JPH11337600A - Measuring device for time width distribution - Google Patents
Measuring device for time width distributionInfo
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- JPH11337600A JPH11337600A JP10164260A JP16426098A JPH11337600A JP H11337600 A JPH11337600 A JP H11337600A JP 10164260 A JP10164260 A JP 10164260A JP 16426098 A JP16426098 A JP 16426098A JP H11337600 A JPH11337600 A JP H11337600A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁環境を統計的
に評価するための一つの尺度として、パルス幅分布やパ
ルス間隔分布を測定するための装置において、その構成
を簡素化するための技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring a pulse width distribution and a pulse interval distribution as one measure for statistically evaluating an electromagnetic environment. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】電磁妨害波による通信や放送への影響を
評価する場合、妨害波の統計パラメータとして振幅領域
での基本特性である振幅確率分布(APD)、時間領域
での基本特性である交差率分布(CRD)の他に、パル
ス幅分布(PDD)やパルス間隔分布(PSD)の特性
が重要な要素となる。2. Description of the Related Art When evaluating the influence of electromagnetic interference on communication and broadcasting, amplitude probability distribution (APD), which is a basic characteristic in the amplitude domain, and intersection, which is a basic characteristic in the time domain, are used as statistical parameters of the interference. In addition to the rate distribution (CRD), characteristics of a pulse width distribution (PDD) and a pulse interval distribution (PSD) are important factors.
【0003】パルス幅分布は、測定対象のアナログ信号
(例えば妨害波等の包短線信号)が所定の測定時間内に
所定のしきい値を越えている時間の確率分布で定義さ
れ、パルス間隔分布は、パルス幅分布とは逆に、測定対
象のアナログ信号が所定の測定時間内に所定のしきい値
より低い時間の確率分布で定義される。[0003] The pulse width distribution is defined as a probability distribution of a time when an analog signal to be measured (for example, a short line signal such as an interference wave) exceeds a predetermined threshold value within a predetermined measurement time, and a pulse interval distribution. Is defined as a probability distribution of the time when the analog signal to be measured is lower than a predetermined threshold value within a predetermined measurement time, contrary to the pulse width distribution.
【0004】これらはともに、信号がしきい値に交差し
てから次に交差するまでの時間幅の確率分布であるの
で、以下の説明では、これらを時間幅分布と総称する。[0004] Since these are both probability distributions of the time width from when a signal crosses a threshold value to when it crosses next, they are collectively referred to as a time width distribution in the following description.
【0005】このような時間幅分布を測定するために、
従来では図10に示す時間幅分布測定装置10が用いら
れていた。In order to measure such a time width distribution,
Conventionally, a time width distribution measuring device 10 shown in FIG. 10 has been used.
【0006】この時間幅分布測定装置10は、入力端子
10aから入力されるアナログ信号SをA/D変換器1
1によってディジタル信号S′に変換してディジタルコ
ンパレータ12に入力する。This time width distribution measuring device 10 converts an analog signal S input from an input terminal 10a into an A / D converter 1.
The signal is converted into a digital signal S 'by 1 and input to the digital comparator 12.
【0007】ディジタルコンパレータ12は、入力信号
S′と所定のしきい値Xとを比較し、入力信号S′がし
きい値X以上のときにはハイレベル(以下、Hレベルと
記す)の信号を2進カウンタ13に出力し、入力信号
S′がしきい値Xより小さいときにローレベル(以下、
Lレベルと記す)の信号を2進カウンタ13へ出力す
る。The digital comparator 12 compares the input signal S 'with a predetermined threshold value X. When the input signal S' is equal to or higher than the threshold value X, the digital comparator 12 outputs a high level (hereinafter, referred to as H level) signal by two. Output to the binary counter 13, and when the input signal S 'is smaller than the threshold value X,
(Referred to as L level) is output to the binary counter 13.
【0008】2進カウンタ13は、ディジタルコンパレ
ータ12からHレベルの信号を受けている間、クロック
信号発生器14から出力されたクロック信号Cを計数
し、タイミングコントローラ15からのリセット信号R
を受けると計数値をゼロにリセットする。クロック信号
Cの周期は、例えば1ミリ秒等の単位時間に設定されて
いる。The binary counter 13 counts the clock signal C output from the clock signal generator 14 while receiving the H level signal from the digital comparator 12, and outputs a reset signal R from the timing controller 15.
Upon receipt, the count value is reset to zero. The cycle of the clock signal C is set to a unit time such as 1 millisecond.
【0009】タイミングコントローラ15は、ディジタ
ルコンパレータ12の出力がHレベルからLレベルに変
化した直後にメモリ16に対して書込許可信号Wを出力
し、その直後に2進カウンタ13にリセット信号Rを出
力する。The timing controller 15 outputs a write enable signal W to the memory 16 immediately after the output of the digital comparator 12 changes from the H level to the L level, and immediately thereafter outputs the reset signal R to the binary counter 13. Output.
【0010】したがって、2進カウンタ13がリセット
される直前の計数結果は、測定対象のアナログ信号Sが
所定のしきい値X以上の時間を示している。Therefore, the count result immediately before the binary counter 13 is reset indicates a time when the analog signal S to be measured is equal to or longer than the predetermined threshold value X.
【0011】メモリ16は、2進カウンタ13の計数出
力をアドレス信号として受け、このアドレス信号で指定
されたアドレスのデータを頻度データとして頻度更新回
路17に出力し、タイミングコントローラ15から書込
許可信号Wを受けると頻度更新回路17からの頻度デー
タで元の頻度データを更新する。The memory 16 receives the count output of the binary counter 13 as an address signal, outputs data at an address designated by the address signal to the frequency update circuit 17 as frequency data, and outputs a write enable signal from the timing controller 15. When receiving W, the original frequency data is updated with the frequency data from the frequency updating circuit 17.
【0012】頻度更新回路17は、メモリ16からの頻
度データに1を加算して、この加算更新した頻度データ
をメモリ16に出力する。The frequency update circuit 17 adds 1 to the frequency data from the memory 16 and outputs the frequency data updated and added to the memory 16.
【0013】次に、この時間幅分布測定装置10の動作
について説明する。2進カウンタ13およびメモリ16
の内容がゼロにリセットされてから、図11の(a)に
示すアナログ信号Sが測定時間Tの間に入力され、ディ
ジタル信号S′に変換されて、ディジタルコンパレータ
12に入力される。Next, the operation of the time width distribution measuring device 10 will be described. Binary counter 13 and memory 16
Is reset to zero, the analog signal S shown in FIG. 11A is input during the measurement time T, converted into a digital signal S ', and input to the digital comparator 12.
【0014】ディジタルコンパレータ12の出力は、図
11の(b)に示すように、ディジタル信号S′がしき
い値Xに正方向に交差した時刻t1 からしきい値Xに負
方向に交差する時刻t2 までの間Hレベルとなり、この
Hレベル期間の時間幅T1 が2進カウンタ13によって
測定される。As shown in FIG. 11B, the output of the digital comparator 12 crosses the threshold value X in the negative direction from the time t 1 at which the digital signal S ′ crosses the threshold value X in the positive direction. The H level is maintained until time t 2, and the time width T 1 of the H level period is measured by the binary counter 13.
【0015】そして、時刻t2 にディジタルコンパレー
タ12の出力がLレベルに変化したときに、図11の
(c)に示すように、メモリ16に対して書込許可信号
Wが出力される。When the output of the digital comparator 12 changes to L level at time t 2 , a write enable signal W is output to the memory 16 as shown in FIG.
【0016】このため、時間幅データT1 で指定された
アドレスの頻度データD(T1 )の値(この場合、初期
値ゼロ)が図11の(e)のように、1だけ増加更新さ
れる。Therefore, the value of the frequency data D (T 1 ) at the address specified by the time width data T 1 (in this case, the initial value is zero) is increased and updated by 1 as shown in FIG. You.
【0017】また、書込許可信号Wの直後には、図11
の(d)のように、2進カウンタ13に対してリセット
信号Rが出力され、次のHレベルの時間幅T2 の計数に
備える。Immediately after the write enable signal W, FIG.
As in the (d), the reset signal R is output to the binary counter 13, and the count in the next H level time width T 2.
【0018】以下同様にして、各Hレベル期間の時間幅
T1 、T2 、…、Tn の測定と、その時間幅に対応する
頻度データの更新が測定時間Tの間継続的に行なわれ
る。In the same manner, the measurement of the time widths T 1 , T 2 ,..., T n of each H level period and the update of the frequency data corresponding to the time widths are continuously performed during the measurement time T. .
【0019】このため、測定時間Tが終了したのち、メ
モリ16には、各時間幅毎の頻度が記憶されることにな
り、この頻度データを図示しない処理装置によってメモ
リ16から読み出して表示装置に表示すれば、測定対象
のアナログ信号Sの時間幅分布特性(この場合、パルス
幅分布特性)を評価することができる。For this reason, after the measurement time T is completed, the frequency for each time width is stored in the memory 16, and this frequency data is read out from the memory 16 by a processing device (not shown) and transmitted to the display device. If shown, the time width distribution characteristics (in this case, the pulse width distribution characteristics) of the analog signal S to be measured can be evaluated.
【0020】なお、ディジタル信号S′がしきい値Xよ
り小さいLレベル期間の時間幅T1′〜Tn-1 ′に対し
て、上記測定と頻度のデータの更新を行なうことで、パ
ルス間隔分布を測定することもできる。The above measurement and frequency data are updated with respect to the time width T 1 ′ to T n−1 ′ of the L level period in which the digital signal S ′ is smaller than the threshold value X, so that the pulse interval is The distribution can also be measured.
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の時間幅分布測定装置では、少ないメモリ容量で
測定する時間幅の範囲を拡げようとすると大きな問題が
生じる。However, in the above-mentioned conventional time width distribution measuring apparatus, a great problem arises if the range of the time width measured with a small memory capacity is widened.
【0022】即ち、メモリ16のアドレス最大値を2L
−1、測定分解能(クロック信号Cの周期)をΔτとす
れば、測定可能な時間幅は、Δτ〜Δτ・(2L −1)
の範囲であり、メモリの容量を増やさずに時間幅の範囲
を拡げるためには、測定可能な最小時間幅Δτを大きく
しなければならない。That is, the maximum address value of the memory 16 is set to 2 L
If the measurement resolution (the period of the clock signal C) is Δτ, the time width that can be measured is Δτ to Δτ · (2 L −1)
In order to extend the range of the time width without increasing the memory capacity, the minimum measurable time width Δτ must be increased.
【0023】しかし、測定可能な最小時間幅Δτを大き
くすると、瞬時に発生する短い幅のパルスやパルス間隔
を測定することができなくなってしまう。However, if the measurable minimum time width Δτ is increased, it becomes impossible to measure a short-width pulse or a pulse interval generated instantaneously.
【0024】本発明は、この問題を解決し、少ないメモ
リ容量で、短い時間幅から広い時間幅までの測定を高精
度に行なうことができる時間幅分布測定装置を提供する
ことを目的としている。It is an object of the present invention to solve this problem and to provide a time width distribution measuring apparatus capable of performing measurement from a short time width to a wide time width with high accuracy with a small memory capacity.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の時間幅分布測定装置は、測定対
象のアナログ信号と所定のしきい値とを比較するコンパ
レータと、前記コンパレータの比較出力を受け、該比較
出力が一方のレベルにある間、所定周期のクロック信号
の計数を行ない、該計数結果を前記しきい値に対する前
記アナログ信号の時間幅データとして所定ビット数Lで
出力する2進カウンタと、所定の測定期間中に前記2進
カウンタから出力されたLビットの計数結果を、該Lビ
ットより少ない有効桁数の浮動小数点形式に変換し、そ
のIビットの指数部とJビットの仮数部とを合わせた
(I+J)ビットの信号を順次出力する浮動小数点化回
路と、前記浮動小数点化回路から出力される(I+J)
ビットの信号をアドレス信号として受け、該アドレス信
号で指定されたアドレスに記憶されているデータを読み
出すメモリと、前記メモリから読み出されたデータを、
該データのアドレスが指定された頻度を表すデータに更
新する更新回路とを備えている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a time width distribution measuring apparatus, comprising: a comparator for comparing an analog signal to be measured with a predetermined threshold; While receiving the comparison output of the comparator, while the comparison output is at one level, the clock signal of a predetermined cycle is counted, and the counting result is expressed as time width data of the analog signal with respect to the threshold by a predetermined number of bits L. A binary counter to be output, and the L-bit counting result output from the binary counter during a predetermined measurement period is converted into a floating-point format having a smaller number of significant digits than the L-bit, and the exponent part of the I-bit is converted. And a J-bit mantissa part, and outputs a (I + J) -bit signal in sequence, and the floating-point conversion circuit outputs (I + J)
A bit signal as an address signal, a memory for reading data stored at an address specified by the address signal, and a data read from the memory,
An update circuit for updating the address of the data to data representing a designated frequency.
【0026】また、本発明の請求項2の時間幅分布測定
装置は、請求項1の時間幅分布測定装置において、前記
浮動小数点化回路は、前記2進カウンタのLビットの計
数出力のうち、計数中に歩進した最上位の桁位置を検出
する桁位置検出回路と、前記桁位置検出回路によって検
出された桁位置に基づいて、前記Iビットの指数部を出
力する指数部変換回路と、前記桁位置検出回路によって
検出された桁位置に基づいて、前記Lビットの計数結果
のうち、前記計数中に歩進した最上位の桁に続く下位J
ビットのデータを前記仮数部として選択出力する仮数部
選択回路とを備えている。According to a second aspect of the present invention, there is provided the time width distribution measuring device according to the first aspect, wherein the floating-point conversion circuit includes: A digit position detection circuit that detects the most significant digit position that has been incremented during counting, and an exponent part conversion circuit that outputs the exponent part of the I bit based on the digit position detected by the digit position detection circuit, Based on the digit position detected by the digit position detection circuit, of the L bit count results, the lower J
A mantissa selection circuit for selectively outputting bit data as the mantissa.
【0027】また、本発明の請求項3の時間幅分布測定
装置は、請求項2の時間幅分布測定装置において、前記
桁位置検出回路は、前記2進カウンタのLビットの計数
出力のうち最下位ビットを除く(L−1)ビットの計数
出力を各ビット毎に(L−1)個のフリップフロップで
受け、計数中に歩進した桁に対して1のビットデータを
ラッチし、前記2進カウンタの計数が終了したときの前
記(L−1)個のフリップフロップのラッチデータを、
前記計数中に歩進した最上位の桁位置に対応する(L−
1)ビットの信号として出力するように構成され、前記
指数部変換回路は、前記桁位置検出回路から出力された
(L−1)ビットの信号を選択信号として受けるI個の
L:1の2分木マルチプレクサによって前記Iビットの
指数部を出力するように構成され、前記仮数部選択回路
は、前記桁位置検出回路から出力された(L−1)ビッ
トの信号を選択信号として受けるJ個のL:1の2分木
マルチプレクサによって前記2進カウンタの計数結果か
ら前記Jビットのデータを仮数部として選択出力するよ
うに構成されている。According to a third aspect of the present invention, there is provided the time width distribution measuring device according to the second aspect, wherein the digit position detecting circuit is configured to output the least significant bit of the L-bit count output of the binary counter. The count output of (L-1) bits excluding lower-order bits is received by (L-1) flip-flops for each bit, and 1-bit data is latched for the digit advanced during counting, and The latch data of the (L-1) flip-flops when the counting by the binary counter is completed is
The value corresponding to the highest digit position advanced during the counting (L-
1) The exponent part conversion circuit is configured to output as a bit signal, and the exponent part conversion circuit receives the (L-1) bit signal output from the digit position detection circuit as a selection signal and outputs the I L: 1: 2 signals. The exponent part of the I-bit is output by a branch tree multiplexer, and the mantissa selection circuit receives J (L-1) -bit signals output from the digit position detection circuit as selection signals. The J-bit data is selectively output as a mantissa from the count result of the binary counter by an L: 1 binary tree multiplexer.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態の時
間幅分布測定装置20の構成を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a time width distribution measuring device 20 according to an embodiment of the present invention.
【0029】この時間幅分布測定装置20の時間幅を測
定する部分は前記した従来の時間幅分布測定装置10と
同様に構成されている。The portion for measuring the time width of the time width distribution measuring device 20 has the same configuration as that of the conventional time width distribution measuring device 10 described above.
【0030】即ち、入力端子20aから入力されるアナ
ログ信号SをA/D変換器21によってディジタル信号
S′に変換してディジタルコンパレータ22に入力す
る。That is, the analog signal S input from the input terminal 20a is converted into a digital signal S 'by the A / D converter 21 and input to the digital comparator 22.
【0031】ディジタルコンパレータ22は、ディジタ
ル信号S′と所定のしきい値Xとを比較し、ディジタル
信号S′がしきい値X以上のときにはHレベルの信号を
2進カウンタ23に出力し、ディジタル信号S′がしき
い値Xより小さいときにLレベルの信号を2進カウンタ
23へ出力する。The digital comparator 22 compares the digital signal S 'with a predetermined threshold value X. When the digital signal S' is equal to or larger than the threshold value X, it outputs an H level signal to the binary counter 23, When the signal S ′ is smaller than the threshold value X, an L level signal is output to the binary counter 23.
【0032】なお、ここでは、アナログ信号Sをディジ
タル信号に変換してしきい値Xと比較しているが、アナ
ログ信号Sをアナログコンパレータによってしきい値電
圧Xと比較するように構成してもよい。Although the analog signal S is converted into a digital signal and compared with the threshold value X here, the analog signal S may be compared with the threshold voltage X by an analog comparator. Good.
【0033】2進カウンタ23は、例えば32ビット
(L=32)の計数出力を有しており、ディジタルコン
パレータ22からHレベルの信号を受けている間、クロ
ック信号発生器24から出力されたクロック信号Cを計
数し、タイミングコントローラ25からのリセット書込
信号RWを受けると計数値をゼロにリセットする。クロ
ック信号Cの周期は、例えば1ミリ秒、1マイクロ秒等
の単位時間に設定されている。The binary counter 23 has a count output of, for example, 32 bits (L = 32), and receives a clock output from the clock signal generator 24 while receiving the H level signal from the digital comparator 22. After counting the signal C and receiving a reset write signal RW from the timing controller 25, the count value is reset to zero. The cycle of the clock signal C is set to a unit time such as 1 millisecond or 1 microsecond.
【0034】タイミングコントローラ25は、ディジタ
ルコンパレータ22の出力がHレベルからLレベルに変
化した直後に後述する浮動小数点化回路30にホールド
信号Hを出力し、さらにその直後にリセット書込信号R
Wを2進カウンタ23、メモリ26および浮動小数点化
回路30に出力する。なお、このタイミングコントロー
ラ25の動作は、前記した図10のタイミング図におい
てリセット信号Rの代わりにホールド信号H、書込許可
信号Wの代わりにリセット書込信号RWが出力されるも
のとする。The timing controller 25 outputs a hold signal H to a floating-point conversion circuit 30 described later immediately after the output of the digital comparator 22 changes from H level to L level, and immediately thereafter, a reset write signal R
W is output to the binary counter 23, the memory 26, and the floating-point conversion circuit 30. The operation of the timing controller 25 is such that the hold signal H is output instead of the reset signal R and the reset write signal RW is output instead of the write enable signal W in the timing chart of FIG.
【0035】したがって、2進カウンタ23がリセット
される直前の計数結果は、測定対象のアナログ信号Sが
所定のしきい値X以上の時間幅を示している。Accordingly, the count result immediately before the binary counter 23 is reset indicates that the analog signal S to be measured has a time width equal to or larger than the predetermined threshold value X.
【0036】2進カウンタ23の計数出力は浮動小数点
化回路30に入力される。浮動小数点化回路30は、2
進カウンタ23の32ビットの固定小数点形式の計数出
力nを、5ビット(I=5)の指数部、3ビット(J=
3)の仮数部の浮動小数点形式に変換し、指数部と仮数
部とを合わせた8ビットの信号をメモリ26に出力す
る。なお、この浮動小数点化回路30の詳細については
後述する。The count output of the binary counter 23 is input to the floating point conversion circuit 30. The floating-point conversion circuit 30
The 32-bit fixed-point count output n of the binary counter 23 is converted into a 5-bit (I = 5) exponent part and a 3-bit (J =
The data is converted to the floating-point format of the mantissa of 3), and an 8-bit signal including the exponent and the mantissa is output to the memory 26. The details of the floating-point conversion circuit 30 will be described later.
【0037】メモリ26は、浮動小数点化回路30から
出力される8ビットの信号をアドレス信号として受け、
このアドレス信号で指定されたアドレスの頻度データを
頻度更新回路27に出力し、タイミングコントローラ2
5からのリセット書込信号RWを受けると、頻度更新回
路27から出力された頻度データを元の頻度データのア
ドレスに記憶する。The memory 26 receives an 8-bit signal output from the floating-point conversion circuit 30 as an address signal,
The frequency data at the address specified by the address signal is output to the frequency update circuit 27,
When receiving the reset write signal RW from No. 5, the frequency data output from the frequency updating circuit 27 is stored at the address of the original frequency data.
【0038】頻度更新回路27は、メモリ26から読み
出された頻度データに1を加算してメモリ26に出力
し、メモリ26の頻度データが、アドレスの指定頻度を
示すように更新する。The frequency updating circuit 27 adds 1 to the frequency data read from the memory 26 and outputs the result to the memory 26, and updates the frequency data in the memory 26 so as to indicate the designated frequency of the address.
【0039】所定の測定時間中にメモリ26に記憶され
た頻度データは、頻度データ処理手段28によって読み
出されて、例えば、横軸を時間幅(パルス幅)、縦軸を
頻度の表示装置29の座標画面上に表示される。この表
示から測定対象のアナログ信号Sのパルス幅分布を把握
することができる。The frequency data stored in the memory 26 during the predetermined measurement time is read out by the frequency data processing means 28. For example, the horizontal axis represents the time width (pulse width), and the vertical axis represents the frequency display device 29. Is displayed on the coordinate screen. From this display, the pulse width distribution of the analog signal S to be measured can be grasped.
【0040】上記構成の時間幅分布測定装置20では、
浮動小数点化回路30によって、1オクターブ当り8ポ
イント(3ビット)の細かさで32オクターブ(5ビッ
ト)変化するアドレス信号で、メモリ26のアドレスを
指定するようにしているので、8ビットという少ない容
量のメモリ26で、1・Δτ〜(232−1)・Δτの範
囲の時間幅(パルス幅)の測定が可能となり、例えば、
Δτを20ナノ秒とすれば、最大85秒の時間幅(パル
ス幅)の測定ができる。In the time width distribution measuring device 20 having the above configuration,
Since the address of the memory 26 is specified by the floating-point conversion circuit 30 using an address signal that changes by 32 octaves (5 bits) with a fineness of 8 points (3 bits) per octave, the capacity is as small as 8 bits. Can measure the time width (pulse width) in the range of 1 · Δτ to (2 32 −1) · Δτ. For example,
If Δτ is set to 20 nanoseconds, a maximum time width (pulse width) of 85 seconds can be measured.
【0041】なお、ディジタルコンパレータ22を、デ
ィジタル信号S′がしきい値X以上のときにLレベルの
信号を2進カウンタ23に出力し、ディジタル信号S′
がしきい値Xより小さいときにHレベルの信号を2進カ
ウンタ23へ出力するように構成しておけば、測定対象
のアナログ信号のパルス間隔分布を測定することができ
る。The digital comparator 22 outputs an L level signal to the binary counter 23 when the digital signal S 'is equal to or larger than the threshold value X, and outputs the digital signal S'
Is output to the binary counter 23 when is smaller than the threshold X, the pulse interval distribution of the analog signal to be measured can be measured.
【0042】次に、浮動小数点化回路30の詳細につい
て説明する。2進数は浮動小数点形式でA×2B と表現
される。ここで、Aは仮数部、Bは指数部である。Next, details of the floating-point conversion circuit 30 will be described. Binary numbers are represented as A × 2 B in floating point format. Here, A is a mantissa part, and B is an exponent part.
【0043】そして、例えば固定小数点形式の32ビッ
トの2進数nを浮動小数点形式で表現するには、指数部
Bとして5ビット(32=25 )が必要であり、指数部
と仮数部とを合わせて8ビットで表現するには、仮数部
Aは3ビットとなる。For example, to express a 32-bit binary number n in a fixed-point format in a floating-point format, 5 bits (32 = 2 5 ) are required as an exponent part B. In order to express the data with 8 bits in total, the mantissa part A has 3 bits.
【0044】次に、固定小数点形式のLビットの2進数
nを浮動小数点形式に変換する方法について説明する。Next, a method of converting a fixed-point L-bit binary number n into a floating-point format will be described.
【0045】Lビットの2進数n〔QL-1,QL-2 ,…
…,Q2 ,Q1 ,Q0 〕の値は、 n=(Q0 ・20 )+(Q1 ・21 )+……+(QL-1 ・2L-1 ) =Σ1 (Qi ・2i ) で表される。但し、Σ1 はi=0〜L−1までの総和を
表し、Qi は0または1の係数とする。An L-bit binary number n [QL -1, QL -2 ,...
, Q 2 , Q 1 , Q 0 ] is n = (Q 0 · 2 0 ) + (Q 1 · 2 1 ) +... + (Q L−1 · 2 L−1 ) = Σ 1 (Q i · 2 i ). Here, Σ 1 represents the sum of i = 0 to L−1, and Q i is a coefficient of 0 or 1.
【0046】ここで、指数部Bは、0〜L−1の範囲の
整数のうち、 2B ≦n<2B+1 を満足する値であり、この数Bは、ビットデータが1で
ある最上位の桁値より1少ない数である。Here, the exponent part B is a value satisfying 2 B ≦ n <2 B + 1 among the integers in the range of 0 to L−1, and this number B is 1 in bit data. This is one less than the most significant digit value.
【0047】例えばLが32の場合に、2進数nが〔0
0001***…***〕のように、最上位の1が28
ビット目にある場合、nは227≦n<228の範囲にあ
り、Bは27である(*は0または1の任意の値)。For example, when L is 32, the binary number n is [0
0001 *** ... ***], the highest 1 is 28
If in the bit, n is in the range 2 27 ≦ n <2 28 and B is 27 (* is any value of 0 or 1).
【0048】この数Bを用いて2進数nの値を表すと、 n=2B +Σ2 (Qi ・2i )=2B 〔1+Σ3 (Q
B-i ・2-i)〕 となる。ただし、Σ2 はi=0〜B−1までの総和を表
し、Σ3 はi=1〜∞までの総和を表す。When the value of the binary number n is represented using this number B, n = 2 B + Σ 2 (Q i · 2 i ) = 2 B [1 + Σ 3 (Q
Bi・ 2 -i )]. However, sigma 2 represents the sum of up to i = 0~B-1, Σ 3 represents the sum of up to i = 1~∞.
【0049】また、2進数nを浮動小数点形式で表すと
きの有効桁を4ビット、即ち、最上位の1に続く
QB-1 、QB-2 、QB-3 の3ビットまでとし、それより
下位を無視したときの2進数の値mは、 m=2B +QB-1 ・2B-1 +QB-2 ・2B-1 +QB-3 ・2B-3 =2B 〔1+QB-1 ・2-1+QB-2 ・2-2+QB-3 ・2-3〕 =2B 〔1+(QB-1 ・22 +QB-2 ・21 +QB-3 ・20 )/23 〕 となる。When the binary number n is represented in a floating-point format, the number of significant digits is 4 bits, that is, up to 3 bits of Q B-1 , Q B-2 and Q B-3 following the most significant 1; The binary value m when ignoring the lower order is m = 2B + QB - 1-12B-1 + QB -2・2B-1 + QB -3・2B-3 = 2B [ 1 + Q B-1 · 2 -1 + Q B− 2−2 + Q B− 3−2 -3 ] = 2 B [1+ (Q B−1 · 2 2 + Q B− 2 1 + Q B−3. 2 0 ) / 2 3 ].
【0050】ここで、 M=QB-1 ・22 +QB-2 ・21 +QB-3 ・20 とすると、上記値mは、 m=〔1+(M/8)〕×2B と表される。[0050] Here, when M = Q B-1 · 2 2 + Q B-2 · 2 1 + Q B-3 · 2 0, the value m is, m = [1+ (M / 8)] × 2 B It is expressed as
【0051】上式を浮動小数点形式の一般式A×2B と
対比すると、仮数部Aは、 A=1+(M/8) となるが、ここでは、値Mが0〜7の範囲をとり、この
値Mに対して仮数部Aは一意的に決まることに着目し、
この値Mを3ビットの仮数部としている。When the above expression is compared with the general expression A × 2 B in the floating-point format, the mantissa part A is A = 1 + (M / 8). Here, the value M is in the range of 0 to 7. Note that the mantissa part A is uniquely determined for this value M,
This value M is a 3-bit mantissa.
【0052】つまり、この浮動小数点化回路30では、
32ビットの固定小数点形式の計数結果nのうち、ビッ
トデータが1である最上位の桁値より1少ない値を5ビ
ットの指数部Bとして出力し、それより下位の3ビット
を仮数部Mとして計数結果nから選択出力する。That is, in this floating point conversion circuit 30,
Of the 32-bit fixed-point count result n, a value that is one less than the most significant digit value whose bit data is 1 is output as a 5-bit exponent part B, and the lower three bits as a mantissa part M Selectively output from the counting result n.
【0053】これを実現するために、浮動小数点化回路
30は、図1に示しているように、計数値ラッチ回路3
1と、32ビットの計数結果nのうち、計数中に歩進し
た最上位の桁位置、即ち、ビットデータが1である最上
位の桁位置を検出するための桁位置検出回路32と、桁
位置検出回路32で検出された桁位置に基づいて5ビッ
トの指数部を出力する指数部変換回路35と、桁位置検
出回路32で検出された桁位置に基づいて計数出力nか
ら3ビットの仮数部を選択出力する仮数部選択回路37
とを有している。In order to realize this, the floating-point conversion circuit 30 is provided with a count value latch circuit 3 as shown in FIG.
A digit position detection circuit 32 for detecting the most significant digit position incremented during counting, that is, the most significant digit position where the bit data is 1, among the 1 and 32-bit count results n; An exponent part conversion circuit 35 that outputs a 5-bit exponent based on the digit position detected by the position detection circuit 32, and a 3-bit mantissa from the count output n based on the digit position detected by the digit position detection circuit 32 Significand part selection circuit 37 for selecting and outputting a part
And
【0054】計数値ラッチ回路31は、2進カウンタ2
3の計数出力nをタイミングコントローラ25からのホ
ールド信号Hを受ける毎にラッチして出力する。The count latch circuit 31 is a binary counter 2
3 is latched and output each time the hold signal H from the timing controller 25 is received.
【0055】桁位置検出回路32は、例えば図2に示す
ように、31個のD型のフリップフロップ331 〜33
31と、これらのフリップフロップ331 〜3331の出力
をタイミングコントローラ25からのホールド信号Hを
受ける毎にラッチして桁信号として出力する31ビット
のラッチ回路34によって構成されている。[0055] digit position detecting circuit 32, for example as shown in FIG. 2, 31 D-type flip-flop 33 to 333
31, is constituted by the hold signal is latched for each receiving an H output as the digit signal 31-bit latch circuit 34 from the timing controller 25 outputs of these flip-flops 33 to 333 31.
【0056】各フリップフロップ331 〜3331は、2
進カウンタ23の32ビットの計数出力のうち、第1ビ
ットを除く第2ビットから第32ビットまでの各計数出
力をクロック端子にそれぞれ受け、2進カウンタ23が
計数している間にその計数出力が0から1に歩進すると
1のデータをラッチする。[0056] each of the flip-flop 33 to 333 31, 2
Of the 32-bit count output of the binary counter 23, each of the count outputs from the second bit to the 32nd bit excluding the first bit is received at the clock terminal, and the count output is output while the binary counter 23 is counting. When 1 advances from 0 to 1, data of 1 is latched.
【0057】例えば、2進カウンタ23の計数出力が
〔0000…0000〕から〔00…0100101〕
まで変化した場合、1番目から5番目までのフリップフ
ロップ331 〜335 の出力がすべて1となり、ラッチ
回路34からは〔00…0011111〕の桁信号が出
力される。なお、各フリップフロップ331 〜3331は
タイミングコントローラ25からのリセット書込信号R
Wを受けて出力を0にリセットする。For example, the count output of the binary counter 23 is changed from [0000 ... 0000] to [00 ... 01000101].
In this case, all the outputs of the first to fifth flip-flops 331 to 335 become 1, and the latch circuit 34 outputs a digit signal of [00 ... 0011111]. The reset write signal R from each flip-flop 33 to 333 31 the timing controller 25
In response to W, the output is reset to 0.
【0058】指数部変換回路35および仮数部選択回路
37は、計数値ラッチ回路31でラッチされた計数結果
nと桁位置検出回路32から出力される桁信号とに基づ
いて、5ビットの指数部と3ビットの仮数部とをそれぞ
れ出力するために、2分木マルチプレクサを用いてい
る。The exponent part conversion circuit 35 and the mantissa part selection circuit 37 provide a 5-bit exponent part based on the count result n latched by the count latch circuit 31 and the digit signal output from the digit position detection circuit 32. And a 3-bit mantissa part, respectively, using a binary tree multiplexer.
【0059】ここで、2分木マルチプレクサについて簡
単に説明する。図3は8:1の2分木マルチプレクサを
示したもので、1回路2接点型の7つのスイッチSW1
〜SW7 を用い、第1のスイッチSW1 の2つの接点と
第2、第3のスイッチSW2 、SW3 を接続し、第2の
スイッチSW2 の2つの接点に第4、第5のSW4 、S
W5 を接続し、第3のスイッチSW3 の2つの接点に第
6、第7のSW6 、SW7 を接続し、7ビットの選択信
号S1〜S7によって、8つの入力ポートPi(0)〜
P(7)のいずれか一つを出力ポートPoに接続する選
択回路である。Here, the binary tree multiplexer will be briefly described. FIG. 3 shows an 8: 1 binary tree multiplexer, which is composed of seven switches SW 1 of one circuit and two contact points.
Used to SW 7, the first two contacts and a second switch SW 1, the third switch SW 2, SW 3 connected to the second of the two contacts of the switch SW 2 fourth, fifth SW 4 , S
Connect the W 5, 6 to the third two contacts of the switch SW 3, the SW 6, SW 7 of the seventh connected, by a 7-bit selection signals S1 to S7, 8 input ports Pi (0) ~
A selection circuit for connecting any one of P (7) to the output port Po.
【0060】そして、全てのスイッチSW1 〜SW
7 は、0の選択信号を受けると右側の接点に接続され、
1の選択信号を受けると左側の設定に接続され、且つ、
7ビットの選択信号S1〜S7を図3に示しているよう
に、右側から左側のスイッチへ順番に与えるように設定
されている。Then, all the switches SW 1 to SW 1
7 is connected to the right contact when receiving the selection signal of 0,
When the selection signal of 1 is received, it is connected to the setting on the left side, and
As shown in FIG. 3, the selection signals S1 to S7 of 7 bits are set so as to be sequentially applied from the right to the left switch.
【0061】このように構成された2分木マルチプレク
サでは、図4の(a)のように、S1側を下位ビットと
する7ビットの選択信号〔S7,S6,…,S2,S
1〕が〔***0*00〕であれば、右端の第1番目の
入力ポートPi(0)のデータが選択出力される。ま
た、選択信号〔S7,S6,…,S2,S1〕が〔**
*0*01〕であれば、第2番目の入力ポートPi
(1)のデータが選択出力される。なお、*マークは0
または1のうちの任意の数である。In the binary tree multiplexer configured as described above, as shown in FIG. 4A, a 7-bit selection signal [S7, S6,..., S2, S2
1] is [*** 0 * 00], the data of the rightmost first input port Pi (0) is selectively output. The selection signal [S7, S6,..., S2, S1] is [**
* 0 * 01], the second input port Pi
The data of (1) is selectively output. * Mark is 0
Or any number of ones.
【0062】以下同様に、選択信号が〔***001
*〕であれば第3番目の入力ポートPi(2)のデータ
が選択出力され、選択信号が〔***011*〕であれ
ば第4番目の入力ポートPi(3)のデータが選択出力
され、選択信号が〔*001***〕であれば第5番目
の入力ポートPi(4)のデータが選択出力され、選択
信号が〔*011***〕であれば第6番目の入力ポー
トPi(5)のデータが選択出力され、選択信号が〔0
1*1***〕であれば第7番目の入力ポートPi
(6)のデータが選択出力され、選択信号が〔11*1
***〕であれば第8番目の入力ポートPi(7)のデ
ータが選択出力される。Hereinafter, similarly, when the selection signal is [**** 001
*], The data of the third input port Pi (2) is selectively output, and if the selection signal is [**** 011 *], the data of the fourth input port Pi (3) is selectively output. When the selection signal is [* 001 ***], the data of the fifth input port Pi (4) is selectively output, and when the selection signal is [* 011 ***], the sixth input is performed. The data of the port Pi (5) is selectively output, and the selection signal is [0
1 * 1 ***], the seventh input port Pi
The data of (6) is selectively output and the selection signal is [11 * 1
***], the data of the eighth input port Pi (7) is selectively output.
【0063】ここで、上記したように、*マークは0ま
たは1のうちの任意の数であるから、選択信号のうち、
ビットデータが1である最上位の桁より上位にある*を
すべて0、ビットデータが1である最上位の桁より下位
にある*をすべて1とすれば、図4の(a)は図4の
(b)のように表せる。Here, as described above, the * mark is an arbitrary number of 0 or 1, and therefore, of the selection signals,
Assuming that all * above the most significant digit with bit data being 1 are 0 and all * below the most significant digit with bit data being 1 are 1, FIG. (B).
【0064】図4の(b)は、〔000…000〕を含
み最下位桁から1が連続するように変化する8種類の7
ビットの選択信号によって、8つの入力ポートを一つず
つ選択できることを示している。FIG. 4B shows eight kinds of 7 bits including [000... 000] and changing from the least significant digit so that 1 continues.
This indicates that eight input ports can be selected one by one by a bit selection signal.
【0065】図3、図4は8:1の2分木マルチプレク
サの場合であるが、32:1の2分木マルチプレクサの
場合には、スイッチを31個にして、32個の入力ポー
トのいずれかを31ビットの選択信号すればよい。FIGS. 3 and 4 show the case of an 8: 1 binary tree multiplexer. In the case of a 32: 1 binary tree multiplexer, 31 switches are used and any of the 32 input ports is used. What is necessary is just a 31-bit selection signal.
【0066】回路は図示しないが、32:1の2分木マ
ルチプレクサを用いた場合、図5に示すように、〔00
0…000〕を含み最下位桁から1が連続するように変
化する32種類の31ビットの選択信号S1〜S31に
よって、32個の入力ポートPi(0)〜Pi(31)
を一つずつ選択できる。Although the circuit is not shown, when a 32: 1 binary tree multiplexer is used, as shown in FIG.
0 ... 000], and 32 input ports Pi (0) to Pi (31) by 32 kinds of 31-bit selection signals S1 to S31 which change so that 1 continues from the least significant digit.
Can be selected one by one.
【0067】したがって、図6に示すように、指数部変
換回路35を5つの32:1の2分木マルチプレクサ3
6a〜36eで構成し、桁位置検出回路32から出力さ
れる31ビットの桁信号を選択信号S1〜S31として
入力すれば、その32種類の選択信号に対して32種類
の5ビットの信号を出力することができる。Therefore, as shown in FIG. 6, the exponent part conversion circuit 35 includes five 32: 1 binary tree multiplexers 3.
6a to 36e, and if 31-bit digit signals output from the digit position detection circuit 32 are input as the selection signals S1 to S31, 32 types of 5-bit signals are output for the 32 types of selection signals. can do.
【0068】そして、図6に示しているように、2分木
マルチプレクサ36aの奇数番目の入力ポートには0、
偶数番目の入力ポートには1をプリセットする。また、
aを0〜7までの数として、2分木マルチプレクサ36
bの4a+1番目と4a+2番目の入力ポートには0、
4a+3番目と5a番目の入力ポートには1をプリセッ
トし、2分木マルチプレクサ36cの8a+1番目から
8a+4番目までの入力ポートには0、8a+5番目か
ら9a番目の入力ポートには1をプリセットし、2分木
マルチプレクサ36dの16a+1番目から8a+8番
目までの入力ポートには0、16a+9番目から17a
番目の入力ポートには1をプリセットし、2分木マルチ
プレクサ36eの1番目から16番目までの入力ポート
には0、17番目から32番目の入力ポートには1をプ
リセットする。As shown in FIG. 6, the odd-numbered input ports of the binary tree multiplexer 36a have 0,
1 is preset to the even-numbered input ports. Also,
a is a number from 0 to 7, the binary tree multiplexer 36
b is 0 for the 4a + 1 and 4a + 2 input ports,
1 is preset to the 4a + 3rd and 5ath input ports, 0 is preset to the 8a + 1th to 8a + 4th input ports of the binary tree multiplexer 36c, and 1 is preset to the 8a + 5th to 9ath input ports. 0, 16a + 9th to 17a are input to the 16a + 1th to 8a + 8th input ports of the branch tree multiplexer 36d.
The 1st input port is preset with 1, the 0th is preset for the 1st to 16th input ports of the binary tree multiplexer 36e, and the 1 is preset for the 17th to 32nd input ports.
【0069】このように各2分木マルチプレクサの入力
ポートをプリセットすることによって、図7に示すよう
に、5つの2分木マルチプレクサ36a〜36eから出
力される5ビットの信号〔B4 ,B3 ,B2 ,B1 ,B
0 〕が、計数結果nの指数部Bを示すことになり、計数
結果nに対応した5ビットの指数部Bを変換出力するこ
とができる。By presetting the input ports of the respective binary tree multiplexers in this manner, as shown in FIG. 7, the 5-bit signals [B 4 , B 3] output from the five binary tree multiplexers 36a to 36e are used. , B 2 , B 1 , B
0 ] indicates the exponent part B of the count result n, and the 5-bit exponent part B corresponding to the count result n can be converted and output.
【0070】一方、仮数部選択回路37は、計数結果n
のうち、計数中に歩進した最上位の桁に続く下位3ビッ
トを選択するために、図8に示すように、マトリクス回
路38と3つの32:1の2分木マルチプレクサ39
a、39b、39cによって構成されている。On the other hand, the mantissa selection circuit 37 calculates the count result n
As shown in FIG. 8, a matrix circuit 38 and three 32: 1 binary tree multiplexers 39 as shown in FIG.
a, 39b and 39c.
【0071】マトリクス回路38は、計数値ラッチ回路
31でラッチされた32ビットの計数結果nに対してビ
ット位置をずらした3種類のシフト信号Fa、Fb、F
cを2分木マルチプレクサ39a、39b、39cの入
力ポートにそれぞれ出力する。The matrix circuit 38 is provided with three types of shift signals Fa, Fb, and F in which the bit positions are shifted with respect to the 32-bit count result n latched by the count latch circuit 31.
c is output to the input port of each of the binary tree multiplexers 39a, 39b, and 39c.
【0072】即ち、計数結果nの第1ビット目から第2
9ビット目までのデータにThat is, from the first bit of the counting result n to the second bit
For data up to the 9th bit
〔000〕の3ビットを下位
に加えた第1のシフト信号Faを2分木マルチプレクサ
39aに入力し、計数結果nの第1ビット目から第30
ビット目までのデータにA first shift signal Fa obtained by adding 3 bits of [000] to the lower order is input to the binary tree multiplexer 39a, and the first shift signal Fa is counted from the first bit of the counting result n to the 30th bit.
For data up to the bit
〔00〕の2ビットを下位に加
えた第2のシフト信号Fbを2分木マルチプレクサ39
bに入力し、計数結果nの第1ビット目から第31ビッ
ト目までのデータにThe second shift signal Fb obtained by adding the lower two bits of [00] to the binary tree multiplexer 39
b into the data from the first bit to the 31st bit of the count result n.
〔0〕の1ビットを下位に加えた第
3のシフト信号Fcを2分木マルチプレクサ39bに入
力する。The third shift signal Fc obtained by adding one bit of [0] to the lower order is input to the binary tree multiplexer 39b.
【0073】また、2分木マルチプレクサ39a、39
b、39cには、シフト信号Fa〜Fcとともに、桁位
置検出回路32からの31ビットの選択信号S1〜S3
1が入力されている。The binary tree multiplexers 39a and 39
b and 39c include shift signals Fa to Fc and 31-bit selection signals S1 to S3 from the digit position detection circuit 32.
1 has been entered.
【0074】したがって、図9に示しているように、計
数結果nに対して2分木マルチプレクサ39cの選択出
力M2 は、計数結果nのうち計数中に歩進した最上位の
桁より常に1桁下位のデータとなり、2分木マルチプレ
クサ39bの選択出力M1 は、計数結果nのうち計数中
に歩進した最上位の桁より常に2桁下位のデータとな
り、2分木マルチプレクサ39aの選択出力M0 は、計
数結果nのうち計数中に歩進した最上位の桁より常に3
桁下位のデータとなる。Therefore, as shown in FIG. 9, the selection output M 2 of the binary tree multiplexer 39c for the counting result n is always one more than the highest digit of the counting result n which has advanced during the counting. become a digit lower of data, select the output M 1 of the binary tree multiplexer 39b is, the counting result is always as two digits lower data from the most significant digit, which was stepped on during the counting of the n, the binary tree multiplexer 39a selects and outputs M 0 is always 3 from the most significant digit of the counting result n that has progressed during counting.
This is the lower digit data.
【0075】よって、3つの2分木マルチプレクサ39
a、39b、39cの出力からなる3ビットデータ〔M
2 ,M1 ,M0 〕は、計数結果nのうち計数中に歩進し
た最上位の桁に続く下位3ビットの仮数部Mとなる。Therefore, three binary tree multiplexers 39
a, 39b, 39c [M]
2 , M 1 , M 0 ] is the mantissa M of the lower 3 bits following the most significant digit of the counting result n which has been incremented during the counting.
【0076】このように、この実施形態では、固定小数
点形式の計数出力を浮動小数点形式に変換するために、
演算処理を行なわずに、複数のスイッチからなる2分木
マルチプレクサを用いることによって指数部の変換と仮
数部の選択を行なっているので極めて高速な形式変換が
でき、測定可能な最小時間幅を短くすることができ、瞬
間的に発生する短い幅のパルスやパルス間隔を見逃すこ
となく測定できる。As described above, in this embodiment, in order to convert the count output in the fixed-point format to the floating-point format,
Since the conversion of the exponent part and the selection of the mantissa are performed by using a binary tree multiplexer composed of a plurality of switches without performing the arithmetic processing, extremely high-speed format conversion can be performed, and the minimum measurable time width is shortened. Measurement can be performed without missing short pulse or pulse interval generated instantaneously.
【0077】このようにして得られた5ビットの指数部
Bと3ビットの仮数部Mは、8ビットのアドレス信号と
してメモリ26のアドレスを指定する。なお、指数部の
5ビットと仮数部の3ビットをどのように桁組するかは
任意である。例えば、指数部5ビットをアドレス信号の
上位側とし仮数部3ビットを下位側にしたり、逆に指数
部5ビットをアドレス信号の下位側とし仮数部3ビット
を上位側にしてもよく、指数部の5ビットの間に仮数部
の3ビットを挿入するようにして8ビットのアドレス信
号にしてもよい。The 5-bit exponent B and the 3-bit mantissa M thus obtained specify the address of the memory 26 as an 8-bit address signal. Note that how to combine the 5 bits of the exponent part and the 3 bits of the mantissa part is arbitrary. For example, the exponent part 5 bits may be set to the upper side of the address signal and the mantissa part 3 bits may be set to the lower side. Conversely, the exponent part 5 bits may be set to the lower side of the address signal and the mantissa part 3 bits may be set to the upper side. Alternatively, an 8-bit address signal may be inserted by inserting 3 bits of the mantissa between the 5 bits.
【0078】また、計数結果nの変化に対してアドレス
信号の変化は直線的にはならないが、各計数結果nに対
してアドレス信号は一意的に決まるので、このアドレス
信号で指定されたアドレスのデータを0から順次増加し
ていくことで、測定した時間幅の頻度を検出することが
できる。Although the change of the address signal does not become linear with respect to the change of the count result n, since the address signal is uniquely determined for each count result n, the address of the address specified by this address signal is determined. By increasing the data sequentially from 0, the frequency of the measured time width can be detected.
【0079】このようにして、所定の測定時間中にメモ
リ26に記憶された頻度データは、前記したように、頻
度データ処理手段28によって読み出されて表示装置2
9の座標画面上に表示されるが、メモリ26に対する8
ビットの読出アドレスは、2進カウンタ23の計数結果
(パルス幅)を直接表していないので、頻度データ処理
手段28は、この読出アドレスから(パルス幅)を算出
する必要がある。As described above, the frequency data stored in the memory 26 during the predetermined measurement time is read out by the frequency data processing means 28 and read out by the display device 2 as described above.
9 is displayed on the coordinate screen of FIG.
Since the bit read address does not directly represent the count result (pulse width) of the binary counter 23, the frequency data processing means 28 needs to calculate (pulse width) from this read address.
【0080】即ち、8ビットの読出アドレスのうち、5
ビットの指数部Bと3ビットの仮数部Mに対して、計数
結果nを有効桁4ビットで表したときの値mは、前記し
たように、 m=〔1+(M/8)〕×2B であるから、この式に5ビットの指数部Bと、3ビット
の仮数部Mを代入して得られた値mがパルス幅である。
頻度データ処理手段28は、この演算によってメモリ2
6のアドレスに対応するパルス幅を求めて、頻度データ
を時間幅軸上に表示させる。That is, of the 8-bit read address, 5
For the exponent part B of bits and the mantissa part M of 3 bits, the value m when the counting result n is represented by 4 significant bits is m = [1+ (M / 8)] × 2 Since it is B , the value m obtained by substituting the 5-bit exponent part B and the 3-bit mantissa part M into this equation is the pulse width.
The frequency data processing means 28 calculates the
The pulse width corresponding to the address No. 6 is obtained, and the frequency data is displayed on the time width axis.
【0081】なお、この実施形態の時間幅分布測定装置
20のように、固定小数点形式の計数出力を浮動小数点
形式に変換した場合、計数結果(時間幅)が小さいとき
には分解能が高く、計数結果が大きくなるにつれて分解
能を下げるようにしているため、実質的な精度の低下は
なく、前記したように、少ないメモリ容量で、広い時間
幅の測定と、短い時間幅の高精度な測定とを可能にして
いる。When the count output in the fixed-point format is converted to the floating-point format as in the time width distribution measuring device 20 of this embodiment, the resolution is high when the count result (time width) is small, and the count result is low. Since the resolution is reduced as the size increases, there is no substantial decrease in accuracy, and as described above, it is possible to measure a wide time width and a highly accurate measurement with a short time width with a small memory capacity. ing.
【0082】また、前記実施形態では、2進カウンタ2
3から固定小数点形式で出力される計数結果を、2分木
マルチプレクサを用いて浮動小数点形式に変換していた
が、これは本発明を限定するものではなく、CPU等を
用いて指数部および仮数部を算出してもよい。In the above embodiment, the binary counter 2
3, the counting result output in fixed-point format is converted to floating-point format using a binary tree multiplexer, but this is not a limitation of the present invention. The unit may be calculated.
【0083】また、前記したように、測定対象のアナロ
グ信号Sをアナログコンパレータによってしきい値と比
較し、そのアナログコンパレータの出力で2進カウンタ
の計数を制御してもよい。As described above, the analog signal S to be measured may be compared with the threshold value by the analog comparator, and the output of the analog comparator may be used to control the count of the binary counter.
【0084】また、前記実施形態の頻度更新回路27
は、メモリ26の頻度データを1ずつ増加更新していた
が、これは本発明を限定するものでなく、同一アドレス
の指定頻度を求めることができるデータであれば、メモ
リ26に記憶するデータは頻度そのものを表さない値で
あってもよい。Further, the frequency updating circuit 27 of the above embodiment is used.
Has updated the frequency data of the memory 26 by one, but this is not a limitation of the present invention. If the data can determine the designated frequency of the same address, the data stored in the memory 26 is The value may not represent the frequency itself.
【0085】また、前記実施形態では、32ビットの計
数結果を5ビットの指数部と3ビットの仮数部の浮動小
数点形式に変換していたが、これは本発明を限定するも
のでなく、例えば計数結果32ビットでメモリ26のア
ドレスが16ビットであれば、仮数部を11ビットにす
る。また、計数結果が64ビットでメモリ26のアドレ
スが16ビットの場合には、指数部を6ビット、仮数部
を10ビットにすればよい。In the above embodiment, the 32-bit count result is converted into a 5-bit exponent part and a 3-bit mantissa floating point format. However, this is not limited to the present invention. If the counting result is 32 bits and the address of the memory 26 is 16 bits, the mantissa part is set to 11 bits. When the counting result is 64 bits and the address of the memory 26 is 16 bits, the exponent part may be 6 bits and the mantissa part may be 10 bits.
【0086】[0086]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の時間幅分
布測定装置は、2進カウンタの計数結果を浮動小数点形
式に変換し、この変換した信号でメモリのアドレスを指
定するようにしているため、少ないメモリ容量で、短い
時間幅から広い時間幅まで測定を実施的な精度を低下さ
せることなく行なうことができる。As described above, the time width distribution measuring device of the present invention converts the counting result of the binary counter into a floating point format, and specifies the address of the memory with the converted signal. Therefore, measurement can be performed with a small memory capacity from a short time width to a wide time width without lowering the practical accuracy.
【図1】本発明の実施形態の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】実施形態の桁位置検出回路の構成を示すブロッ
ク図FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a digit position detection circuit according to the embodiment;
【図3】8:1の2分木マルチプレクサの一例を示す図FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an 8: 1 binary tree multiplexer;
【図4】8:1の2分木マルチプレクサの動作を説明す
るための図FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of an 8: 1 binary tree multiplexer;
【図5】32:1の2分木マルチプレクサの動作を説明
するための図FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of a 32: 1 binary tree multiplexer;
【図6】実施形態の指数部変換回路の構成を示すブロッ
ク図FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an exponent part conversion circuit according to the embodiment;
【図7】実施形態の指数部変換回路の動作を説明するた
めの図FIG. 7 is a view for explaining the operation of the exponent part conversion circuit according to the embodiment;
【図8】実施形態の仮数部選択回路の構成を示すブロッ
ク図FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a mantissa selection circuit according to the embodiment;
【図9】実施形態の仮数部選択回路の動作を説明するた
めの図FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the mantissa selection circuit according to the embodiment;
【図10】従来装置の構成を示すブロック図FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a conventional device.
【図11】従来装置の動作を説明するためのタイミング
図FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of the conventional device.
20 時間幅分布測定装置 21 A/D変換器 22 ディジタルコンパレータ 23 2進カウンタ 24 クロック信号発生器 25 タイミングコントローラ 26 メモリ 27 頻度更新回路 28 頻度データ処理手段 29 表示装置 30 浮動小数点化回路 31 計数値ラッチ回路 32 桁位置検出回路 331 〜3331 フリップフロップ 34 ラッチ回路 35 指数部変換回路 36a〜36e 2分木マルチプレクサ 37 仮数部選択回路 38 マトリクス回路 39a〜39c 2分木マルチプレクサReference Signs List 20 time distribution measuring device 21 A / D converter 22 digital comparator 23 binary counter 24 clock signal generator 25 timing controller 26 memory 27 frequency updating circuit 28 frequency data processing means 29 display device 30 floating-point conversion circuit 31 count latch Circuit 32 Digit position detection circuit 33 1 to 33 31 Flip-flop 34 Latch circuit 35 Exponent part conversion circuit 36 a to 36 e Binary tree multiplexer 37 Mantissa part selection circuit 38 Matrix circuit 39 a to 39 c Binary tree multiplexer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠塚 隆 宮城県仙台市青葉区南吉成6丁目6番地の 3 株式会社環境電磁技術研究所内 (72)発明者 黒田 政廣 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Shinozuka 6-6-6 Minamiyoshinari, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture Inside the Electromagnetic Research Institute, Inc. (72) Masahiro Kuroda 5--10 Minamiazabu, Minato-ku, Tokyo No. 27 Anritsu Corporation
Claims (3)
とを比較するコンパレータと、 前記コンパレータの比較出力を受け、該比較出力が一方
のレベルにある間、所定周期のクロック信号の計数を行
ない、該計数結果を前記しきい値に対する前記アナログ
信号の時間幅データとして所定ビット数Lで出力する2
進カウンタと、 所定の測定期間中に前記2進カウンタから出力されたL
ビットの計数結果を、該Lビットより少ない有効桁数の
浮動小数点形式に変換し、そのIビットの指数部とJビ
ットの仮数部とを合わせた(I+J)ビットの信号を順
次出力する浮動小数点化回路と、 前記浮動小数点化回路から出力される(I+J)ビット
の信号をアドレス信号として受け、該アドレス信号で指
定されたアドレスに記憶されているデータを読み出すメ
モリと、 前記メモリから読み出されたデータを、該データのアド
レスが指定された頻度を表すデータに更新する更新回路
とを備えた時間幅分布測定装置。1. A comparator for comparing an analog signal to be measured with a predetermined threshold value, receiving a comparison output of the comparator, and counting a clock signal of a predetermined cycle while the comparison output is at one level. And outputs the count result as a predetermined bit number L as time width data of the analog signal with respect to the threshold value.
Binary counter, and L output from the binary counter during a predetermined measurement period.
A floating point number which converts the bit counting result into a floating point format having a significant number of digits less than the L bits and sequentially outputs an (I + J) bit signal in which the exponent part of the I bit and the mantissa part of the J bit are combined. A memory for receiving a (I + J) -bit signal output from the floating-point conversion circuit as an address signal and reading data stored at an address specified by the address signal; A time width distribution measuring device, comprising: an updating circuit that updates the data to be updated to data representing the frequency at which the address of the data is specified.
に歩進した最上位の桁位置を検出する桁位置検出回路
と、 前記桁位置検出回路によって検出された桁位置に基づい
て、前記Iビットの指数部を出力する指数部変換回路
と、 前記桁位置検出回路によって検出された桁位置に基づい
て、前記Lビットの計数結果のうち、前記計数中に歩進
した最上位の桁に続く下位Jビットのデータを前記仮数
部として選択出力する仮数部選択回路とを備えているこ
とを特徴とする請求項1記載の時間幅分布測定装置。2. The floating-point conversion circuit, comprising: a digit position detection circuit for detecting the most significant digit position of the L-bit count output of the binary counter that has been incremented during counting; and the digit position detection circuit. An exponent part conversion circuit that outputs an exponent part of the I-bit based on the digit position detected by; and the L-bit counting result based on the digit position detected by the digit position detection circuit. 2. The time width distribution measuring device according to claim 1, further comprising: a mantissa selection circuit that selects and outputs, as the mantissa, lower-order J-bit data following the most significant digit advanced during the counting.
ットを除く(L−1)ビットの計数出力を各ビット毎に
(L−1)個のフリップフロップで受け、計数中に歩進
した桁に対して1のビットデータをラッチし、前記2進
カウンタの計数が終了したときの前記(L−1)個のフ
リップフロップのラッチデータを、前記計数中に歩進し
た最上位の桁位置に対応する(L−1)ビットの信号と
して出力するように構成され、 前記指数部変換回路は、 前記桁位置検出回路から出力された(L−1)ビットの
信号を選択信号として受けるI個のL:1の2分木マル
チプレクサによって前記Iビットの指数部を出力するよ
うに構成され、 前記仮数部選択回路は、 前記桁位置検出回路から出力された(L−1)ビットの
信号を選択信号として受けるJ個のL:1の2分木マル
チプレクサによって前記2進カウンタの計数結果から前
記Jビットのデータを仮数部として選択出力するように
構成されていることを特徴とする請求項2記載の時間幅
分布測定装置。3. The digit position detecting circuit outputs (L-1) bits of the count output of the binary counter, excluding the least significant bit, of the L bits of the binary counter to (L-1) bits. The flip-flop receives and latches 1-bit data with respect to the digit incremented during the counting, and latches the latch data of the (L-1) flip-flops when the counting of the binary counter is completed. The exponent conversion circuit is configured to output a signal of (L-1) bits corresponding to the most significant digit position advanced during the counting, and the exponent part conversion circuit outputs (L-1) ) The exponent part of the I bits is output by I L: 1 binary tree multiplexers that receive a bit signal as a selection signal, and the mantissa selection circuit is output from the digit position detection circuit. (L-1) The J-bit data is selected and output as a mantissa from the count result of the binary counter by J L: 1 binary tree multiplexers receiving the bit signal as a selection signal. 3. The time width distribution measuring device according to claim 2, wherein
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1998
- 1998-05-28 JP JP10164260A patent/JP2920828B1/en not_active Expired - Fee Related
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