JPH0325377A - 信号幅測定装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は１または２以上のパルスから戊り且っ断続的に
発生するバースト信号の信号幅を＆Ｉ１定する信号幅測
定装置に関する。

（従来の技術） 従来、所定の動作時間幅を持つ再トリガ可能なワンショ
ット回路に被測定信号を人力してこのワンショット回路
を動作させ、被測定信号の入力特点からこのワンショッ
ト回路の動作終了時点までの時間をカウントし、この時
間から上記動作ｎ．ソ間幅を減じることにより被測定信
号の信号幅を求める信号幅側定装置がある。

この装置によれば、被測定信号が断続的に発生するよう
なものであっても、そのパルス群の入力開始時点ならび
に入力終了時点を捕えることができるため、その信号幅
の測定値を容易に得ることができる。

ところで、このような単独の測定値の他に、多数の測定
値の平均値を得る場合、上記の装置によっても、複数の
測定値を得、これを平均することで平均値を得ることが
できるが、そのためには当然のことながら複数回の測定
が必要になる。この場合において、被測定信号が短時間
に頻繁に発生するものであれば良いが、その発生回数が
少ないほど平均値算出用となる必要数の測定値を得るの
に長時間がかかることになり、測定作業者はその必要数
の測定値が得られるまで測定作業に拘束されるようにな
る。

そこで、その一連の作業をマイクロコンピュータにより
自動的に行うこεも考えられるが、この場合、マイクロ
コンビュータは、測定のスタート、測定終了のチェック
、データの読取り、その加算等の処理を毎回の測定で行
わなければならず、負担が大きくなるという問題がある
。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の信号幅測定装置にあっては、平均値
を求める場合、そのための多数のサンプル値を得るため
に複数回の測定を行なわなければならないがため、作業
”時間が嵩み、また、その作業を行うマイクロコンピュ
ータには大きな負担を課すこととなっていた。

そこで、本発明の発明者は、そのサンプル値を複数得る
のではなく、測定複数回分のデータを累積した後に、そ
の回数値で平均を取ることを考えている。ただし、ワン
ショット回路の動作時間幅の精度が低いと、その動作時
間幅の実際値と演算部でのブリセット値との間に誤差が
生じ、したがってデータの累積に伴い、その誤差まで累
積されてくることになるため、そこに難しさがある。

本発明は、この点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、複数回の測定を要することなくバースト
信号の信号幅の平均値を正確に求めることができる信号
幅測定装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の信号幅測定装置は、ワンショットパルスが発生
される毎にその発生期間だけカウント動作してそのカウ
ント値を累積し、そのカウント値がワンショットパルス
の発生回数にして予定回数分に到達したとき時間カウン
ト手段のカウント値を読取りこれに平均値演算を施して
信号輻の平均値を求めるようにするとともに、被測定バ
ースト信号のパルスの後縁部に対応するタイミングでそ
の時の時間カウンタのカウント値をラッチし、各ワンシ
ョットパルスの持続時間経過後においてそのラッチデー
タを時間カウント手段にロードさせるようにしたもんで
ある。

（作　用） 本発明によれば、データを累積するにあたり、被測定バ
ースト信号の各パルスの後縁部に対応するタイミングで
のカウント値をラッチしておき、その回のカウント動作
の終了時に、そのラッチしておいたカウント値を時間カ
ウンタにロードさせ、ワンショット回路の動作時間幅分
のカウント値をキャンセルするようにしたので、その累
積データはワンショット回路の動作時間幅の精度に左右
されず、信号幅平均値を正確に求めることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明す
る。

第１図において、１０１は入力信号であり、ここでは、
この入力信号１０１として第２図（Ａ）に示すように、
それぞれ複数のパルスにより形戊されるバースト信号ｂ
が生ずるものを対象とする。

ｔｘは各バースト信号ｂの信号幅であり、本実施例の装
置は、このバースト信号ｂ，ｂ，・・・の信号幅ｔｘの
平均値を求めようというものである。

３はマイクロコンピュータであり、当該平均値の算出、
測定スタート信号の発生、測定終了の確認等の機能を有
し、手段３１〜３４はそれらの機能に夫々対応するもの
である。

９はアンドゲート、８はインバータである。アンドゲー
ト９はゲート信号１１０が“Ｈ”のときのみ入力信号１
０１を通過させるもので、１０２はこのアンドゲート９
の出力信号である。インバータ８はこのアンドゲート９
の出力を反転させるもので、１０３はその出力信号であ
る。この構或において、ゲート信号１１０が“Ｌ”のと
きには、信号１０２は′Ｌ”、信号１０３は′Ｈ”とな
る。

そして、ゲート信号１１０が“Ｈ”となったときには、
信号１０２が立上がらないままであれば、ゲートが開く
前と状態は変わらず、信号１０２が立上がると信号１０
３は“Ｌ”になり、信号１０２が立下がると信号１０３
が立上がる。よって、ゲート信号１１０が“Ｈ”になる
と、まず信号１０２が立上がり、その後に信号１０３が
立上がる、という順番になる。

１はワンショット回路、１２はフリップフロップ、７は
オアゲートである。

ワンショット回路１は、再トリガ可能な例えば単安定マ
ルチバイブレー夕からなり、信号１０３の立上がりに応
答して準安定状態となってその出力が“Ｌ″になり、安
定状態になると出力が“Ｈ”になる。このワンショット
回路１における、準安定状態に入ってから安定状態に戻
るまでの特定数は、バースト信ｑｂのパルスの１周期以
上で、バースト信号ｂのない期間より短く設定され、バ
ースト信号ｂの最初のパルスの立下がりＢ１によりトリ
ガされてからは２番目、３番目のパルスの立下がりＢ２
，Ｂ３によりその出力信号１０４が立上がる前に再トリ
ガされるため、３番目のパルスの立下がりＢ３によるト
リガ後、時間ｔｗ＋経過時までその出力信号を“Ｌ”に
保持するようになっている。

フリップフロップ１２は、そのデータ人力端子が電源電
圧Ｖｃｃにより″Ｈ”に保持され、同夕ロック入力端子
には信号１０２が入力され、同リセット入力端子には信
号１０４が反転入力されている。このフリップフロップ
１２は信号１０４が“Ｈ”のときに信号１０２の立上が
りによりオンとなり、その出力が“Ｌ”になるとともに
、信号１０４の立下がりによりリセットされる。よって
、このフリップフロップ１２はバースト信号１０２の最
初のパルスの立上がりＲによりオンとなりワンショット
回路１の出力信号１０４の立下がりによりリセットされ
てオフとなる。

オアゲート７にはフリップフロップ１２並びにフンショ
ット回路１の出力信号１１１．１０４が反転入力され、
このオアゲート７によりそれらの論理和が取られるよう
になっている。よって、このオアゲート７は、信号１１
１，１０４が“Ｌ“である間、つまり、被測定信号１０
１の立上がりからワンショット回路１の出力信号１０４
の立上がりまでの間、即ち、ｔ１＋ｔｖｌの期間だけ“
Ｈ“を出力する。

１３はフリップフロップであり、そのデータ人力端子は
電圧Ｖｃｃにより“Ｈ”に保持され、同クロック入力端
子にはワンショット回路１の出力が入力され、同リセッ
ト入力端子にはスタート信号１０７が反転入力されてい
る。このフリップフロップ１３は、スタート信号１０７
が立上がってからのワンショット回路１の最初の立上が
りによりオンとなり、その出力信号１０５が“Ｈ”にな
る。

ここで、スタート信号１０７は、マイクロコンピュータ
３の測定モード発生手段３１及び測定モード保持手段３
２により発生されるものである。

測定モード発生手段３１は測定作業者が図示；，ないコ
ンソールを通じて指令を出すとａｌｌ＋定モード信号を
生成するものである。測定モード保持手段３２はこの測
定モード信号をラッチし、その出力を立上げるもので、
この測定モード保持手段３２の出力がスタート信号１０
７とされるものである。

１０はオアゲート７の出力信号をゲートするためのアン
ドゲートであり、このオアゲート７の出力信号とフリッ
プフロップ１３の出力信号１０５とは、このアンドゲー
ト１０により論理積が取られる。このアンドゲート１０
は、フリップフロップ１３の出力信号１０５が“Ｈ″の
ときにオアゲート７の出力を通過させ、バースト信号ｂ
の発生期間（信号幅ｔｘ）の途中でスタート信号１０７
が立上がった場合のオアゲート７の′Ｈ″出力通過を阻
止する。

４はクロック発振器であり、被１１１１定信号１０２で
あるバースト信号のパルス繰返し周波数よりも十分に高
い周波数の高精度基準クロック信号５０を発生する。

１１はクロック発振器４からのクロック信号５０をゲー
トするためのアンドゲートであり、クロック信号５０と
アンドゲート１０の出力信号１０６とはこのアンドゲー
ト１１で論Ｐｌ！積が取られ、信号１０６がａＨ゜のと
きのみ、即ち、ｔｘ＋ｔｖｌの期間だけクロック信号５
０がこのアンドゲート１０を通過するようになっている
。

２は時間カウンタである。この時間カウンタ２は測定動
作制御信号１０５が立上がってからバースト信号ｂが入
力される度にｔｘ＋ｔｖｌの期間をカウント動作し、そ
のｔｘ＋ｔｖｌの期間に｝口当するカウント値を累積す
るもので、アンドゲート１１によりゲートされたクロッ
ク信号５０をカウントすることによりこれを行う。

１６はラッチ回路であり、そのデータ人ノコ端子には時
間幅カウンタ２の出力信号が入力され、タイミングクロ
ック入力端子にはインバータ８の出力信号１０３が入力
されている。このラッチ同路１６は信号１０３の立上が
り（バースト信号ｂの立下がり）に応答して時間カウン
タ２の出力をラッチする。

１５はワンショット回路であり、このワンショット回路
１５は、上記ワンショット回路１と同様、再トリガ可能
な単安定マルチバイブレークからなり、信号１０６の立
下がりに応答して準安定状態となってその出力が“Ｌ”
になり、安定状態になると出力が“Ｈ”になる。このワ
ンショット回路１５における、準安定状態に入ってから
安定状態に戻るまでの時定数は、ワンショット回路１５
の出力信号１０４が立上がってから次のバースト信号ｂ
が人力されるまでの間の時間に設定されるもので、信号
１０６の立下がりと同時（ワンショット回路１の出力信
号１０４が立上がり）にその出力信号１１０が立下がり
、ｔｗ２経過時に出力信号１１０は立上がる。

このワンショット回路１５の出力信号１１０は時間カウ
ンタ２に対しロードタイミング信号として入力され、ロ
ードデータとしてはラッチ同路１６の出力信号が入力さ
れている。つまり、このワンショット回路１５は、ワン
ショット回路１５の出力信号１１０の立上がりに同期し
てラッチ回路１６の出力データをロードするようにされ
ている。

ここで、ラッチ回路１６の保持データはバースト信号ｂ
の立下がり時のデータであり、したがって、ワンショッ
ト回路１の出力信号１０４の立上がり直後であればその
保持データはバースト信号ｂの最後のパルスの立下がり
Ｂ３の時までのものである。これにより、時間カウンタ
２は｛．｛号１０６が“Ｈ″である期間はカウント動作
を行い、信号１０６の立下がり時におけるその回のカウ
ント値はｔｘ＋ｔｗｌに相当するが、当該ラッチ回路１
６のデータのロードにより、そのｔｖｌ分がキャンセル
されることとなる。よって、この時間幅カウンタ２にお
いては、毎回ｔｘずつ累積されて行くことになる。

５は回数カウンタであり、アンドゲート１０の出力の立
上がりをカウントすることにより、測定動作制御信号１
０５が立上がってからのバースト信号ｂの入力回数をカ
ウントするもので、そのカウント値は時間幅カウンタ２
のカウント動作回数に相当する。

１７は経過時間カウンタであり、この経過時間カウンタ
１７は、スタート信号１０７が“Ｈ”のときクロック発
振器４からの基準クロック信号のクロックをカウントす
ることによりスタート信号１０７が立上がってからの経
過特開をカウントするようになっており、そのカウント
値が設定値に達すると、“Ｈ”を出力するものである。

１４は測定終了時制御用のフリップフロップであり、そ
のデータ入力端子には経過特間カウンタ１７の出力信号
１１１が入力され、同クロック人力端子にはアンドゲー
ト１０の出力信号１０６が入力され、リセット端子には
スタート信号１０７が入力されている。このフリップフ
ロップ１４は経過時間カウンタ１７の出力信号１１１が
″Ｈ＃になってからの信号１０６（ワンショットカウン
タ１の出力）の最初の立上がりでオンとなり、その出力
信号１０９を″Ｈ′″とし、出力信号１１０を″Ｌ’に
するものである。出力信号１１０はゲート信号としてア
ンドゲート９に与えられ、出力信号１０９は測定動作の
終了通知としてマイクロコンビュータ３に与えられる。

このマイクロコンピュータ３の終了確認手段３３はフリ
ップフロップ１４の出力信号１０９の立上がりを受けて
測定モード保持手段３２をリセットするとともに、算出
千段３４に演算命令を発する。

この算出手段３４は終了確認手段３４からの演算命令に
応答して時間幅カウンタ２のカウント値ならびに回数カ
ウンタ５のカウント値を読取り、バースト信号ｂの信号
幅ｔＸの平均値を算出するものである。

ここで、その信号幅ｔｘの平均値をＡＶ　（ｔｘ）、時
間幅カウンタ２からのカウント値に当たる１＝号幅ｔｘ
の累積値をΣ（ｔｘ　）　、回数カウンタ５からのカウ
ント値をｎとしたとき、算出千段３４は、次式で表され
る計算を行うものである。

すなわち、 Ａｖ（ｔｘ）−Σ（ｔｘ）／ｎ である。

算出手段３４は、この計算により求めた直をモ二夕やプ
リンタ等の出力装置に供給してその表ホを行わせたり、
あるいは、求めた平均値が所期の値であるか否かを判定
する手段に供給し、その１゛１ｊ定を行わせるようにな
っている。

次に、上記のように構戊された本実施例装置の作用につ
いて説明する。

まず、初期状態であってスタート信号１０７が″Ｌ”の
ときには、フリップフロップ１４にリセットがかけられ
ており、このブリップフロツプ１４はオフ状態にあり、
その出力信号１１２は“Ｈ”となっている。そのため、
アンドゲート９は開いており、入力信号１０１はアンド
ゲート９を通過してフリップフロップ１２並びにワンシ
ッット回路１に供給されていることとなる。よって、第
２図（Ａ）．ＣＢ）．（Ｃ）に示すように、フリップフ
ロップ１２及びワンショットカウンタ１はバースト信号
ｂに応答し、オアゲート７からはそれらの反転信号の論
理和出力が発生されている。

よって、フリップフロツブ１３にもワンショット回路１
の出力信号１０４の立上がりが作用しているが、スター
ト信号１０７は“Ｌ゜でターンオンが禁止されているた
め、その出力は′Ｌ”のままとなる。そのため、アンド
ゲート１０は閉じており、アンドゲート１１も開かれず
、時間カウンタ２にクロック信号５０が供給されないた
め、この時間幅カウンタ２はカウント動作を行わない。

そして、スタート信号１０７が“Ｈ”になると、時間カ
ウンタ２並びに回数カウンタ５が初期化されるとともに
フリッププロップ１３のリセットが解除され、この解除
後、第２図（Ｃ）．　　（Ｄ）（Ｅ）に示すようにワン
ショット回路１の出力信号１０４の最初の立上がりに応
答してオンとなる。

これにより、第２図（Ｆ）に示すようにオアゲート７の
出力信号１０６がアンドゲート１０の出力として現れ、
これが“Ｈ”であるｔＸ＋ｔＷの期間だけアンドゲート
１１が開かれて■，１間カウンタ２にクロック信号５０
が供給されるとともに、同信号１０６の立上がりが回数
カウンタ５によりカウントされるようになる。この時間
カウンタ２並びに回数カウン９′５の動作がバースト信
号ｂの入力毎に行われ、時間カウンタ２にあってはｔｘ
がバースト信号ｂの入力回数分だけ累積され、同数カウ
ンタ５にあってはその入力回数がカウンｌ・されて行く
こととなる。

そして、経過時間カウンタ１７においてそのカウント値
が設定値に達しキャリー信号１１１が“Ｈ″になると、
アンドゲート１０からの出力信号１０６の立下がりを待
って、即ちその回の時間カウンタ２のカウント動作終了
を待ってフリップフロップ１４がオンとなる。すると、
マイクロコンピュータ３の終了確認手段３３がａｐ＋定
の終了を知り、測定モード保持手段３２をリセットしス
タート信号１０７を立下げると共に、算出手段３４に演
算命令を出す。すると、算出手段３５によって上記のよ
うに平均値Ａｙ（ｔｘ）が算出されることとなる。

以上のように、マイクロコンピュータ３がスタート信号
１０７を１回立上げると、平均値算出用のデータがその
外部の回路により自動的に集められ、マイクロコンピュ
ータ３はその終了時に発せられる終了通知に応答して所
定の演算を行い平均値を求めれば良いので、一つのバー
スト信号ｂについての測定値を得る度にマイクロコンピ
ュータ３がスタート信号の立上げ、測定終了の確認、デ
ータの読取り、データの累積演算等の処理を行う必要が
なく、マイクロコンピュータ３の負担が大きく軽減され
ると共に、スタート信号１０７の立上げから、測定動作
終了時までの空時間を有効に使用することができる。

ここで、時間カウンタ２においてデータを累積するにあ
たり、バースト信号ｂの各パルスの後縁部、即ち、ここ
では立下がりＢｌ，Ｂ２，Ｂ３に対応するタイミングで
のカウント値をラッチ回路１６にラッチしておき、その
回のカウント動作の終了をワンショット回路１５で検出
し、その検出時に、ラッチしておいたカウント値を時間
カウンタ２にロードさせ、ワンショット回路１の動作時
間幅ｔｖｌ分のカウント値をキャンセルするようにした
ので、その累積データはワンショット回路１の動作時間
幅の精度に左右されず、信号幅平均値を正確に求めるこ
とができることとなる。

さらにまた、上記の説明では平均値を求める場合につい
て述べているが、本実施例の装置は回数設定手段３１の
設定数を“１　“にすれば、算出千段３５においては上
記の演算が行われるものの平均値ではなく−バースト信
号ｂの信号幅測定値を得ることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、データを累積する
にあたり、被測定バースト信号の各パルスの後縁部に対
応するタイミングでのカウント値をラッチしておき、そ
の回のカウント動作の終了時に、そのラッチしておいた
カウント値を時間カウンタにロードさせ、ワンシジット
回路の動作時間幅分のカウント値をキャンセルするよう
にしたので、その累積データはワンシッット回路の動作
時間幅の精度に左右されず、したがって、複数回の測定
を要することなく信号幅平均値を正確に求めるこεがで
きる。

認手段、３４・・・平均値算出手段、ｂ・・・バースト
信号、Ｒ・・・立上がり、Ｂｌ−８３・・・立下がり、
ｔＸ・・・信号幅、ｔｖｌ・・・ワンショット回路１の
動作ＩＩ．ｌｆ間幅。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １または２以上のパルスから成って断続的に発生するバ
   ースト信号の信号幅を測定する信号幅測定装置であって
   、 所定の動作時間幅を有し、前記バースト信号のパルスで
   トリガされることによりワンショットパルスを発生する
   再トリガ可能なワンショットパルス発生手段と、 該ワンショットパルスが発生される毎にその発生期間だ
   けカウント動作してそのカウント値を累積する時間カウ
   ント手段と、 該時間カウント手段におけるカウント値が前記ワンショ
   ットパルス信号の発生回数にして予定回数分に到達した
   とき測定終了信号を発生する終了制御手段と、 該測定終了信号に応答して前記時間カウント手段のカウ
   ント値を読取りこれに平均値演算を施して前記信号幅の
   平均値を求める平均値算出手段と、前記バースト信号の
   パルスの後縁部に対応するタイミングでその時の時間カ
   ウンタのカウント値をラッチするラッチ手段と、 前記ワンショットパルスの持続時間経過後において該ラ
   ッチ手段のデータを前記時間カウント手段にロードさせ
   るデータプリセット手段と、を備えている信号幅測定装
   置。