JPH0547872U - Frequency voltage converter - Google Patents

Frequency voltage converter

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JPH0547872U
JPH0547872U JP9752391U JP9752391U JPH0547872U JP H0547872 U JPH0547872 U JP H0547872U JP 9752391 U JP9752391 U JP 9752391U JP 9752391 U JP9752391 U JP 9752391U JP H0547872 U JPH0547872 U JP H0547872U
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Abstract

(57)【要約】 【目的】入力信号の周波数の変化に対して、正確に追従
する出力電圧信号が得られるようにする。 【構成】入力パルスのエッジを検出するエッジ検出手段
と、エッジ検出手段で検出されたエッジとエッジの間の
時間を計測するカウンタ手段と、カウンタ手段で計測さ
れた時間データを用いて所定の演算を行う演算手段と、
この演算手段で得られた演算結果を電圧信号に変換して
出力する信号出力手段とを備えた周波数電圧変換装置で
あって、入力信号の周波数に比べて充分速い周期(T)
で動作し、前記カウンタ手段で直前に測定されたエッジ
とエッジの間の時間(tn)と直前に検出されたエッジ
から現時点までの時間(tx)とを比較する時間幅比較
手段と、tx>tnの場合、演算手段および信号出力手
段に対して、(1/tx)の周波数に基づき出力を演算
し、それを電圧信号にして出力するように制御する制御
手段とを設けて構成される。
(57) [Summary] [Purpose] To obtain an output voltage signal that accurately follows changes in the frequency of the input signal. An edge detecting means for detecting an edge of an input pulse, a counter means for measuring a time between the edges detected by the edge detecting means, and a predetermined calculation using time data measured by the counter means. Computing means for performing
A frequency-voltage conversion device comprising a signal output means for converting the calculation result obtained by the calculation means into a voltage signal and outputting the voltage signal, wherein the cycle (T) is sufficiently faster than the frequency of the input signal.
And a time width comparing means for comparing the time (tn) between the edges measured immediately before by the counter means and the time (tx) from the edge detected immediately before to the present time, and tx> In the case of tn, the control means controls the arithmetic means and the signal output means so as to calculate the output based on the frequency of (1 / tx) and output it as a voltage signal.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、周波数信号を電圧信号に変換する周波数電圧変換装置に関し、更に 詳しくは、プロセス量に対応して出力されるパルス数信号を、例えば、1〜5V のような規格化された電圧信号に変換して出力するような周波数電圧変換装置に 関する。 The present invention relates to a frequency-voltage converter for converting a frequency signal into a voltage signal. More specifically, the pulse number signal output corresponding to the process amount is a standardized voltage signal such as 1 to 5V. The present invention relates to a frequency voltage conversion device that converts and outputs to.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

例えば、温度や流量等を検出する伝送器のなかには、これらのプロセス量に関 連した周波数信号やパルス数信号を出力するものがある。 従来この様な周波数信号あるいはパルス信号の周波数を電圧信号に変換する装 置としては、例えば、特開昭63−172971号公報に開示されているような 装置があった。 For example, some transmitters that detect temperature, flow rate, etc. output frequency signals and pulse number signals related to these process quantities. Conventionally, as a device for converting the frequency of such a frequency signal or pulse signal into a voltage signal, for example, there is a device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-172971.

【0003】 この装置は、入力される周波数信号(パルス信号)の立ち上がり又は立ち下が りの間の時間を計数するカウンタと、カウンタで得られた計数値の逆数を求める 逆演算手段と、この演算結果(ディジタルデータ)をアナログ電圧信号に変換す る変換手段とで構成されている。This device includes a counter that counts the time between the rising and falling edges of an input frequency signal (pulse signal), an inverse computing means that finds the reciprocal of the count value obtained by the counter, and And a conversion means for converting the calculation result (digital data) into an analog voltage signal.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

この様な構成の従来装置においては、入力される周波数信号Finに対して、 出力される電圧信号Voは、図5に示すように、入力される周波数信号(パルス 信号)の立ち上がり又は立ち下がり時に変化するようになっていて、破線に示す ような理想的な出力特性に対して、斜線に示す部分だけ誤差が介在するものであ った。 In the conventional device having such a configuration, the output voltage signal Vo with respect to the input frequency signal Fin is, when the input frequency signal (pulse signal) rises or falls, as shown in FIG. However, there was an error only in the shaded areas with respect to the ideal output characteristics as shown by the broken lines.

【0005】 この誤差は、入力信号の周波数が高い状態から低くなる状態に変化した場合に おいて特に大きくなる。 本考案は、このような点に鑑みてなされたもので、入力信号の周波数の変化に 対して、正確に追従する出力電圧信号が得られるようにした周波数電圧変換装置 を提供することを目的とする。This error becomes particularly large when the frequency of the input signal changes from a high state to a low state. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a frequency-voltage conversion device capable of obtaining an output voltage signal that accurately follows a change in the frequency of an input signal. To do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この様な目的を達成する本考案は、 入力信号の立ち上がりまたは立ち下がりのエッジを検出するエッジ検出手段と 、エッジ検出手段で検出されたエッジとエッジの間の時間を計測するカウンタ手 段と、カウンタ手段で計測された時間データを用いて所定の演算を行う演算手段 と、この演算手段で得られた演算結果を電圧信号に変換して出力する信号出力手 段とを備えた周波数電圧変換装置であって、 前記入力信号の周波数に比べて充分速い周期(T)で動作し、前記カウンタ手 段で直前に測定されたエッジとエッジの間の時間(tn)と直前に検出されたエ ッジから現時点までの時間(tx)とを比較する時間幅比較手段と、 前記時間幅比較手段において、直前に測定されたエッジとエッジの間の時間( tn)が現時点までの時間(tx)に比べて小さいと判断された場合(tx>t nの場合)、演算手段および信号出力手段に対して、(1/tx)の周波数に基 づき出力を演算し、それを電圧信号にして出力するように制御する制御手段と を設けたことを特徴とする周波数電圧変換装置である。 The present invention which achieves such an object is provided with an edge detecting means for detecting a rising or falling edge of an input signal, a counter means for measuring a time between the edges detected by the edge detecting means, and A frequency-voltage converter including a calculation means for performing a predetermined calculation using the time data measured by the counter means, and a signal output means for converting the calculation result obtained by the calculation means into a voltage signal and outputting the voltage signal. In addition, the counter operates at a cycle (T) that is sufficiently faster than the frequency of the input signal, and the time between the edges measured immediately before by the counter means (tn) and the edge detected immediately before are detected. In the time width comparison means for comparing the time (tx) from the current time to the present time, the time (tn) between the edges measured immediately before in the time width comparison means is the time (tn) to the current time. When it is judged to be smaller than x) (when tx> t n), the calculating means and the signal outputting means calculate the output based on the frequency of (1 / tx) and convert it into a voltage signal. And a control means for controlling so as to output the frequency-voltage converter.

【0007】[0007]

【作用】[Action]

時間幅比較手段は、入力信号の周波数が低くなる方向に変化するのを検出して いる。 制御手段は、演算手段と信号出力手段に対して、信号出力手段から送出する出 力電圧の更新周期を前記入力信号の周波数に比べて充分速く制御するとともに、 入力信号の周波数が低くなる方向に変化する場合は、(1/tx)の周波数に基 づき出力を演算し、それを電圧信号にして出力するように制御する。 The time width comparison means detects that the frequency of the input signal changes in the lowering direction. The control means controls the calculation means and the signal output means so that the update period of the output voltage sent from the signal output means is sufficiently faster than the frequency of the input signal, and the frequency of the input signal decreases. If it changes, the output is calculated based on the frequency (1 / tx), and the output is converted into a voltage signal and output.

【0008】[0008]

【実施例】 以下図面を用いて本考案を詳細に説明する。 図1は、本考案の一実施例を示す構成ブロック図である。図において、1は入 力信号(パルス信号)Finの立ち上がりまたは立ち下がりのエッジを検出する エッジ検出手段、2はエッジ検出手段1で検出されたエッジとエッジの間の時間 を計測するカウンタ手段、3はカウンタ手段2で計測された時間データを用いて 所定の演算を行う演算手段で、例えばマイクロプロセッサ(CPU)で構成され ている。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an edge detecting means for detecting a rising or falling edge of an input signal (pulse signal) Fin, 2 is a counter means for measuring a time between the edges detected by the edge detecting means 1, Reference numeral 3 is an arithmetic means for performing a predetermined arithmetic operation using the time data measured by the counter means 2, which is composed of, for example, a microprocessor (CPU).

【0009】 4は演算手段3で得られた演算結果を電圧信号に変換して出力する信号出力手 段で、内部にD/A変換器を含んで構成されている。5は入力信号の周波数に比 べて充分速い周期(T)で動作する時間比較手段で、カウンタ手段2で直前に測 定されたエッジとエッジの間の時間(tn)と、直前に検出されたエッジから現 時点までの時間(tx)とを比較するように構成されている。Reference numeral 4 denotes a signal output means for converting the calculation result obtained by the calculation means 3 into a voltage signal and outputting the voltage signal, which is configured to include a D / A converter therein. Reference numeral 5 is a time comparison means which operates in a cycle (T) which is sufficiently faster than the frequency of the input signal, and is the time (tn) between the edges measured immediately before by the counter means 2 and the time immediately before detected. It is configured to compare the time (tx) from the edge to the present time.

【0010】 6は制御手段で、時間比較手段5において、直前に測定されたエッジとエッジ の間の時間(tn)が現時点までの時間(tx)に比べて小さいと判断された場 合(tx>tnの場合)、演算手段3および信号出力手段4に対して、(1/t x)の周波数に基づき出力を演算し、それを電圧信号にして出力するように制御 する。なお、時間比較手段5や制御手段6は、いずれもマイクロプロセッサCP Uに搭載されたプログラムで実現される。Reference numeral 6 denotes a control means, and when the time comparison means 5 determines that the time (tn) between the edges measured immediately before is shorter than the time (tx) up to the present time (tx). > Tn), the calculation means 3 and the signal output means 4 are controlled so as to calculate the output based on the frequency of (1 / t x) and output it as a voltage signal. The time comparing means 5 and the control means 6 are both realized by a program installed in the microprocessor CPU.

【0011】 7はメモリで、カウンタ手段2で測定されたエッジとエッジの間の時間(tn ,tn−1,tn−2など)データ、演算手段3で用いる演算定数やその他のプ ログラム等が格納されている。 この様に構成された装置の動作を次に説明する。 図2は、動作の一例を示すタイムチャートで、(a)は電圧信号に変換すべき 入力信号Finの信号波形を示している。エッジ検出手段1は、入力信号のパル スの例えば立ち下りのエッジを、(b)に示すように検出し、エッジ検出信号を カウンタ手段2に与える。カウンタ手段2は、エッジとエッジの間の時間to, tn−1,tnを計測する。ここで計測された各時間to,tn−1,tnに関 するデータは、メモリ7に順次格納される。Reference numeral 7 denotes a memory, which stores time (tn, tn-1, tn-2, etc.) between edges measured by the counter means 2, data such as calculation constants used by the calculation means 3 and other programs. It is stored. The operation of the apparatus configured as described above will be described below. FIG. 2 is a time chart showing an example of the operation, and (a) shows a signal waveform of the input signal Fin to be converted into a voltage signal. The edge detecting means 1 detects, for example, a falling edge of the pulse of the input signal as shown in (b), and gives the edge detecting signal to the counter means 2. The counter means 2 measures time to, tn-1, tn between edges. The data relating to the respective times to, tn−1, tn measured here are sequentially stored in the memory 7.

【0012】 時間比較手段5は、メモリ7に格納されている直前に測定されたエッジとエッ ジの間の時間(tn)データを、読みだし入力信号の周波数より速い周期Tで、 それが直前のエッジ検出時点から現時点(比較する時点)までの時間(tx)に 比べて大きいか(tx>tn)否か、すなわち入力信号の周波数が低くなる方向 に変化しているか否かを判断する。The time comparison unit 5 stores the time (tn) data between the edge and edge measured immediately before stored in the memory 7, at a cycle T faster than the frequency of the read input signal, It is determined whether or not the time (tx> tn) from the edge detection time to the current time (comparison time) is longer (tx> tn), that is, whether or not the frequency of the input signal changes in the lower direction.

【0013】 制御手段6は、時間幅比較手段5において、直前に測定されたエッジとエッジ の間の時間(tn)が、現時点までの時間(tx)に比べて小さいと判断された 場合(tx>tnの場合)、演算手段3および信号出力手段4に対して、(1/ tx)の周波数に基づき出力を演算し、それを電圧信号Voにして(c)に示す ように送出するように制御する。When the time width comparing means 5 determines that the time (tn) between the edges measured immediately before is smaller than the time (tx) up to the present time (tx). > Tn), the output is calculated to the calculation means 3 and the signal output means 4 based on the frequency of (1 / tx), and the output is converted into the voltage signal Vo and sent as shown in (c). Control.

【0014】 図3は、時間比較手段5と制御手段6の動作を示すフローチャートである。こ のフローチャートは、入力信号Finの周波数より速い周期Tで起動されるもの とする。時間比較手段5が行うステップ1で、現時点までの時間(tx)データ が、前回測定されたエッジとエッジの間の時間(tn)データに比べて大きい( tx>tn)と判断された場合、制御手段6は、演算手段3に対して、(1/t x)の周波数を電圧信号に変換する演算を行うように指示する(ステップ2)。FIG. 3 is a flowchart showing the operations of the time comparison means 5 and the control means 6. It is assumed that this flowchart is started at a cycle T faster than the frequency of the input signal Fin. When it is determined in step 1 performed by the time comparison means 5 that the time (tx) data up to the present time is larger than the time (tn) data between the edges measured last time (tx> tn), The control means 6 instructs the calculation means 3 to perform a calculation for converting the frequency of (1 / t x) into a voltage signal (step 2).

【0015】 これに対してステップ1で、現時点までの時間(tx)(txは図3のフロー チャートが実行される周期Tの整数倍になる)が、前回測定されたエッジとエッ ジの間の時間(tn)データに比べて小さい(tx<tn)と判断された場合、 すなわち、入力信号の周波数が変化していないか、または次第に大きくなる方向 を示している場合、制御手段6は、演算手段3に対しては、(1/tn)の周波 数を電圧信号に変換する演算を行うように指示する(ステップ3)。On the other hand, in step 1, the time (tx) up to the present time (tx is an integer multiple of the cycle T in which the flow chart of FIG. 3 is executed) is set between the edge and the edge measured last time. When it is determined that it is smaller than the time (tn) data (tx <tn), that is, when the frequency of the input signal does not change or indicates a direction in which it gradually increases, the control means 6 The operation means 3 is instructed to perform an operation for converting a frequency of (1 / tn) into a voltage signal (step 3).

【0016】 図4は、入力信号の周波数が低くなる方向に変化した場合の、信号出力手段4 から出力される電圧信号Voの変化を示す図である。図3に示すフローチャート が実行される周期T毎に、(1/tx)の周波数を電圧信号に変換する演算によ って更新された電圧信号が順次出力されるようになり、入力信号の周波数が低く なる方向に変化した場合であっても、理想に近い特性で変化する電圧信号を得る ことができる。FIG. 4 is a diagram showing a change in the voltage signal Vo output from the signal output means 4 when the frequency of the input signal changes in the lowering direction. At every cycle T in which the flowchart shown in FIG. 3 is executed, the voltage signal updated by the operation of converting the frequency of (1 / tx) into the voltage signal is sequentially output, and the frequency of the input signal is Even if the voltage changes in the direction of decreasing, it is possible to obtain a voltage signal that changes with characteristics close to ideal.

【0017】 なお、上記の実施例ではエッジ検出手段1は、パルス信号の立ち下がりを検出 するようにしたが、パルス信号の立ち上がりを検出するようにしてもよい。Although the edge detecting means 1 detects the falling edge of the pulse signal in the above embodiment, it may detect the rising edge of the pulse signal.

【0018】[0018]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上詳細に説明したように、本考案によれば、入力信号の周波数の変化に対し て、正確に追従する出力電圧信号が得られる構成の簡単な周波数電圧変換装置を 提供することができる。 本考案によれば、例えば入力信号の周波数レンジを0〜1HZとした場合、図 3に示すフローチャートの周期周期Tを5msに設定することにより、出力電圧 信号をほぼ理想に近い特性とすることができるようになった。 As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a simple frequency-voltage converter having a configuration capable of obtaining an output voltage signal that accurately follows a change in the frequency of an input signal. According to the present invention, for example, when the frequency range of the input signal is 0 to 1HZ, the output voltage signal can be made to have characteristics close to ideal by setting the cycle period T of the flowchart shown in FIG. 3 to 5 ms. I can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例を示した構成ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】動作の一例を示すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart showing an example of operation.

【図3】時間比較手段と制御手段の動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing the operations of the time comparison means and the control means.

【図4】入力信号の周波数が低くなる方向に変化した場
合の信号出力手段から出力される電圧信号Voの変化を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing changes in the voltage signal Vo output from the signal output means when the frequency of the input signal changes in the direction of lowering.

【図5】従来装置の出力電圧信号の様子を示す波形図で
ある。
FIG. 5 is a waveform diagram showing a state of an output voltage signal of a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エッジ検出手段 2 カウンタ手段 3 演算手段 4 信号出力手段 5 時間比較手段 6 制御手段 7 メモリ 1 Edge Detection Means 2 Counter Means 3 Arithmetic Means 4 Signal Output Means 5 Time Comparison Means 6 Control Means 7 Memory

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 入力信号の立ち上がりまたは立ち下がり
のエッジを検出するエッジ検出手段と、エッジ検出手段
で検出されたエッジとエッジの間の時間を計測するカウ
ンタ手段と、カウンタ手段で計測された時間データを用
いて所定の演算を行う演算手段と、この演算手段で得ら
れた演算結果を電圧信号に変換して出力する信号出力手
段とを備えた周波数電圧変換装置であって、 前記入力信号の周波数に比べて充分速い周期(T)で動
作し、前記カウンタ手段で直前に測定されたエッジとエ
ッジの間の時間(tn)と直前に検出されたエッジから
現時点までの時間(tx)とを比較する時間幅比較手段
と、 前記時間幅比較手段において、直前に測定されたエッジ
とエッジの間の時間(tn)が現時点までの時間(t
x)に比べて小さいと判断された場合(tx>tnの場
合)、演算手段および信号出力手段に対して、(1/t
x)の周波数に基づき出力を演算し、それを電圧信号に
して出力するように制御する制御手段とを設けたことを
特徴とする周波数電圧変換装置。
1. An edge detecting means for detecting a rising edge or a falling edge of an input signal, a counter means for measuring a time between edges detected by the edge detecting means, and a time measured by the counter means. A frequency-voltage conversion device comprising a calculation means for performing a predetermined calculation using data and a signal output means for converting the calculation result obtained by the calculation means into a voltage signal and outputting the voltage signal, wherein It operates in a cycle (T) that is sufficiently faster than the frequency, and displays the time (tn) between the edges measured immediately before by the counter means and the time (tx) from the edge detected immediately before to the present time. In the time width comparison means for comparing and the time width comparison means, the time (tn) between the edges measured immediately before is the time (tn) up to the present time.
When it is judged to be smaller than x) (when tx> tn), (1 / t
A frequency-voltage conversion device, comprising: a control means for calculating an output based on the frequency of x) and controlling the output so as to output the voltage signal.
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