JPH0851363A - A/d変換装置 - Google Patents
A/d変換装置Info
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- JPH0851363A JPH0851363A JP20793394A JP20793394A JPH0851363A JP H0851363 A JPH0851363 A JP H0851363A JP 20793394 A JP20793394 A JP 20793394A JP 20793394 A JP20793394 A JP 20793394A JP H0851363 A JPH0851363 A JP H0851363A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 入力交流信号を同信号より周波数が低いクロ
ックにてサンプリングしA/D変換する装置。 【構成】 交流入力信号Fmを所定のタイミングクロッ
クにてサンプリングしホールドするサンプル・ホールド
回路、そのホールド電圧を上記と同一のタイミングクロ
ックでディジタル変換するA/D変換回路、及び上記タ
イミングクロックを生成するクロック発生部を備えてい
る。上記クロック発生部は、内部発振器の発振周波数を
1/Nにした信号が上記交流信号Fmと同期するように
したPLL回路と、同PLL回路の内部発振周波数Fm
×Nを1/(WN+1)に分周し、 Fs=FmN/(WN+1) なるタイミングクロックを生成する分周回路などからな
っている。ここでNは交流入力信号Fmからサンプリン
グする所要のデータ数、Wは任意に設定する正の整数で
ある。
ックにてサンプリングしA/D変換する装置。 【構成】 交流入力信号Fmを所定のタイミングクロッ
クにてサンプリングしホールドするサンプル・ホールド
回路、そのホールド電圧を上記と同一のタイミングクロ
ックでディジタル変換するA/D変換回路、及び上記タ
イミングクロックを生成するクロック発生部を備えてい
る。上記クロック発生部は、内部発振器の発振周波数を
1/Nにした信号が上記交流信号Fmと同期するように
したPLL回路と、同PLL回路の内部発振周波数Fm
×Nを1/(WN+1)に分周し、 Fs=FmN/(WN+1) なるタイミングクロックを生成する分周回路などからな
っている。ここでNは交流入力信号Fmからサンプリン
グする所要のデータ数、Wは任意に設定する正の整数で
ある。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はアナログの交流入力信
号をディジタル変換するA/D変換装置に係り、特に、
入力信号をそれより低い周波数のクロックを用いてサン
プリングしディジタル変換するA/D変換装置に関する
ものである。
号をディジタル変換するA/D変換装置に係り、特に、
入力信号をそれより低い周波数のクロックを用いてサン
プリングしディジタル変換するA/D変換装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図6に従来装置の一般的な例を示す。ア
ナログの交流入力信号Fmは例えば検出回路1により検
出され、増幅回路2にて適宜のレベルに増幅されたのち
サンプル・ホールド回路3に加えられる。この交流信号
Fmを図7(a)に示す。
ナログの交流入力信号Fmは例えば検出回路1により検
出され、増幅回路2にて適宜のレベルに増幅されたのち
サンプル・ホールド回路3に加えられる。この交流信号
Fmを図7(a)に示す。
【0003】上記サンプル・ホールド回路3とその後段
のA/D変換回路4には、図7(b)に示すように交流
信号FmのN倍の周波数を有するサンプリングクロック
Fsが加えられ、サンプル・ホールド回路3は例えばク
ロックFsの立ち上がりで交流信号Fmの1周期間のレ
ベルをN箇所(1,2,3,・・・N)サンプリングし
ホールドする。サンプル・ホールド回路3の出力を図7
(c)に示す。A/D変換回路4はこの出力をクロック
Fsに同期してディジタル変換する。
のA/D変換回路4には、図7(b)に示すように交流
信号FmのN倍の周波数を有するサンプリングクロック
Fsが加えられ、サンプル・ホールド回路3は例えばク
ロックFsの立ち上がりで交流信号Fmの1周期間のレ
ベルをN箇所(1,2,3,・・・N)サンプリングし
ホールドする。サンプル・ホールド回路3の出力を図7
(c)に示す。A/D変換回路4はこの出力をクロック
Fsに同期してディジタル変換する。
【0004】A/D変換回路4から送出される交流信号
Fmの波形データは、例えばディジタル処理部5におい
て所定の処理がなされるようになっている。なお、サン
プリングクロックFsは例えばこのA/D変換装置や上
記ディジタル処理部5が組み込まれた図示しない親装置
から与えられるようになっている。
Fmの波形データは、例えばディジタル処理部5におい
て所定の処理がなされるようになっている。なお、サン
プリングクロックFsは例えばこのA/D変換装置や上
記ディジタル処理部5が組み込まれた図示しない親装置
から与えられるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来装置は交流信
号FmのN倍の周波数でサンプリングするため、交流信
号Fmを1周期取り込むと1周期分のデータN個が得ら
れる。したがって、それ以上交流信号を取り込む必要は
無いからA/D変換は短時間で終了する。
号FmのN倍の周波数でサンプリングするため、交流信
号Fmを1周期取り込むと1周期分のデータN個が得ら
れる。したがって、それ以上交流信号を取り込む必要は
無いからA/D変換は短時間で終了する。
【0006】しかしその反面、交流信号の周波数が高く
なるとサンプリングクロックもそのN倍の周波数となる
ため、高速のサンプル・ホールド回路やA/D変換回路
などが必要となり好ましくない。
なるとサンプリングクロックもそのN倍の周波数となる
ため、高速のサンプル・ホールド回路やA/D変換回路
などが必要となり好ましくない。
【0007】この発明は上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的は、入力交流信号をそれより低い周波
数のサンプリングクロックを用いてディジタル変換する
A/D変換装置を提供することにある。
もので、その目的は、入力交流信号をそれより低い周波
数のサンプリングクロックを用いてディジタル変換する
A/D変換装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】交流信号Fmから取り込
む1周期分のデータ数をN,そのときのサンプリングク
ロックをFsとすると、従来装置におけるFsとFmの
周波数の大きさ関係は、上記したように、 Fs=N・Fm となっているが、この発明においては例えば Fs=Fm・N/(WN+1) W:任意の正の整数 の大きさに設定されるようになっている。
む1周期分のデータ数をN,そのときのサンプリングク
ロックをFsとすると、従来装置におけるFsとFmの
周波数の大きさ関係は、上記したように、 Fs=N・Fm となっているが、この発明においては例えば Fs=Fm・N/(WN+1) W:任意の正の整数 の大きさに設定されるようになっている。
【0009】
【作用】図4を参照すると、同図(a),(b)には前
記図7の(a),(b)が再掲されている。ここで交流
信号Fmの1周期の時間長をTm、クロックFsの1周
期の時間長をTm/N、各クロックの立ち上がり時点に
おける交流信号Fm上のサンプリングレベルを1,2,
3,・・・Nとする。
記図7の(a),(b)が再掲されている。ここで交流
信号Fmの1周期の時間長をTm、クロックFsの1周
期の時間長をTm/N、各クロックの立ち上がり時点に
おける交流信号Fm上のサンプリングレベルを1,2,
3,・・・Nとする。
【0010】いま、図4(c)に交流信号FmのN周期
分をFm1,Fm2,・・・FmNと図示すると、同図
(a)のサンプリングレベル1,2,・・・Nは、同図
(c)のFm1,Fm2,・・・FmN上にプロットし
たレベル1,2,・・・Nに置き換えることができる。
分をFm1,Fm2,・・・FmNと図示すると、同図
(a)のサンプリングレベル1,2,・・・Nは、同図
(c)のFm1,Fm2,・・・FmN上にプロットし
たレベル1,2,・・・Nに置き換えることができる。
【0011】この図4(c)上に等置した各レベルの周
期は、同図(d)に示すように Tm+Tm/N となるから、上記の値を1周期とするクロックにて連続
する交流信号FmからN個のレベルをサンプリングすれ
ば、図4(a)のサンプリングレベルをすべて得ること
ができる。
期は、同図(d)に示すように Tm+Tm/N となるから、上記の値を1周期とするクロックにて連続
する交流信号FmからN個のレベルをサンプリングすれ
ば、図4(a)のサンプリングレベルをすべて得ること
ができる。
【0012】次に、上記図4(a)及び(b)を再掲し
た図4(e),(g)を参照し、同図(e)のサンプリ
ングレベル1,2,・・・Nを、同図(h)に示すよう
に例えば連続交流信号のFm1,Fm3,Fm5,・・
・へ1,2,3,・・・と置き換えると、等置した各レ
ベルの周期は同図(j)に示すように 2Tm+Tm/N となる。よって、この値を1周期とするクロックにて連
続する交流信号FmからN個のレベルをサンプリングす
ることもできる。
た図4(e),(g)を参照し、同図(e)のサンプリ
ングレベル1,2,・・・Nを、同図(h)に示すよう
に例えば連続交流信号のFm1,Fm3,Fm5,・・
・へ1,2,3,・・・と置き換えると、等置した各レ
ベルの周期は同図(j)に示すように 2Tm+Tm/N となる。よって、この値を1周期とするクロックにて連
続する交流信号FmからN個のレベルをサンプリングす
ることもできる。
【0013】一般に、交流信号Fmのレベルを W・Tm+Tm/N の周期でサンプリングした例を図5に示す。ここで同図
(a)は連続する交流信号Fm、同図(b)はサンプリ
ングクロックFs、Wは任意の正の整数である。
(a)は連続する交流信号Fm、同図(b)はサンプリ
ングクロックFs、Wは任意の正の整数である。
【0014】上記の周期をクロックFsの1周期Tsに
設定すると、 Ts=WTm+Tm/N =Tm(W+1/N) ここで、Ts=1/Fs,Tm=1/Fmであるから 1/Fs=(W+1/N)/Fm 上式を書き替えると、 Fs=Fm・N/(WN+1) となる。
設定すると、 Ts=WTm+Tm/N =Tm(W+1/N) ここで、Ts=1/Fs,Tm=1/Fmであるから 1/Fs=(W+1/N)/Fm 上式を書き替えると、 Fs=Fm・N/(WN+1) となる。
【0015】このクロックにて交流信号Fmのレベルを
サンプリングしたとき、サンプル・ホールド回路の出力
の一例を図5(c)に示す。同図によると、その出力は
元の交流信号FmがN/(WN+1)に分周された低い
周波数の疑似正弦波形になっている。
サンプリングしたとき、サンプル・ホールド回路の出力
の一例を図5(c)に示す。同図によると、その出力は
元の交流信号FmがN/(WN+1)に分周された低い
周波数の疑似正弦波形になっている。
【0016】
【実施例】この発明の実施例を図1に示す。入力交流信
号Fmは例えば検出回路11にて検出され、サンプル・
ホールド回路(以下、「S/H回路」と言う。)12に
加えられる。同S/H回路12は、この交流信号Fmを
例えばクロック発生部15から与えられる第1のクロッ
クFs1の立ち上がりでサンプリングし、その電圧をホ
ールドする。
号Fmは例えば検出回路11にて検出され、サンプル・
ホールド回路(以下、「S/H回路」と言う。)12に
加えられる。同S/H回路12は、この交流信号Fmを
例えばクロック発生部15から与えられる第1のクロッ
クFs1の立ち上がりでサンプリングし、その電圧をホ
ールドする。
【0017】増幅回路13は上記S/H回路12がホー
ルドした電圧を受けて適宜のレベルに増幅し、A/D変
換回路14に加える。同A/D変換回路14は例えば移
相回路16から与えられる第2のクロックFs2の立ち
上がりで上記増幅回路13から入力する電圧をディジタ
ル変換し、図示しない親装置のディジタル処理部17へ
送出するようになっている。
ルドした電圧を受けて適宜のレベルに増幅し、A/D変
換回路14に加える。同A/D変換回路14は例えば移
相回路16から与えられる第2のクロックFs2の立ち
上がりで上記増幅回路13から入力する電圧をディジタ
ル変換し、図示しない親装置のディジタル処理部17へ
送出するようになっている。
【0018】上記クロック発生部15は、例えばコンパ
レータ15aとPLL回路15b及び分周回路15cを
備えており、交流信号Fmからサンプリング用の第1の
クロックFs1を形成するようになっている。
レータ15aとPLL回路15b及び分周回路15cを
備えており、交流信号Fmからサンプリング用の第1の
クロックFs1を形成するようになっている。
【0019】ここで、図2を併せて参照しながらその動
作を説明すると、コンパレータ15aは例えば図2
(a)に示す正弦波の交流信号Fmを受けてデューティ
比50%の方形波に変換する。この方形波の信号を同図
2(b)に示す。
作を説明すると、コンパレータ15aは例えば図2
(a)に示す正弦波の交流信号Fmを受けてデューティ
比50%の方形波に変換する。この方形波の信号を同図
2(b)に示す。
【0020】PLL回路15bの内部においては、例え
ば図示しない発振器の発振周波数を1/Nに分周した信
号が上記図2(b)の方形波信号Fmと周波数が一致す
るように制御されるので、同PLL回路15bから送出
される内部発振器の元の発振周波数は、図2(c)に示
すようにFmのN倍となる。
ば図示しない発振器の発振周波数を1/Nに分周した信
号が上記図2(b)の方形波信号Fmと周波数が一致す
るように制御されるので、同PLL回路15bから送出
される内部発振器の元の発振周波数は、図2(c)に示
すようにFmのN倍となる。
【0021】分周回路15cはPLL回路15bの出力
周波数N・Fmを例えば1/(WN+1)に分周し、第
1のサンプリングクロックFs1としてS/H回路12
に与える。このクロックFs1を図2(d)に示す。S
/H回路12は上記したようにこのクロックの各立ち上
がりで交流信号Fmのレベルを順次サンプリングしてホ
ールドする。各サンプリングした箇所のレベルを図2
(a)に1,2,3,…で示す。
周波数N・Fmを例えば1/(WN+1)に分周し、第
1のサンプリングクロックFs1としてS/H回路12
に与える。このクロックFs1を図2(d)に示す。S
/H回路12は上記したようにこのクロックの各立ち上
がりで交流信号Fmのレベルを順次サンプリングしてホ
ールドする。各サンプリングした箇所のレベルを図2
(a)に1,2,3,…で示す。
【0022】S/H回路12が交流信号Fmをサンプリ
ングしてホールドしたときは、ジッタなどによりホール
ド電圧が安定するのに多少の時間がかかる。そこでこの
時間が過ぎてからディジタル変換を行わせるため、上記
A/D変換用の第2のクロックFs2は、第1のクロッ
クFs1を移相回路16により図2(e)に示すように
適宜遅延させたものを用いるようにしている。
ングしてホールドしたときは、ジッタなどによりホール
ド電圧が安定するのに多少の時間がかかる。そこでこの
時間が過ぎてからディジタル変換を行わせるため、上記
A/D変換用の第2のクロックFs2は、第1のクロッ
クFs1を移相回路16により図2(e)に示すように
適宜遅延させたものを用いるようにしている。
【0023】この発明においては、交流信号Fmから1
波分の波形データN個を得るのにNW+1波の信号を取
り込むようになっている。しかし、例えば電子部品など
の特性を測定するための基本データとして波形データを
収集する場合は、取り込む信号波の数が多くなっても特
に支障は無い。ちなみに交流信号Fmが1kHzの場
合、例えば1000波分取り込んだとしても1秒でデー
タ収集が終わる。
波分の波形データN個を得るのにNW+1波の信号を取
り込むようになっている。しかし、例えば電子部品など
の特性を測定するための基本データとして波形データを
収集する場合は、取り込む信号波の数が多くなっても特
に支障は無い。ちなみに交流信号Fmが1kHzの場
合、例えば1000波分取り込んだとしても1秒でデー
タ収集が終わる。
【0024】クロック発生部の他の例を図3(a)に示
す。この例においては、例えばメモリ21には同図3
(b)に示すように正弦波交流信号の0から2πまでの
1周期についてQ個の波形データが記憶されている。
す。この例においては、例えばメモリ21には同図3
(b)に示すように正弦波交流信号の0から2πまでの
1周期についてQ個の波形データが記憶されている。
【0025】図示しない親装置は入力交流信号Fmの周
波数を測定し、同親装置のCPUが周波数FmNQ/
(WN+1)のクロックを演算して送出する。メモリ2
1はこのクロックを受け、1番から順次Q番までの波形
データを繰り返しD/Aコンバータ22に与える。
波数を測定し、同親装置のCPUが周波数FmNQ/
(WN+1)のクロックを演算して送出する。メモリ2
1はこのクロックを受け、1番から順次Q番までの波形
データを繰り返しD/Aコンバータ22に与える。
【0026】D/Aコンバータ22はメモリ21から加
わる波形データを上記クロックに同期してD/A変換す
る。その変換したアナログ波形の例を同図(c)に示
す。このアナログ波形は例えばフィルタ23に加えら
れ、高調波成分が除去されて同図(d)に示すように周
期Tm(WN+1)/Nの滑らかな正弦波信号となる。
この正弦波信号は例えばコンパレータ24にて同図
(e)のように方形波に波形整形され、上記図1のFs
1と同じサンプリングクロックとなる。
わる波形データを上記クロックに同期してD/A変換す
る。その変換したアナログ波形の例を同図(c)に示
す。このアナログ波形は例えばフィルタ23に加えら
れ、高調波成分が除去されて同図(d)に示すように周
期Tm(WN+1)/Nの滑らかな正弦波信号となる。
この正弦波信号は例えばコンパレータ24にて同図
(e)のように方形波に波形整形され、上記図1のFs
1と同じサンプリングクロックとなる。
【0027】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明による
と入力交流信号より低い周波数のサンプリングクロック
にてA/D変換ができる。そのため、比較的高価な高速
の増幅回路やA/D変換回路などを必要としないことか
らコスト上有利である。また、取り扱う交流信号Fmの
上限周波数を従来装置より拡大することもできる。さら
に、S/H回路の出力を例えばローパスフィルタに通す
と正弦波が得られるから、周波数の高い信号を周波数の
低い信号に変換する周波数変換装置として利用すること
もできる。
と入力交流信号より低い周波数のサンプリングクロック
にてA/D変換ができる。そのため、比較的高価な高速
の増幅回路やA/D変換回路などを必要としないことか
らコスト上有利である。また、取り扱う交流信号Fmの
上限周波数を従来装置より拡大することもできる。さら
に、S/H回路の出力を例えばローパスフィルタに通す
と正弦波が得られるから、周波数の高い信号を周波数の
低い信号に変換する周波数変換装置として利用すること
もできる。
【図1】この発明に係る装置の電気的構成を示すブロッ
ク線図。
ク線図。
【図2】この発明に係る装置のクロック発生部における
動作説明用波形図。
動作説明用波形図。
【図3】この発明に係る装置のクロック発生部における
変形実施例とその動作説明用波形図。
変形実施例とその動作説明用波形図。
【図4】この発明に係る装置のクロツク生成原理説明用
波形図。
波形図。
【図5】この発明に係る装置のクロック生成原理説明用
波形図。
波形図。
【図6】従来装置の電気的構成を示すブロック線図。
【図7】従来装置のクロック説明用波形図。
12 サンプル・ホールド回路 14 A/D変換回路 15 クロック発生部 15b PLL回路 15c 分周回路 20 クロック発生部 21 メモリ 22 D/Aコンバータ 23 フィルタ 24 コンパレータ Fm 入力交流信号 Fs 制御用クロック
Claims (5)
- 【請求項1】 交流入力信号を所定のクロックに同期し
てサンプリングしディジタル変換するA/D変換装置に
おいて、 上記交流信号をサンプリングしてホールドするサンプル
・ホールド回路と、該サンプル・ホールド回路の出力を
ディジタル変換するA/D変換回路、及び上記サンプル
・ホールド回路とA/D変換回路の動作制御用クロック
を生成するクロック発生部とを備え、 上記クロック発生部は、上記交流信号を受けて同信号よ
り高い所定周波数の信号を発するPLL回路と、該PL
L回路の出力信号周波数を所定の分周比にて分周し、次
式に示す上記制御用クロックを生成する分周回路とを備
えていることを特徴とするA/D変換装置。 Fs=Fm・N/(W・N+1) Fs:制御用クロック周波数 Fm:交流信号周波数 N:交流信号(Fm)の1波について設定した所要のデ
ータ数 W:任意の正の整数 - 【請求項2】 上記クロック発生部のPLL回路は、入
力交流信号FmのN倍の周波数を有する信号FmNを発
生する請求項1に記載のA/D変換装置。 - 【請求項3】 上記クロック発生部の分周回路は、分周
比が1/(W・N+1)に設定された請求項1に記載の
A/D変換装置。 - 【請求項4】 交流入力信号を所定のクロックに同期し
てサンプリングしディジタル変換するA/D変換装置に
おいて、 上記交流信号をサンプリングしてホールドするサンプル
・ホールド回路と、該サンプル・ホールド回路の出力を
ディジタル変換するA/D変換回路、及び上記サンプル
・ホールド回路とA/D変換回路の動作制御用クロック
を生成するクロック発生部とを備え、 上記クロック発生部は、任意の正弦波信号の1波分の波
形データを記憶するメモリと、該メモリの波形データを
外部から与えられるクロックに同期して順次アナログ電
圧に変換するD/Aコンバータと、同D/Aコバータの
アナログ電圧信号に含まれる高調波成分を除去するフィ
ルタと、該フィルタの正弦波出力信号を方形波に波形整
形して次式に示す上記制御用クロックを生成するコンパ
レータとを備えていることを特徴とするA/D変換装
置。 Fs=Fm・N/(W・N+1) Fs:制御用クロック周波数 Fm:交流信号周波数 N:交流信号(Fm)の1波について設定した所要のデ
ータ数 W:任意の正の整数 - 【請求項5】 上記クロック発生部のメモリとD/Aコ
ンバータに与える外部クロックの周波数は、次式で示す
値に設定されている請求項4に記載のA/D変換装置。 Fm・N・Q/(W・N+1) Q:メモリに記録されている波形データ数
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20793394A JPH0851363A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | A/d変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20793394A JPH0851363A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | A/d変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0851363A true JPH0851363A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16547951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20793394A Pending JPH0851363A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | A/d変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0851363A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020137657A1 (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 京セラ株式会社 | アナログ/デジタル変換装置、無線通信装置、及びアナログ/デジタル変換方法 |
-
1994
- 1994-08-09 JP JP20793394A patent/JPH0851363A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020137657A1 (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 京セラ株式会社 | アナログ/デジタル変換装置、無線通信装置、及びアナログ/デジタル変換方法 |
JPWO2020137657A1 (ja) * | 2018-12-25 | 2021-11-11 | 京セラ株式会社 | アナログ/デジタル変換装置、無線通信装置、及びアナログ/デジタル変換方法 |
US11784655B2 (en) | 2018-12-25 | 2023-10-10 | Kyocera Corporation | Analog-to-digital converter, wireless communication apparatus, and analog-to-digital conversion method |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021009 |