の変化時に、該基準信号及び上記
入力信号が一致しなければ、上記基準信号のレベ
ルを保持し、所定期間内における上記基準信号の
レベル及び上記入力信号の一致又は不一致に応じ
て上記１つのビツト値を決定する第３の工程とを
有し、 上記１つのビツトを最上位ビツトから最下位ビ
ツトに向かうビツトとして上記第１〜第３の工程
を繰り返し、最終的に上記デジタル値を上記ピー
ク値とすることを特徴とする信号検出方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/271,496 US4564804A (en) | 1981-06-08 | 1981-06-08 | Method and apparatus for automatically detecting signal levels |
| US271496 | 1994-07-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5866065A JPS5866065A (ja) | 1983-04-20 |
| JPH025272B2 true JPH025272B2 (ja) | 1990-02-01 |
Family
ID=23035839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57095595A Granted JPS5866065A (ja) | 1981-06-08 | 1982-06-03 | 信号検出方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4564804A (ja) |
| JP (1) | JPS5866065A (ja) |
| CA (1) | CA1180064A (ja) |
| DE (1) | DE3221499C2 (ja) |
| FR (1) | FR2507358B1 (ja) |
| GB (2) | GB2100082B (ja) |
| NL (1) | NL8202205A (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59226877A (ja) * | 1983-06-07 | 1984-12-20 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 微小電圧変化分の測定回路 |
| DE3511590A1 (de) * | 1985-03-27 | 1986-10-02 | CREATEC Gesellschaft für Elektrotechnik mbH, 1000 Berlin | Eingangsschaltung fuer ein signalverarbeitungsgeraet |
| DE3538948C1 (en) * | 1985-11-02 | 1987-04-23 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Method for digitally measuring the peak value of ultrasonic test pulses |
| DE3625618A1 (de) * | 1985-11-02 | 1988-02-11 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verfahren zur digitalen spitzenwertmessung fuer ultraschallpruefimpulse |
| JPS62250369A (ja) * | 1986-04-24 | 1987-10-31 | Kenwood Corp | 電位差測定装置 |
| US4779045A (en) * | 1987-01-29 | 1988-10-18 | Tektronix, Inc. | Automatic peak-to-peak amplitude measurement system |
| JPS63302370A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-09 | Hitachi Denshi Ltd | オシロスコ−プ |
| JPS643570A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-09 | Shibasoku Co Ltd | Crest value detector |
| US4940981A (en) * | 1989-02-08 | 1990-07-10 | Burr-Brown Corporation | Dual analog-to-digital converter with single successive approximation register |
| US5008631A (en) * | 1989-08-16 | 1991-04-16 | Hewlett-Packard Company | Pulse analyzer with gain compression |
| EP0445384B1 (de) * | 1990-03-06 | 1995-07-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Pegelüberwachung |
| JP2870986B2 (ja) * | 1990-05-23 | 1999-03-17 | 品川白煉瓦株式会社 | 浸漬ノズル交換装置 |
| GB9613634D0 (en) | 1996-06-28 | 1996-08-28 | Philips Electronics Nv | Peak detector |
| AT412600B (de) * | 1996-10-29 | 2005-04-25 | Bernhard Dipl Ing Rzepa | Schaltungsanordnung zur hysteresebehafteten schwellwertdetektion des spitzenwertes eines periodischen eingangssignales |
| US5987392A (en) * | 1997-08-14 | 1999-11-16 | Tucker; Lawrence J. | Wave form peak detector |
| EP1472547B1 (en) * | 2002-02-05 | 2017-04-19 | Allegro Microsystems, LLC | Peak-to-peak signal detector |
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| CN101441230B (zh) * | 2008-12-18 | 2012-05-30 | 华为技术有限公司 | 实现电压检测的方法及装置 |
| CN102495387B (zh) * | 2011-12-21 | 2013-10-23 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种基于折半搜索的数字示波器直流精度自动校准方法 |
| US11387922B2 (en) | 2020-02-25 | 2022-07-12 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Receiver with a power detecting function for a pulsed signal and receiving method |
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| FR1444746A (fr) * | 1965-03-30 | 1966-07-08 | Compteurs Comp D | Procédé et dispositif de conversion analogique-numérique |
| US3781871A (en) * | 1972-06-13 | 1973-12-25 | Westinghouse Electric Corp | Analog to digital converter |
| US4069452A (en) * | 1976-09-15 | 1978-01-17 | Dana Laboratories, Inc. | Apparatus for automatically detecting values of periodically time varying signals |
| JPS5346581A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-26 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Recording/indicating controller |
| JPS592348B2 (ja) * | 1976-12-06 | 1984-01-18 | 株式会社東芝 | パルス応答波形の測定方式 |
| US4121164A (en) * | 1977-04-27 | 1978-10-17 | Tektronix, Inc. | Automatic trigger circuit |
-
1981
- 1981-06-08 US US06/271,496 patent/US4564804A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-05-05 GB GB8212995A patent/GB2100082B/en not_active Expired
- 1982-05-26 CA CA000403752A patent/CA1180064A/en not_active Expired
- 1982-05-27 FR FR8209223A patent/FR2507358B1/fr not_active Expired
- 1982-05-28 NL NL8202205A patent/NL8202205A/nl not_active Application Discontinuation
- 1982-06-03 JP JP57095595A patent/JPS5866065A/ja active Granted
- 1982-06-07 DE DE3221499A patent/DE3221499C2/de not_active Expired
-
1984
- 1984-08-16 GB GB08420894A patent/GB2142793B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3221499C2 (de) | 1986-06-12 |
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