JPH0614070B2 - 周期/周波数測定装置 - Google Patents

周期/周波数測定装置

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JPH0614070B2
JPH0614070B2 JP7217186A JP7217186A JPH0614070B2 JP H0614070 B2 JPH0614070 B2 JP H0614070B2 JP 7217186 A JP7217186 A JP 7217186A JP 7217186 A JP7217186 A JP 7217186A JP H0614070 B2 JPH0614070 B2 JP H0614070B2
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JP
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clock
signal
clock signal
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counting
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尚志 斉藤
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Asia Electronics Co
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  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は信号の周期/周波数測定装置に関する。
(従来の技術) 従来の周期/周波数測定装置を第3図に示す。図中10
1は被測定信号入力端子、102はタイミング信号形成
回路、301aは第1発振器、301bは第2発振器、107aは第
1計数クロック形成回路、107bは第2計数クロック形成
回路、108aは第1計数器、108bは第2計数器、109は
演算器、110は表示器、201は被測定信号、202
はリセット信号、203は第1タイミング信号、204
は第2タイミング信号、208aは第1クロック信号、208b
は第2クロック信号、209aは第1計数クロック信号、20
9bは第2計数クロック信号である。
この動作は、入力端子101に第4図Aの被測定信号2
01が入力される。タイミング信号形成回路102に第
4図Bのリセット信号202が入力されてから、最初の
周期の始まりの時点を示す第4図Cの第1タイミング信
号203が出力されたとき、第1発振器301aが発振を始
め、第4図Eの第1クロック信号208aを出力し始める。
また信号周期の終りの時点を示す第4図Dの第2タイミ
ング信号204が出力されたとき、第2発振器301bが発
振を始め、第4図Fの第2クロック信号208bを出力し始
める。
第1クロック信号208aが出力されてから第2クロック信
号208bが出力されるまでの第1クロック信号208aに相当
した第4図Gの第1計数クロック209aを第1計数クロッ
ク形成回路107aより得る。また第1クロック信号208aと
第2クロック信号208bとが出力されてから両者の位相が
最初に一致する時点210までの第2クロック信号208b
に相当した第4図Hの第2計数クロック209bを、第2計
数クロック形成回路107bより出力する。それぞれから出
力された信号の第1計数クロック209aを第1計数器108a
で計数し、第2計数クロック209bを第2計数器108bで計
数する。
ここで第1クロック208aの周期をT1,第2クロックの
周期をT2(ただしT1>T2またはT1<T2)、第1計
数クロック209aのクロック数n1、第2計数クロック20
9bのクロック数をn2とすると、被測定信号201の周
期T0は T0=T1×n1+|T1−T2|×n2 となる。また被測定信号201の周波数Fは、 F=1/T0 =1/{T1×n1+|T1-T2|×n2} となり、これらの演算は演算器109において行ない、
その結果である周期T0または周波数Fの値を表示器1
10にて表示する。
しかしながら上記したものにあっては、被測定信号20
1からつくられるタイミング信号により発振器が発振動
作を始めるために、その発振開始時点においてクロック
信号が過渡的な変化をする。これを小さくするためには
高速応答をする素子を使用する必要があり、コスト高に
なり、またそのようにしても過渡的な動作をなくすこと
はできない欠点があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、従来、変換
に用いるクロックを被測定信号に同期させて発振を開始
させていたため、発振開始時の過渡的なクロック周波数
の変化をなくすことができないために生じる分解能と精
度の劣化を、なくすことができる周期/周波数測定装置
を提供しようとするものである。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段と作用) 本発明は、入力信号から測定したい時間間隔を示す第
1、第2のタイミング信号をつくる第1の手段と、互い
に周期が異なった鋸歯状の第1、第2の三角波を発生さ
せておく第2の手段と、前記第1、第2のタイミング信
号に対する第1、第2の三角波の時間的対応から、第
1、第2のホールド電圧をつくるサンプルホールド回路
としての第3の手段と、前記第1、第2の三角波のレベ
ルに対する第1、第2のホールド電圧のレベル対応か
ら、第1、第2のクロック信号を発生させる第4の手段
と、前記測定したい時間間隔の間にある第1のクロック
信号を計数する第5の手段と、前記測定したい時間間隔
が経過して後、前記第1のクロック信号と第2のクロッ
ク信号の位相が最初に一致した関係となるまでの間第2
のクロック信号を計数する第6の手段と、前記第5、第
6の手段で計数された値に重み付けをして加算処理する
第7の手段とを具備したことを特徴とする周期測定装置
である。また本発明は、入力信号から測定したい時間間
隔を示す第1、第2のタイミング信号をつくる第1の手
段と、互いに周期が異なった鋸歯状の第1、第2の三角
波を発生させておく第2の手段と、前記第1、第2のタ
イミング信号に対する第1、第2の三角波の時間的対応
から、第1、第2のホールド電圧をつくるサンプルホー
ルド回路としての第3の手段と、前記第1、第2の三角
波のレベルに対する第1、第2のホールド電圧のレベル
対応から、第1、第2のクロック信号を発生させる第4
の手段と、前記測定したい時間間隔の間にある第1のク
ロック信号を計数する第5の手段と、前記測定したい時
間間隔が経過して後、前記第1のクロック信号と第2の
クロック信号の位相が最初に一致した関係となるまでの
間第2のクロック信号を計数する第6の手段と、前記第
5、第6の手段で計数された値に重み付けをして加算処
理した結果の逆数を得る第7の手段とを具備したことを
特徴とする周波数測定装置である。即ち本発明は、測定
を始めたい周期の始まりと終りの時点から恰もそれぞれ
に同期した発振が行なわれたことと同様になるような信
号を予め発振させておくことで、測定に用いるクロック
信号の安定度を損なうことなく、また測定に用いるクロ
ック周波数を高くとらなくとも、周期及び周波数を高精
度に測定できるようにしたものである。
(実施例) 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第1
図は同実施例の構成図であるが、ここで第3図のものと
対応する個所には同一符号を付して説明を省略する。第
1図において103aは第1クロック源、103bは第2クロッ
ク源、104aは第1三角波形成回路、104bは第2三角波形
成回路、105aは第1サンプルホールド回路、105bは第2
サンプルホールド回路、106aは第1クロック信号形成回
路、106bは第2クロック信号形成回路、205aは第1クロ
ック、205bは第2クロック、206aは第1三角波、206bは
第2三角波、207aは第1ホールド電圧、207bは第2ホー
ルド電圧である。
第1図において入力端子101は、タイミング信号形成
回路102へ第2図Aの被測定信号201を入力する。タ
イミング信号形成回路102では、入力された被測定信
号201より第2図C,Dの第1,第2のタイミング信
号203,204が出力される。被測定信号201とは
関係なく、第1クロック源103a、第2クロック源103bよ
りそれぞれ第1クロック205a、第2クロック205bが出力
されている。この信号を第1三角波形成回路104a、第2
三角波形成回路104bを通し、第2図G,Hの第1三角波
206a、第2三角波206bを出力している。第1サンプルホ
ールド回路105aは、第1タイミング信号203が生じた
ときの第1三角波206aの電圧を、第2図Gの第1ホール
ド電圧207aとしてホールドする。第2サンプルホールド
回路105bは、第2タイミング信号204が生じたときの
第2三角波206bの電圧を、第2図Hの第2ホールド
電圧207bとしてホールドする。第1クロック信号形成回
路106aは、第1三角波206aと第1ホールド電圧207aよ
り、第2図Cの第1タイミング信号203に同期した第
2図Iの第1クロック信号208aを出力する。第2クロッ
ク信号形成回路106bは、第2三角波206bと第2ホールド
電圧207bより、第2図Cの第2タイミング信号204に
同期した第2図Jの第2クロック信号208bを出力する。
第1計数クロック形成回路107aは第2図Kの第1計数ク
ロック209aを出力する。第2計数クロック形成回路107b
は第2図Lの第2計数クロック209bを出力する。第1計
数器108aは第1計数クロック209aを計数する。第2計数
器108bは第2計数クロック209bを計数する。演算器10
9は、第1計数器108aで計数された計数値n1と第
2計数器108bで計数された計数値n2を、それぞれ
の重み付けに応じた加算処理をし(n1=1の重みはク
ロック209aの周期T、n2=1の重みは、クロッ
ク209bの周期をTとした場合、|T−T|で
ある)、被測定信号201の周期及び周波数を求める。
表示器110は演算器109で得られた結果を出力す
る。第2図Bの信号はリセット信号である。
第1図の動作は、タイミング信号形成回路102に入力端
子101より第2図Aの被測定信号201を入力する。タ
イミング信号形成回路102では、リセット信号202
が入力されてから最初の周期の始まりを示す第2図Cの
第1タイミング信号203を発生させ、また周期の終り
の時点を示す第2図Dの第2タイミング信号204を発
生させる。このときすでに被測定信号201とは関係な
く、第1クロック源103aからは第2図Eの第1クロック
205aを、第2クロック源103bからは第2図Fの第2クロ
ック205bがそれぞれ発生している。更に第1クロック20
5aに同期した第2図Gの第1三角波206aが第1三角波形
成回路104aから、また第2クロック205bに同期した第2
図Hの第2三角波206bが第2三角波形成回路104bから発
生している。
第2図Bのリセット信号202が発生してから最初の周
期の始まりの時点を示す第2図Cの第1タイミング信号
203がタイミング信号形成回路102から出力される
と、これに同期して第1サンプルホールド回路105aが、
第2図Gの第1三角波206aのこの時点の電圧である第2
図Gの第1ホールド電圧207aをホールドする。この第1
ホールド電圧207aと第1三角波206aとで、第1クロック
信号形成回路106aから周期の始まりの時点を示す第2図
Cの第1タイミング信号203に同期した第2図Iの第1
クロック信号208aを発生させる。この第1クロック信号
208aの周期は第1クロック205aの周期と同じである。
また被測定信号201の測定しようとしている周期の終
りの時点を示す第2図Dの第2タイミング信号204が
タイミング信号形成回路102から出力されると、これ
に同期して第2サンプルホールド回路105bが第2図Hの
第2三角波206bのこの時点の電圧である第2図Hの第2
ホールド電圧207bをホールドする。この第2ホールド電
圧207bと第2三角波206bとで、第2クロック信号形成回
路106bからその周期の終りの時点を示す第2図Dの第2
タイミング信号204に同期した第2図Jの第2クロッ
ク信号208bを発生させる。この第2クロック信号208bの
周期と第2クロック205bの周期は同じである。上記第2
クロック信号208bが発生するまでの第1クロック信号20
8aを第1計数クロック形成回路107aでゲートし、第2図
Kの第1計数クロック209aを出力する。第2計数クロッ
ク形成回路107bでは、第2クロック信号208bが発生して
から、第2図I,Jに示すように第1クロック信号208a
から見て第2クロック信号208bの位相が進んだ時点まで
の第2図Lの第2計数クロック209bを出力する。第1計
数器108aでは、第1計数クロック形成回路107aより出力
された第1計数クロック209aを計数する。また第2計数
器108bでは、第2計数クロック形成回路107bより出力さ
れた第1計数クロック209bを計数する。
第1クロック205aの周期をT1、第2クロック205bの周
期をT2(但しT1>T2またはT1<T2)、第1計数ク
ロック209aのクロック数をn1、第2計数クロック209b
のクロックの数をn2とすると、被測定信号201の周
期T0は T0=T1×n1+Δ =T1×n1+|T1−T2|×n2 となる。
また被測定信号201の周波数Fは となり、これらの演算は演算器109において行ない、
その結果である周期T0または周波数Fの値を、表示器
110にて表示するものである。
第1図の装置の利点は、測定を始めたい周期の始まりと
終りの時点から恰もそれぞれ同期した発振が行なわれた
ことと同様になるような信号(205a,205b,206a,206b)を
予め発振させておくことで、測定に用いるクロックの安
定度を損なうことがない。また被測定周期間のきざむク
ロック周波数を上げなくても、第2図のEとFの周期を
接近させるだけでよいから、クロック周波数を高くしな
くても周期、周波数を高精度で測定できるものである。
なお本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、種々の応用が可能である。例えば本発明を信号の時
間間隔の測定にも応用できる。
[発明の効果] 以上説明した如く本発明によれば、測定を始めたい周期
の始まりと終りの時点から恰もそれぞれに同期した発振
が行なわれたと同様になるような信号を予め発振させて
おくことで、測定に用いるクロックの安定度を損なうこ
となく、またクロック周波数を高くとらなくとも、周期
及び周波数を高精度に測定できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は同構成の
作用を説明するためのタイムチャート、第3図は従来の
周期測定装置の構成図、第4図は同構成の作用を説明す
るためのタイムチャートである。 101…被測定信号入力端子、102…タイミング信号
形成回路、103a,103b…クロック源、104a,104b…三角
波形成回路、105a,105b…サンプルホールド回路、106
a,106b…クロック信号形成回路、107a,107b……計数
クロック形成回路、108a,108b…計数器、109…演算
器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号から測定したい時間間隔を示す第
    1、第2のタイミング信号をつくる第1の手段と、互い
    に周期が異なった鋸歯状の第1、第2の三角波を発生さ
    せておく第2の手段と、前記第1、第2のタイミング信
    号に対する第1、第2の三角波の時間的対応から、第
    1、第2のホールド電圧をつくるサンプルホールド回路
    としての第3の手段と、前記第1、第2の三角波のレベ
    ルに対する第1、第2のホールド電圧のレベル対応か
    ら、第1、第2のクロック信号を発生させる第4の手段
    と、前記測定したい時間間隔の間にある第1のクロック
    信号を計数する第5の手段と、前記測定したい時間間隔
    が経過して後、前記第1のクロック信号と第2のクロッ
    ク信号の位相が最初に一致した関係となるまでの間第2
    のクロック信号を計数する第6の手段と、前記第5、第
    6の手段で計数された値に重み付けをして加算処理する
    第7の手段とを具備したことを特徴とする周期測定装
    置。
  2. 【請求項2】入力信号から測定したい時間間隔を示す第
    1、第2のタイミング信号をつくる第1の手段と、互い
    に周期が異なった鋸歯状の第1、第2の三角波を発生さ
    せておく第2の手段と、前記第1、第2のタイミング信
    号に対する第1、第2の三角波の時間的対応から、第
    1、第2のホールド電圧をつくるサンプルホールド回路
    としての第3の手段と、前記第1、第2の三角波のレベ
    ルに対する第1、第2のホールド電圧のレベル対応か
    ら、第1、第2のクロック信号を発生させる第4の手段
    と、前記測定したい時間間隔の間にある第1のクロック
    信号を計数する第5の手段と、前記測定したい時間間隔
    が経過して後、前記第1のクロック信号と第2のクロッ
    ク信号の位相が最初に一致した関係となるまでの間第2
    のクロック信号を計数する第6の手段と、前記第5、第
    6の手段で計数された値に重み付けをして加算処理した
    結果の逆数を得る第7の手段とを具備したことを特徴と
    する周波数測定装置。
JP7217186A 1986-03-29 1986-03-29 周期/周波数測定装置 Expired - Lifetime JPH0614070B2 (ja)

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