JPH0923159A - 測定装置 - Google Patents

測定装置

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JPH0923159A
JPH0923159A JP17234695A JP17234695A JPH0923159A JP H0923159 A JPH0923159 A JP H0923159A JP 17234695 A JP17234695 A JP 17234695A JP 17234695 A JP17234695 A JP 17234695A JP H0923159 A JPH0923159 A JP H0923159A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
counter
clock
time
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP17234695A
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English (en)
Inventor
Takashi Yoshida
吉田  隆
Hiroshi Ohata
大畑  浩
Kenji Asanuma
謙治 浅沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0923159A publication Critical patent/JPH0923159A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速の基準クロックを用いた時間測定装置
で、その消費電力を低減化する。 【構成】 測定値に比例するゲート信号GATEが有意
な間に、クロック回路CLK1から発せられる基準クロ
ックCLK(CLKG)をカウンタC2にてカウントす
ることにより、ゲート時間を測定する時間測定装置にお
いて、時間測定をしないときは、制御信号CLKEによ
りクロック回路CLK1の動作を停止することにより、
消費電力を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばディジタ
ル処理装置を備えた発信器を含むプロセス機器等におい
て、アナログ計測量をディジタル値に変換するのに好適
な測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6はこの種の従来例を示す回路図、図
7はその動作を説明するための各部波形図である。図6
において、C1,C2はカウンタ、FF1,FF2はフ
リップフロップ回路、G1,G2はゲート、CLK1は
クロック発生回路(以下、単にクロック回路ともいう)
をそれぞれ示している。以下、図6の動作につき、図7
も参照して説明する。
【0003】まず、図7(ロ)に示すクリア信号CLR
(−)(符号の上または横にバーを付してローレベル
(L)で意味ありの信号を示す)をローレベルとして、
各素子をリセットする。この状態で、図7(ハ)に示す
ような測定入力パルスPINがカウンタC1に入力され
ると、カウンタC1はこの測定入力パルスPINをカウ
ントする。
【0004】その後、カウンタC1がパルスPINを例
えば8個カウントすると、GA(−)が図7(ニ)のよ
うに「L」となるが、このときGB(−)が図7(ホ)
のように「L」であるので、アンドゲートG1が開いて
その出力GATEが、図7(ヘ)のようにハイレベル
「H」となる。そして、カウンタC1が8ビット(27
=128)をカウントすると、GB(−)が図7(ホ)
のように「H」となり、GATE信号は「L」となる。
【0005】上記アンドゲートG1が開いている間、つ
まりGATE信号が「H」の間に、図7(イ)に示す基
準クロック信号CLKを、図7(ト)のように信号CL
KGとして通過させる。そこで、このCLKGをカウン
タC2によりカウントすることで、測定入力パルスPI
Nの周期に応じた値を得るようにしている。
【0006】ところで、クロック回路CLK1はアナロ
グ量をディジタル量に変換する基準クロックを発生する
ための回路であり、分解能に直接寄与する性格を有する
ことから、通常は比較的高速なクロック(1M〜4MH
z程度)が使用される。また、このクロック回路は、動
作を開始すると初期状態から連続して動作する。さら
に、GATE信号の時間を決定する測定入力パルスPI
Nのカウント値も固定であり、PINの入力周波数が低
いときは、分解能は向上するものの測定時間や消費電力
が増大する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】つまり、クロック回路
には比較的高速なクロックを使用し連続動作としている
ので、消費電力が大きくなるという問題がある。また、
GATE信号の時間を決定する測定入力パルスPINの
カウント値が固定なので、PINの入力周波数が低い場
合は分解能は向上するものの、測定時間および消費電力
が増大するという問題もある。したがって、この発明の
課題は、低消費電力化を図りつつ適正な分解能を確保す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項1の発明では、基準となるクロック信号
を発生するクロック発生回路と、被測定信号を入力しこ
れを所定数カウントする毎にカウント出力をパルス幅信
号として出力する第1のカウンタと、その第1カウンタ
出力と前記クロック信号とを入力し、被測定対象のパル
ス幅信号に応じてクロック信号を通過させるゲート回路
と、このゲート回路を介して入力されるクロック信号を
カウントする第2のカウンタとを備え、その第2カウン
タ出力により測定対象の信号幅を測定する測定装置にお
いて、前記クロック発生回路の動作を制御するクロック
制御手段を設け、前記信号幅を測定しないときはクロッ
ク発生回路の動作を停止させることを特徴としている。
この請求項1の発明では、前記クロック発生回路の再起
動時に一定の発振安定時間を計測する時間計測手段を付
加し、この発振安定時間の経過した後に被測定対象のパ
ルス幅信号を前記ゲート回路に入力することができる
(請求項2の発明)。
【0009】また、請求項3の発明では、基準となるク
ロック信号を発生するクロック発生回路と、被測定信号
を入力しこれを所定数カウントする毎にカウント出力を
パルス幅信号として出力する第1のカウンタと、その第
1カウンタ出力と前記クロック信号とを入力し、被測定
対象のパルス幅信号に応じてクロック信号を通過させる
ゲート回路と、このゲート回路を介して入力されるクロ
ック信号をカウントする第2のカウンタとを備え、その
第2カウンタ出力により測定対象の信号幅を測定する測
定装置において、前記第1のカウンタのカウント値を可
変とするカウント値変更手段を付加し、必要とする分解
能に応じてカウント値を変えることを特徴としている。
【0010】
【作用】測定動作を行なうときのみクロック回路を動作
させる、つまり、測定動作をしないときにはクロック回
路の動作を停止することにより、本回路およびその周辺
回路における消費電流を低下させる。クロック回路の再
起動時には本回路の発信安定時間を計測し、発信安定後
に基準クロックを通過させるゲート回路をアクティブ状
態とし、測定動作を可能とする。また、前記第1のカウ
ンタのカウント値を必要とする分解能に応じて変えるこ
とにより、測定時間を短縮し消費電力を低減する。
【0011】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施の形態を示
す回路図である。図1からも明らかなように、この実施
例は図6に示す従来例に、マルチプレクサMLP1〜M
LP3、カウンタC3およびクロック回路CLK2等を
付加した点が特徴である。図2は図1の動作を説明する
ための各部波形図で、図7と対応するものであるが、図
2では測定開始前はCLKは停止状態となっており、制
御信号CLKEに同期して発振を開始し、CLRC1に
よるクリア動作が解除したときから測定動作が可能とな
っている点で異なっている。図3はマルチプレクサML
P3の動作説明図、図4は測定動作期間とクロック停止
期間との関係を説明する波形図、図5はマルチプレクサ
MLP1,2の動作説明図である。以下、図1の動作に
ついて、図2〜図5も参照して説明する。
【0012】図1のクロック回路CLK1を比較的高速
なクロック信号(例えば4MHz)を発生するものと
し、時間測定を行なうための基準クロックをゲートG2
に与える。一方、クロック回路CLK2は比較的低速な
クロック信号(例えば32KHz)を発生するものと
し、高速クロックとは同期せずに常時動作している時計
用などに用いられ、カウンタC3に入力される。通常、
低速クロックの駆動回路ではその動作周波数が低いた
め、消費電力は小さい。
【0013】カウンタC3は低速クロックをカウント
し、予め設定されているカウント数に応じて出力を発生
するタイマであり、その内部回路は図示を省略されてい
るが、例えば10ms,30ms,50ms,70ms
などの概略時間を計測する(ここでは精度は要求されな
い)。このカウンタC3は制御信号CLKEによりクロ
ック回路CLK1と同時に制御され、CLKEが「L」
の状態ではCLK1およびC3の動作は停止している
が、これが「H」の状態になると、クロック回路CLK
1は動作を開始すると同時に、カウンタC3がカウント
動作を開始することになる。
【0014】カウンタC3の、予め設定された所定のカ
ウント値で発生する出力はマルチプレクサMLP3に入
力される。このマルチプレクサMLP3では、例えば図
3(イ)に示すように、これに与えられる制御信号S
1,S2の各組み合わせにより10ms,30ms,5
0ms,70msなどの各時間(再起動の発振安定時
間)を選択できるようになっている。制御信号S1,S
2は外部の固定設定でも良く、マイクロコンピュータ
(マイコン)などの制御出力端に接続し、可変とするこ
ともできる。なお、図3(ロ)は発振安定時間が10m
sの場合、図3(ハ)は発振安定時間が30msの場合
を示す波形図である。
【0015】図2の(1)に示す信号CLKEが「L」
から「H」の状態になると、CLK1は動作を開始し、
同時にカウンタC3がカウント動作を開始する。ここ
で、信号CLR(−)が「L」から「H」に変化して
も、マルチプレクサMLP3のY出力は「L」なので、
CLRC1(−)は「L」のままであり、カウンタC1
は動作しない。その後、カウンタC3,マルチプレクサ
MLP3によって設定された発振安定時間を経過する
と、マルチプレクサMLP3のY出力が「H」となるの
で、CLRC1(−)は「H」となり、カウンタC1が
カウント動作を開始する。以後は、図7に示すような従
来と同じ動作が行なわれる。
【0016】図4はこの発明による測定動作期間とクロ
ック停止期間との関係を説明する波形図で図2の部分拡
大図である。同図では、1周期に3回測定を行なう場合
の例を示している。CLK1からの出力であるクロック
信号CLKは、図7では常時動作しているが、図4では
時間測定動作をしていないときは図4(2)に示すよう
に、クロック停止期間となっている。このため、高速で
比較的大きな消費電流で動作するクロック回路CLK1
の動作を停止させることができる。
【0017】図1に示すマルチプレクサMLP1,ML
P2は制御信号S1,S2によって制御され、時間計測
の分解能(精度)に応じて、基準クロックを通過させる
ゲート回路の動作時間を変更する。すなわち、ゲート回
路の動作時間はFF1のQ(−)出力GA(−)と、F
F2のQ出力GB(−)によって制御され、GATE時
間=〔GB(−)カウント時間〕−〔GA(−)カウン
ト時間〕の関係にある。なお、このGATE時間はPI
N入力を設定値だけカウントする時間であり、被測定対
象の時間を示す。
【0018】図5はマルチプレクサMLP1,MLP2
の制御信号S1,S2、GA(−)カウント時間、GB
(−)カウント時間、およびGATE時間の関係を示し
ている。ここで、時間測定回路の分解能(精度)は、G
ATE信号内にカウントする基準クロックの数に依存す
るので、基準クロックが決定している場合は、GATE
時間の長いほど分解能(精度)は高くなる。一方、PI
Nの周期が長くなるとGATE時間が長くなるので分解
能は向上するが、測定時間(高速クロック動作時間)が
長くなるので、消費電力が増大する。したがって、必要
とする分解能に応じて制御信号S1,S2を選ぶように
する。なお、この機能は、上記クロック回路CLK1の
動作/停止機能またはその再起動機能とは独立に付与す
ることも可能である。
【0019】図5(イ)は制御信号S1,S2、GA
(−)カウント時間、GB(−)カウント時間、および
GATE時間の関係を示し、図5(ロ)はGATE時間
が120カウント値の場合、図5(ハ)はGATE時間
が60カウント値の場合、図5(ニ)はGATE時間が
30カウント値の場合をそれぞれ示している。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、時間測定回路の基準
となるクロック信号を発生するクロック回路の動作/停
止を制御する制御手段を設けるようにしたので、時間測
定を実施していないときの消費電流を低減することがで
きる。また、クロック回路停止後の再起動時には、一定
の発振安定時間を確保するようにしたので、クロック回
路の動作/停止を容易かつ安定に運用することができ
る。さらに、ゲート回路の動作時間を可変とする可変制
御手段を設けるようにしたので、必要最低限の分解能に
おいて短時間に計測動作を実施し、消費電力を低減する
ことができる。加えて、時間測定回路では回路の動作時
間を短くできるので、時間測定回路だけでなく、この回
路と連動する周辺回路(例えば、CPU,センサなど)
の消費電力を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す回路図である。
【図2】図1の動作を説明するための各部波形図であ
る。
【図3】図1のマルチプレクサMPL3の動作説明図で
ある。
【図4】測定動作期間とクロック停止期間との関係を説
明する波形図である。
【図5】図1のマルチプレクサMPL1,MPL2の動
作説明図である。
【図6】従来例を示す回路図である。
【図7】図6の動作を説明するための各部波形図であ
る。
【符号の説明】
C1,C2,C3…カウンタ、FF1,FF2…フリッ
プフロップ回路、CLK1,CLK2…クロック回路、
G1,G2…ゲート回路、MPL1,MPL2,MPL
3…マルチプレクサ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準となるクロック信号を発生するクロ
    ック発生回路と、被測定信号を入力しこれを所定数カウ
    ントする毎にカウント出力をパルス幅信号として出力す
    る第1のカウンタと、その第1カウンタ出力と前記クロ
    ック信号とを入力し、被測定対象のパルス幅信号に応じ
    てクロック信号を通過させるゲート回路と、このゲート
    回路を介して入力されるクロック信号をカウントする第
    2のカウンタとを備え、その第2カウンタ出力により測
    定対象の信号幅を測定する測定装置において、 前記クロック発生回路の動作を制御するクロック制御手
    段を設け、前記信号幅を測定しないときはクロック発生
    回路の動作を停止させることを特徴とする測定装置。
  2. 【請求項2】 前記クロック発生回路の再起動時に一定
    の発振安定時間を計測する時間計測手段を付加し、この
    発振安定時間の経過した後に被測定対象のパルス幅信号
    を前記ゲート回路に入力することを特徴とする請求項1
    に記載の測定装置。
  3. 【請求項3】 基準となるクロック信号を発生するクロ
    ック発生回路と、被測定信号を入力しこれを所定数カウ
    ントする毎にカウント出力をパルス幅信号として出力す
    る第1のカウンタと、その第1カウンタ出力と前記クロ
    ック信号とを入力し、被測定対象のパルス幅信号に応じ
    てクロック信号を通過させるゲート回路と、このゲート
    回路を介して入力されるクロック信号をカウントする第
    2のカウンタとを備え、その第2カウンタ出力により測
    定対象の信号幅を測定する測定装置において、 前記第1のカウンタのカウント値を可変とするカウント
    値変更手段を付加し、必要とする分解能に応じてカウン
    ト値を変えることを特徴とする測定装置。
JP17234695A 1995-07-07 1995-07-07 測定装置 Pending JPH0923159A (ja)

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JP (1) JPH0923159A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005291778A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Nohmi Bosai Ltd 炎感知器
JP2017220081A (ja) * 2016-06-09 2017-12-14 富士電機株式会社 センサ装置、センサシステムおよび測定方法

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JP2005291778A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Nohmi Bosai Ltd 炎感知器
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