JPH03209187A - タイミング素子の方法と装置 - Google Patents
タイミング素子の方法と装置Info
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- JPH03209187A JPH03209187A JP2295142A JP29514290A JPH03209187A JP H03209187 A JPH03209187 A JP H03209187A JP 2295142 A JP2295142 A JP 2295142A JP 29514290 A JP29514290 A JP 29514290A JP H03209187 A JPH03209187 A JP H03209187A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/28—Modifications for introducing a time delay before switching
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- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
- G04F1/00—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals without driving mechanisms, e.g. egg timers
- G04F1/005—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals without driving mechanisms, e.g. egg timers using electronic timing, e.g. counting means
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
{11Eの利用分野}
本発明はタイミング素子の方法と装iWに関係し、被測
定時閤II陽は時閤基準、例えばRC発fi器又は電圧
制m発振器の所定数の周期をカウントすることにより決
定される。これら全ての従来のタイミング素子は閣定さ
れた精度と安定姓を有している。特に、時閤計測は時圏
基準の動作電圧に依存する。この種の素子はコンデンサ
や抵抗のような比較的多数の一別素子を必要とするため
、相当程度まで集積化不能である。
定時閤II陽は時閤基準、例えばRC発fi器又は電圧
制m発振器の所定数の周期をカウントすることにより決
定される。これら全ての従来のタイミング素子は閣定さ
れた精度と安定姓を有している。特に、時閤計測は時圏
基準の動作電圧に依存する。この種の素子はコンデンサ
や抵抗のような比較的多数の一別素子を必要とするため
、相当程度まで集積化不能である。
(従来の技術)
動作電圧の不安定性に起因する前記困難を克服するため
、基準電圧源に接続したボテンショメー夕を含む峙閣基
準を提供し、基準電圧とポテンショメータのカーソルの
電圧をA/D変換器の入力端子へ送り、この変Jll+
!l&ttiJ記基準電圧とポテンショメータのカーソ
ルの電圧との闇の比に対応するディジタル出力情を渡す
ことが示唆された(GB−A−2 159 646
>。この比とデイジタル値の各々が時@基準として使用
される。ポテンショメータの分割比は動作電圧に依存し
ないため、これは動作電肚とは十分に無閣係である。し
かしながら、G8−A−2 159 646により
開示される従来の素子はタイミング回路を制御するマイ
クロコンピュータを有しているため、これは素子の容易
な集積化を困Mt.−シている。さらに、電圧分割比と
対応するディジタル傭の各々は一度検出ざれ、さらに時
閤カウント用に記憧される。しかしながら、これは時悶
測定に低い安定性と精度を与える。工業It塊rの低コ
ストマイクロコンピュータは追加部品、すなわち抵抗及
び/又はコンデンサにより全ての入力部で電磁妨害に対
して保護されなければならないことを経験は示しており
、これはタイミング素子の寸法とコストを相当に増大さ
せる。
、基準電圧源に接続したボテンショメー夕を含む峙閣基
準を提供し、基準電圧とポテンショメータのカーソルの
電圧をA/D変換器の入力端子へ送り、この変Jll+
!l&ttiJ記基準電圧とポテンショメータのカーソ
ルの電圧との闇の比に対応するディジタル出力情を渡す
ことが示唆された(GB−A−2 159 646
>。この比とデイジタル値の各々が時@基準として使用
される。ポテンショメータの分割比は動作電圧に依存し
ないため、これは動作電肚とは十分に無閣係である。し
かしながら、G8−A−2 159 646により
開示される従来の素子はタイミング回路を制御するマイ
クロコンピュータを有しているため、これは素子の容易
な集積化を困Mt.−シている。さらに、電圧分割比と
対応するディジタル傭の各々は一度検出ざれ、さらに時
閤カウント用に記憧される。しかしながら、これは時悶
測定に低い安定性と精度を与える。工業It塊rの低コ
ストマイクロコンピュータは追加部品、すなわち抵抗及
び/又はコンデンサにより全ての入力部で電磁妨害に対
して保護されなければならないことを経験は示しており
、これはタイミング素子の寸法とコストを相当に増大さ
せる。
(発明の要旨〉
本発明の目的は上記従来のタイミング素子の欠点を克飯
することである、すなわち、タイミング素子の精度と集
積条件を改良することである。前記の限定された精度を
改善するため、本発明によるタイミング素子は、基準電
圧源に接続したポテンショメータと、A/D変換器であ
って、前記基準電圧源に接続した第1入力端子と、前記
A/D変換器へ時II設定値を印加するため前記ボテン
ショメー夕のカーソルにN@した第2入力端子とを有す
る前記A/D変換器と、前記A/D変換器中においで前
記基準鎗と前記時閤設定傭との閤の比のディジタル値を
形成する′@訳と、メモリと、前&!A/D変換器から
前記ディジタル値を前記メモリへ周期的に転送してこれ
により前記ディジタルfIIJE:連続的にサンプルし
記憶する装置と、クDツク源と、前記メモリに関係する
第1カウンタであって、前記クロック源の周波数で前記
記憶デイジタル働をカウントし、餉記11カウンタが前
記ディジタル値に対応するカウントに到達した時に出力
信号を送信する前記wA1カウンタと、餉記出力信号を
受取る入力を有する少なくとも1個の第2カウンタと、
前記第2カウンタをセットする装置と、前記ボテンシ〕
メータの位置と前記第2カウンタの設定により決定され
る時間圏隔で出力信月を発する前記第2カウンタの出力
IIとを含む。
することである、すなわち、タイミング素子の精度と集
積条件を改良することである。前記の限定された精度を
改善するため、本発明によるタイミング素子は、基準電
圧源に接続したポテンショメータと、A/D変換器であ
って、前記基準電圧源に接続した第1入力端子と、前記
A/D変換器へ時II設定値を印加するため前記ボテン
ショメー夕のカーソルにN@した第2入力端子とを有す
る前記A/D変換器と、前記A/D変換器中においで前
記基準鎗と前記時閤設定傭との閤の比のディジタル値を
形成する′@訳と、メモリと、前&!A/D変換器から
前記ディジタル値を前記メモリへ周期的に転送してこれ
により前記ディジタルfIIJE:連続的にサンプルし
記憶する装置と、クDツク源と、前記メモリに関係する
第1カウンタであって、前記クロック源の周波数で前記
記憶デイジタル働をカウントし、餉記11カウンタが前
記ディジタル値に対応するカウントに到達した時に出力
信号を送信する前記wA1カウンタと、餉記出力信号を
受取る入力を有する少なくとも1個の第2カウンタと、
前記第2カウンタをセットする装置と、前記ボテンシ〕
メータの位置と前記第2カウンタの設定により決定され
る時間圏隔で出力信月を発する前記第2カウンタの出力
IIとを含む。
前記ディジタル饋の連続的な周期的サンプリングと記憶
化により、峙閤カウントは平均のデイジタル簡を基にし
、A/D変換器の偶発的な初期の不正確さに起因する系
統的な偏差は避けられる。
化により、峙閤カウントは平均のデイジタル簡を基にし
、A/D変換器の偶発的な初期の不正確さに起因する系
統的な偏差は避けられる。
マイクロプロセッサの使用を避け、これによりタイミン
グ@路の集積化の条件を遷けるため、本発明のタイミン
グ素子は、基準電圧源に接続したボテンショメー夕と、
A/D変換器であって、前記基準電圧源に接続した第1
入力端子と、紡記A/D変換器八時閤設定値を印加する
ため帥記ポテンショメータのカーソルに接続した第2入
力端子とを有する前記A/D変換器と、前記A/D変換
器中において前記基準備と前記時m設定値との間の比の
ディジタル値を形成する装置と、クロック源と、前記A
/D変換器に関係する第1カウンタであって、ttJ記
ク0ツク瀝の周波数で前記ディジタル傭をカウントし、
前記第1カウンタが前記ディジタル値に対応するカウン
トに到達した時に出力信号を送信する前記第1カウンタ
と、前記出力信号を受取る入力を有する少なくとも11
1の第2カウンタと、前Mi!第2カウンタをセットす
る装膚と、前記ポテンショメータと餉記第2カウンタの
設定の位置により決定される時lII閤隔で出力信号を
発する前記第2カウンタの出力@讃と、を含み、前記ク
ロツク源は前記A/D変換器をIIIIlするためこれ
に接続した第1出力とカウント周波数でカウントするた
め前記II1カウンタに接続した第2出力とを有する。
グ@路の集積化の条件を遷けるため、本発明のタイミン
グ素子は、基準電圧源に接続したボテンショメー夕と、
A/D変換器であって、前記基準電圧源に接続した第1
入力端子と、紡記A/D変換器八時閤設定値を印加する
ため帥記ポテンショメータのカーソルに接続した第2入
力端子とを有する前記A/D変換器と、前記A/D変換
器中において前記基準備と前記時m設定値との間の比の
ディジタル値を形成する装置と、クロック源と、前記A
/D変換器に関係する第1カウンタであって、ttJ記
ク0ツク瀝の周波数で前記ディジタル傭をカウントし、
前記第1カウンタが前記ディジタル値に対応するカウン
トに到達した時に出力信号を送信する前記第1カウンタ
と、前記出力信号を受取る入力を有する少なくとも11
1の第2カウンタと、前Mi!第2カウンタをセットす
る装膚と、前記ポテンショメータと餉記第2カウンタの
設定の位置により決定される時lII閤隔で出力信号を
発する前記第2カウンタの出力@讃と、を含み、前記ク
ロツク源は前記A/D変換器をIIIIlするためこれ
に接続した第1出力とカウント周波数でカウントするた
め前記II1カウンタに接続した第2出力とを有する。
このようにして、マイクロコンピュータはA/D変換器
とカウンタのクaツク調一部により置換えられ、これに
より集積化は実質的に容易となる。
とカウンタのクaツク調一部により置換えられ、これに
より集積化は実質的に容易となる。
本発明はタイミング素子の実施例を一例として図示する
添附図面を参照して以下に説明する。
添附図面を参照して以下に説明する。
(実施例〉
図示のタイミング素子は、第1のアナログ入力をポテン
ショメータ3のカーソルに接続したA/D変換器1を含
む。ポテンショメータ3とA/D変換器の第2入力U電
圧1i(+)Llrefに接続される。ポテンショメー
タ3は以下で説明する方法でlIIrmの測定を決定す
るアナログ電圧Vaを調節する役綱を柴だし、この電圧
L/aは最小傭と最大値との閏で漏如可能である。A/
D変換器はアナログ電圧Uaと基準電圧11refとの
間の比に対応するディジタル値を連続的に発生する。こ
のデイジタル債はA/D変換器1のメモリ4に記値され
る。タイミング素子は、予選択鎧としてA/D変換器の
ディジタル條を直接使用し、第2カウンタ6へのカウン
トの零通過毎に出力パルスを送信する第1予選択カウン
タ5を含む。カウンタ5とカウンタ6のA/D変換!l
1の制御入力は周波数分割B7の適当な出力へ接続され
、分割器の入力は安定なR11例えば水晶発振器に接続
される。例えば32 768口Zの適当なms周波数
により、アナログ入力IUaは前記ディジタル儲へ周期
的に変換され、このカウンタとメモリ4が各々8ビット
を有している場合にはカウンタ5のカウント周波数は2
56口2である。明らかに、カウンタ5の出力周波数は
カウント周波数とメモ.り4の内容に依存する.A/D
変換器が8ビットの容量を有している場合、1と256
の間のディジタル値が発生記憶され、カウンタ5のカウ
ント周波数が256口Zの場合、カウンタ5の出力周波
数は256の最大ディジタル鎗に対してIHZである。
ショメータ3のカーソルに接続したA/D変換器1を含
む。ポテンショメータ3とA/D変換器の第2入力U電
圧1i(+)Llrefに接続される。ポテンショメー
タ3は以下で説明する方法でlIIrmの測定を決定す
るアナログ電圧Vaを調節する役綱を柴だし、この電圧
L/aは最小傭と最大値との閏で漏如可能である。A/
D変換器はアナログ電圧Uaと基準電圧11refとの
間の比に対応するディジタル値を連続的に発生する。こ
のデイジタル債はA/D変換器1のメモリ4に記値され
る。タイミング素子は、予選択鎧としてA/D変換器の
ディジタル條を直接使用し、第2カウンタ6へのカウン
トの零通過毎に出力パルスを送信する第1予選択カウン
タ5を含む。カウンタ5とカウンタ6のA/D変換!l
1の制御入力は周波数分割B7の適当な出力へ接続され
、分割器の入力は安定なR11例えば水晶発振器に接続
される。例えば32 768口Zの適当なms周波数
により、アナログ入力IUaは前記ディジタル儲へ周期
的に変換され、このカウンタとメモリ4が各々8ビット
を有している場合にはカウンタ5のカウント周波数は2
56口2である。明らかに、カウンタ5の出力周波数は
カウント周波数とメモ.り4の内容に依存する.A/D
変換器が8ビットの容量を有している場合、1と256
の間のディジタル値が発生記憶され、カウンタ5のカウ
ント周波数が256口Zの場合、カウンタ5の出力周波
数は256の最大ディジタル鎗に対してIHZである。
以上から、メモリ4に記憶したディジタル鎧により定め
られる時問!l準は連続的に適合されていることがわか
る.A/D変換器の変換速度は、特にアナログ入力電圧
が決定したディジタル傭に正確に対応している傭の閤に
ある場合には、必ずしも安定でないことが知られている
。それ故、上記従来素子では偶発誤差は.4%(256
で1数字)のオーダーであるが、A/D変換器でサンプ
ルした単一のディジタル傭から偶発的な系統誤差は生じ
ないためこのWA差は本素子では非常に小さく、又前記
ディジタル傭はA/D変換a1によりサンプルした多数
の偶々の値の平均値であるため、非常に小さな統計誤差
を発生する。
られる時問!l準は連続的に適合されていることがわか
る.A/D変換器の変換速度は、特にアナログ入力電圧
が決定したディジタル傭に正確に対応している傭の閤に
ある場合には、必ずしも安定でないことが知られている
。それ故、上記従来素子では偶発誤差は.4%(256
で1数字)のオーダーであるが、A/D変換器でサンプ
ルした単一のディジタル傭から偶発的な系統誤差は生じ
ないためこのWA差は本素子では非常に小さく、又前記
ディジタル傭はA/D変換a1によりサンプルした多数
の偶々の値の平均値であるため、非常に小さな統計誤差
を発生する。
第2カウンタ6はメモリ9に接続され、第1図に概略的
に図示した適当な八力1!110とデコーダ11により
このメモリ中へ予め選択したディジタル傭が記憶ざれる
。この値は広範囲の中から選択され、メモリ9とカウン
タ6は各々18ピットの容量を有する。メモリ9に記憶
した予め選択した傭をカウントする時、カウンタ6が零
に到達すると、入力13とデコーダ14により所!!機
能をamされる機能マトリクス12へ出力パルスを送信
ずる。マトリクス12は2つのms出力15.16を有
し、これを介して少なくとも1つの素子、例えばリレー
をsayる。マトリクス12はタイミング素子の動作モ
ード(停止、時閤IIwAカウント中、遅竃スイッチ・
オン、遅延スイッチ・オフ、出力スイッチ済)を支持す
る標示部17を有する。
に図示した適当な八力1!110とデコーダ11により
このメモリ中へ予め選択したディジタル傭が記憶ざれる
。この値は広範囲の中から選択され、メモリ9とカウン
タ6は各々18ピットの容量を有する。メモリ9に記憶
した予め選択した傭をカウントする時、カウンタ6が零
に到達すると、入力13とデコーダ14により所!!機
能をamされる機能マトリクス12へ出力パルスを送信
ずる。マトリクス12は2つのms出力15.16を有
し、これを介して少なくとも1つの素子、例えばリレー
をsayる。マトリクス12はタイミング素子の動作モ
ード(停止、時閤IIwAカウント中、遅竃スイッチ・
オン、遅延スイッチ・オフ、出力スイッチ済)を支持す
る標示部17を有する。
通常、タイミング素子は電力を印加することにより始動
,される。遅延なしで時閤カウントの即時始動を得るた
め、水晶発振器8は相当高周波、例えば4,194.3
04}12 (222)r動作し、この周波数はA/D
変換器とカウンタ5,6を刺御するのに適当なクロック
周波数へ分割器7で分割される。しかしながら、特定の
動作モードでこの素子はタイミング素子の@御用の制御
回路19に作用する外部制御スイッチ18を介してのみ
始動又は停止できる。この場合タイミング素fは電mに
連続的に接続される。
,される。遅延なしで時閤カウントの即時始動を得るた
め、水晶発振器8は相当高周波、例えば4,194.3
04}12 (222)r動作し、この周波数はA/D
変換器とカウンタ5,6を刺御するのに適当なクロック
周波数へ分割器7で分割される。しかしながら、特定の
動作モードでこの素子はタイミング素子の@御用の制御
回路19に作用する外部制御スイッチ18を介してのみ
始動又は停止できる。この場合タイミング素fは電mに
連続的に接続される。
素子の設計と動作のいくつかの特徴を以下に説明する。
A/D変換器1とそのメモリ4及びカウンタ5はお互い
に相互ロックされているため、変換器のディジタル出力
値はカウンタ5への転送時も安定である。
に相互ロックされているため、変換器のディジタル出力
値はカウンタ5への転送時も安定である。
上述したように、このカウンタとメモリ4の容量が8ビ
ットでカウンタ5のカウント周波数は256Hzである
。記値される最大デイジタル価は256で、この最大値
をカウントする時閤は1秒である。カウンタ6で1秒、
1分、i*m又は601閤までの時閤閤陽を予め選択す
ると、カウンタ5は1秒の濡定用に1出力パルスを、1
分の測定用に60出力パルスを、1IIIlの測定用に
3600出力パルスを、601間の測定用に21600
0出力パルスを実行する。出力バルス閤の各閤陽で、カ
ウントされる前記デイジタル値は次への出力パルス閤隔
とわずかに興なる、すなわち被測定時閣は統到的平均傭
を基にし、偶発的WA差を有しつる単一の記憶舘を基に
していない。
ットでカウンタ5のカウント周波数は256Hzである
。記値される最大デイジタル価は256で、この最大値
をカウントする時閤は1秒である。カウンタ6で1秒、
1分、i*m又は601閤までの時閤閤陽を予め選択す
ると、カウンタ5は1秒の濡定用に1出力パルスを、1
分の測定用に60出力パルスを、1IIIlの測定用に
3600出力パルスを、601間の測定用に21600
0出力パルスを実行する。出力バルス閤の各閤陽で、カ
ウントされる前記デイジタル値は次への出力パルス閤隔
とわずかに興なる、すなわち被測定時閣は統到的平均傭
を基にし、偶発的WA差を有しつる単一の記憶舘を基に
していない。
小傭をカウントする時間は256秒=4ミリ秒である。
4.
カウンタ6で1秒、1分、1時図又は60時間までの金
時IIIl陽を予め選択しておくと、カウンタ5は最小
時閃の測定用に1出力パルスを実行し、各々4ミリ秒、
240ミリ秒、14.6秒又は84秒までに峙閣を減少
させる。
時IIIl陽を予め選択しておくと、カウンタ5は最小
時閃の測定用に1出力パルスを実行し、各々4ミリ秒、
240ミリ秒、14.6秒又は84秒までに峙閣を減少
させる。
第1図は本発明の実施例のブロック線図を図示する。
符号の説明
1・・・A/D変換器、3・・・ポテンショメータ、4
・・・メモリ、5,6・・・カウンタ、8−・発振器、
9・・・メモリ、1 0−・・入力装置、12・・・機
能マトリクス。
・・・メモリ、5,6・・・カウンタ、8−・発振器、
9・・・メモリ、1 0−・・入力装置、12・・・機
能マトリクス。
Claims (5)
- (1)時間間隔を測定する方法において、アナログ基準
電圧をポテンショメータとA/D変換器の第1入力へ印
加する段階と、前記をポテンショメータのカーソルの電
圧をアナログ時間設定値として前記A/D変換器の第2
アナログ入力へ印加する段階と、前記A/D変換器によ
り前記アナログ時間設定電圧と前記基準電圧との間のデ
ィジタル値を得る段階と、カウント・クロック周波数で
前記ディジタル値を周期的にカウントし、前記ディジタ
ル値のカウントに到達した時にカウント出力パルスを送
信する段階と、各カウントはカウントの開始時に前記A
/D変換器の出力のディジタル値に対して実行され、前
記時間間隔を決定するため前記出力パルスの所定数をカ
ウントする段階と、を含み、この時間間隔は各々多数の
カウントとディジタル値の和であり、従つて多数の個別
ディジタル値からの平均統計値に対応する、時間間隔を
測定する方法。 - (2)タイミング素子において、基準電圧源に接続した
ポテンショメータと、A/D変換器であつて、前記基準
電圧源に接続した第1入力端子と前記A/D変換器へ時
間設定値を印加するため前記ポテンショメータのカーソ
ルに接続しを第2入力端子とを有する前記A/D変換器
と、前記A/D変換器中で前記基準備と前記時間設定値
との間の比のディジタル値を形成する装置と、前記ディ
ジタル値を高サンプリング周波数で連続的にサンプルし
記憶する装置と、前記ディジタル値はより低い周波数で
カウントする第1カウンタの予め選択した値としての役
割を直接果たし、前記第1カウンタが前記ディジタル値
に対応するカウントに到達した時に出力パルスを送信し
、前記出力信号を受取る入力を有する少なくとも1個の
第2カウンタと、前記第2カウンタをセットする装置と
、前記ポテンショメータの位置と前記第2カウンタの設
定により決定される時間間隔で出力信号を発する前記第
2カウンタの出力装置と、を含むタイミング素子。 - (3)第2項記載の素子において、前記第2カウンタの
出力が機能マトリクスに接続されているタイミング素子
。 - (4)第2項記載の素子において、前記第2カウンタは
前記第2カウンタによりカウントされる全時間間隔の予
選択用の役割を果たす調節可能なメモリに接続され、前
記ディジタル値は前記時間間隔の一部を選択する役割を
果たすタイミング素子。 - (5)第2項記載の素子において、選択した機能に応じ
て動作条件を表示する単一の表示部を含むタイミング素
子。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP89810816.2 | 1989-10-31 | ||
EP89810816A EP0425749B1 (de) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Zeitrelais |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03209187A true JPH03209187A (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=8203187
Family Applications (1)
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