JPS58112109A - 直流電圧による周波数誤差検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、速度即ち周波数検出誤差、即ち設定点からの
偏差として変動する信号を生成する方法および装置に関
する。この様な方法および装置は、閉路ループの自動速
度制御即ち周波数制御システムに使用する上で便である
。これ等のシステムにおいては、最終的な出力速度即ち
制御された信号周波数は、数多くの原因や外乱により、
ある所望の（設定点）数値から偏向し、この様な場合、
検出された誤差は原動機や周波数ゼネレータにおける正
確な調整を行う為使用される誤差信号に変換され、この
誤差を減少させて零値に維持する。

本発明は、特に、信号を最初主としてディジタル態で処
理し、最終的に直流電圧の如き可変バイポーラアナログ
誤差信号に変換される周波数誤差信号方法および装置に
関する。

本発明の目的°は、可変周波数人力信号を受取り誤差即
ち所望の設定周波数値からの偏差に従って変化する出力
信号を生成する為の方法および装置であって、かつ比較
的構造が簡単でコストが安いが精度が高くかつ最終的出
力の信頼度の高い方法および装置の提供にある。

本発明の別の目的は、周波数誤差を示すアナログ態の変
化する直流出力信号に最終的に変換される迄ディジタル
性であるが、双極性方向に作用して正と負の両方の周波
数誤差をその対象とする方法と装置に関する。

本発明の別の目的は、比較的簡単なプール演算論理回路
を有し、作用的には検出変動周波数および所望の設定周
波数を示す量の減算を行う方法および装置により信号の
双極性のディジタル処理を行う事にある。

本発明の更に別の目的は、出力信号における調整可能な
あき帯域特性がごく僅かの方法および装置の構成要素に
より得られる周波数誤差信号方法および装置の提供にあ
る。

更に別の目的は、周波数誤差を表示するアナログ信号を
生成し、この信号処理は主としてディジタル態であ゛る
が最終的な出力信号の解が略々無限であり、かつディジ
タル検出能の楽近似増分よりも細かい第４の方法および
装置の提供にある。

関連する目的としては、非常に高精度かつ均一性を有す
、る時間々隔を測定し、各々のこの間隔は、高精度の周
波数源からのクロックパルスがゲートされるカウンタを
使用する事により一続きのシミニレ−ジョン入力信号の
各々に応答して開始し、各時間々隔が常にクロックパル
スの持続時間の整数倍である事を特徴とする方法および
装置の提供にある。

前述の目的および利点、およびその他の目的および利点
については、添付図面に関する以下の詳細な記述から明
らかとなろう。

本発明は例示的な望ましい実施態様に関し詳細に示し記
述するが、この詳細点に限定する意図はない。むしろ、
本発明は頭書の特許請求の範囲内に該当するあらゆる変
更内容を網羅する事を意図するものである。

本発明がその有為な用途を見出す一環境を明確にする為
、第１図はその一部として周波数誤差信号装置２０を内
蔵する速度制御システムを示す。

この速度制御システムにおいては、ディーゼル機関又は
ガソリン機関の如き原動機は、入口管２２と燃料供給率
を増減する様開閉される絞り弁２４とを介してエネルギ
ー媒体即ち燃料を受取る。原動機２１に連結される駆動
される負荷が大小のトルクを受ける時、原動機２１の速
度は増減する傾向を有し、この様な状況においては、絞
り弁２４を開閉して機関に予め定められた所望の設定速
度を回復させる事が必要である。この為には、アナログ
態の誤差電圧を電磁機械式又は電磁液圧作用式の７クチ
ユエータ２６に４えて絞り弁２４の位置を変更する。回
ｍ２Ｂによりアクチュエータ２６に与えられる直流の誤
差電圧が零点に回復され（これは設定速度が達成された
事を示す）、絞り弁２４はその時点で設定された位置に
止まる。

この設定速度の数値は、以下に説明する誤差信号装置２
０の内部にある構成要素により決定即ち設定される。然
し、原動機の実際の速度を検出する為には磁力作用ピッ
クアップ２９が原動機２１により直接又はある調時間係
で駆動される歯列を有する車輪即ちギア６ｏに対して密
接に離間された位置に配置されている。当技術において
周知の如く、ギア３ｏの各歯がピックアップ２９の芯部
を通過する時、１つのノξルスが巻線２９αに誘導され
、導線３１に生じるパルス列は原動機の速度（毎分回転
数）に比例する周波数を有する。ピックアップ２９の出
力波形６２（第２図）は略々正弦波状である。この出力
波形は、誤差検出兼信号装置２０に対する入力信号Ａを
生成する循環矩形波に変換する為適当な周知のパルス波
形整形装置６４に与えられる。又このパルス整形装置は
、例えば、入力信号Ａが予め定めた設定周波数を有する
時原動機が所望の設定速度で回転する様に人力信号Ａの
周波数を「目盛りする」為の周波数分割器をも含んでい
る。例えば、もし機関２１が１８０Ｏｒｐｍで回転しい
ツクアップ信号６２は従って５４００ヘルツの周波数を
有するならば、整形装置６４は信号Ａに通常１００ヘル
ツの周波数を持たせる為５４の周波数分割比を有する分
割器を含む。

機関速度が５０％丈減少するか増加して９００又は２７
０ＯｒｐｍＩＣなる時、入力信号Ａの周波数はそれぞれ
５０ヘルツに減少するか１５０ヘルツに増加する。もち
論１機関のクランク軸の歯車５０を駆動する歯車比、こ
の歯車の歯数即ち整形装置３４における周波数分割因子
（もしあれば）を調整する事により、信号Ａの周波数を
機関速度に関連付ける目盛り因子をどんな所望の値にす
る事も出来る。

この様に、人力信号Ａの周波数は機関速度に比例する事
が判ろう。論議の目的の為−誤差信号装置２０は、入力
信号Ａの変動する周波数ｆａと設定周波数１８（後述の
如く装置２０に設定される）との差に比例する出力信号
を生じるものと考えても良い。機関が負荷２５の変動の
如きある理由から設定速度から外れ、周波数ｆｃＬが設
定周波数ｆｓから外れる時、回線２８を流れる誤差信号
は、零点から外れて誤差の方向および大きさに対し極性
および大きさにおいて対応し、これにより速度誤差、周
波数誤差および誤差信号が零忙戻る迄、アクチュエータ
２６を付勢し、絞り弁２４を調整する。本文では周波数
ｆ４が機関２１の速度を表わすものとして論議されるが
、広義には、信号Ａはどの様な連続して反復する事象で
も表示し、その周波数は適当なピックアップ装置により
検出される様な事象の周波数に対応する。明らかに、反
復信号Ａはその周波数と反比例する。然し、論議の目的
から、信号Ａは、論理回路の０と１（ローとハイ）のレ
イル間で交互に切換る反゛復する矩形波と考えるものと
し、更に正の半波は入力信号を構成するものと考える。

連続する半波の持続時間Ｔａはこの様に周知の等式によ
り持続時間が変動する。

即ち。

１００ヘルツの設定周波数ｆ８を仮定すれば、持続時間
Ｔａは通常（周波数誤差が零の時）下記の如くである。

即ち 本発明の実施においては、信号Ａの各矩形波が開始する
時略々この瞬間に始まる正確な時間々隔を測定する為の
装置が設けられている。この為には、信号Ａは、トリガ
ーされる毎に予め定めた時間Ｔｈの間継続する出力信号
Ｂ、を生成する基準間隔□、：１゜ ゼネレータ３５に与えられる。間隔ゼネレータ６５の構
造および調整された設定は設定周波数ｆｓを設定し、設
定点１００ヘルツであると仮定した本事例では１時間々
隔ＴＡは持続時間Ｔαに対し０．００５秒の設定値と等
しくなる様選択される。更に詳細に以下に説明する如く
、信号Ａの各にの正側の波形の前縁（０から１へのレイ
ル変換）により、従って各時間の長さＴａの開始と事実
的に一致して基準間隔ゼネレータがトリガーされる。

更に本発明の実施においては、信号ＡとＢにより反映さ
れる時間長さＴａとＴｈは、信号ＡとＢが与えられる減
速器３６Ｖｃおけるディジタル減算により比較される。

以下に説明する様に、代数減算器が、作用的には一定の
振巾のパルスにより成形されるが時間差Ｔｂ、−Ｔａに
従って長さが変動する出力信号Ｃを生ずる。実際の周波
数ｆαが設定周波数ｆ８より高＜Ｔｈ＞Ｔ、である時、
これ等、ｏルスが正の極性であり、又逆に周波数ｆαが
設定周波数より低（ＴＡ（Ｔａである時負の極性となる
。

信号Ｃを形成する変動中パルスは１回線２８上のバイポ
ーラ直流電圧の形の最終的アナログ出力信号Ｏ８を生成
する積分フィルタを含むディジタル・アナログ変換器３
９に伝達される。この電圧は１周波数ｆ、が設定点より
低いか高い時正又は負の極性を有し１周波数誤差の大き
さに比例する大きさを有する。

第１図に全体的に示す方法および装置は、第２図で更に
詳細に示すブロック図から更に良く判るであろう。基準
間隔ゼネレータ３５は、入力信号Ａの最も高い期待周波
数よりも高い予め定められた固定周波数のＤで示される
パルスを常に生成する水晶発振器４０の形態のパルスの
精密周波数源を有する。クロックパルス信号りは、交互
にロジック０と１（ハイとロー）のレイル間で切換り、
本文ではＡＮＤゲートとして示される適当なゲート作用
装置の入力側に与えられる。このゲートは通常閉路され
ている（例えば、信号りは通さない）が、これに加えら
れる制御信号Ｅがロジック１又は０しばルにある時使用
可能又は使用禁止の状態にある。

連続する正確な時間々隔Ｔｂの測定する為、ゲート４１
の出力は、クロックパルスＤの予め定められた数が連続
する各カウントサイクルの間記録され゛る様にカウンタ
４２の入力端に結合されている。

本実施例におけるカウンタ４２は、例えば、その入力側
に与えられる各々の正側の波形前縁（しばルＯから１へ
の変換）に応答して１カウントを記録する。

各カウントサイクル間にカウンタに予め定めたノξルス
Ｄの数をカウントさせる為、又各サイクルを各人力信号
の矩形波Ａの略々初めで開始させ、信号Ａは、その出力
ターミナルＱを制御信号Ｅを’７’−）４１に供給する
様結合させたフリップフロップ４４として本例で示した
２位置の装置の「設定」入力に与えられる。特に、信号
Ａの各々の正側の波形の前縁が生じると、信号Ｅはロジ
ックレイル０から１へ切換りこれによりノξルスＤがカ
ウンタ４２の入力側に通る様にゲート４１を使用可能に
する様フリップフロップ４４を設定する。カウンタが既
に予め定められたリセットカウント状態（例えに零）に
リセットされていた瞬間を仮定すれば、カウンタは、こ
の時本実施例において零カウント状態への戻りである予
め定められたカウント状態に達する迄クロックパルスＤ
を受取りこれを記憶する。この時、カウンタの最終段は
、繰上げ応答即ちレベル０から１へ切換える信号を生じ
る。この信号は７リツプフロツプ４４の「クリア」ター
ミナルＯＫ再び与えられてこれによりこのフリップフロ
ップをリセットする。この様に制御信号Ｅはレイル０に
切換りゲート４１を使用禁止し、カウンタ４２へのクロ
ックパルスＤの入力を終了する。同時に、フリップフロ
ップ４４の出力ターミナルはロジックレはル０から１へ
切換り、この正波形の前縁はカウンタに方えられ、カウ
ンタを零カウント状態にリセットする。この様に、本実
施例においては、もしカウンタがカウント能力Ｎを有す
るものとすれば、フリップフロップ４４がセットされる
毎にＮ個のクロックパルスを受取り、その後フリップフ
ロップ４４はリセットされ、ゲート４１は閉じられて力
・ラントサイクルを終了する。カウントサイクルの間経
過する時間々隔は。

この様に記録されたパルス数から１を引いたもので乗じ
たクロックパルスＤの長さに等しい。即ち、間隔Ｔｂは
略々Ｔｄ（Ｎ−１）に等しい。

簡単な例として、もし基準間隔ＴＡは望ましくは長さ０
．００５秒とすれば（前述の例ｆ８＝１ｏｏヘルツ′に
維持）、カウンタ４２は、全「ロールオーバ」カウント
能力１０２４を提供する様にタンデム妃接続された１０
個のフリップフロップ４２αを含む様選択構成出来る。

零カウント状態で開始し、カウンタは、零のカウント状
態に再びロールオーバしてその最後の状態からの繰上げ
出力応答（しはル０から１への変換）を生じる。前に２
１０．即ち１０２４個の入カッξルスを受取らねばなら
ない。最初と最後の入力パルス間の時間々隔は、カウン
タの入力に与えられたクロックパルス間の長さの１０２
６倍である。この様に、カウントサイクル間隔Ｔｂを０
．００５秒と等しくする為、クロックパルスの長さＴｄ
は下記の如くに選択される。即ち、水晶発振器４０はこ
の様に下記の周波数でクロックパルスを生成する様設計
され構成されている。

即ち、 カウントサイクル轟りのカウント数又はクロックパルス
源の周波数のいずれかを変化させる事により、時間長さ
ＴＡは所望の数値を持たせ、これにより設定周波数ｆｓ
（および第１図のものと同様なシステムにおける設定速
度）を選択する。第２図に示される装置は、もち論、第
４レータによりカウンタ能力又は発振器周波数を変化さ
せる様設定出来るセレクタ又はレオスタット（図示せず
）を具備し、これにより装置が実地に使用される時でも
設定点を変更する事が出来る。

第２図により開示される特定の実施態様においては、カ
ウンタは、予め定められたり零のリセットカウント状態
で起動し、カウントサイクルの終りで零の「フルカウン
ト」状態に達する。この様に、フリップフロップ４４の
Ｑターミナルからの信号のクリヤ作動は冗長である。然
し、第２図により示される形態においては基準間隔ゼネ
レータ３５を構成する事は不必要である。一方、カラ／
りは、カウントサイクルの間フルカウントのロールオー
バに達さず、その代りフリップフロップ４４（およびフ
リップフロップ４６）をリセットする適当なデコーダに
より検出された信号される予め定めた中間カウント値に
カウントする様に構成出来る。フリップフロップ４４の
Ｑターミナルにおける信号はカウンタに戻されて、零以
外のあるプリセットされたカウント状態にカウンタをセ
ットするか、又は図示の如く零を回りする。いずれにし
ても、各カウントサイクルの量測定された基準間隔Ｔｈ
は、（α）クロックパルス周波数ｆｄ、および（ｈ）選
択されたリセットカウント状態Ｎ、と、フリップフロッ
プ４４をリセットしてカウントサイクルを終了する為検
出される選択された予定のカウント状態Ｎｃとの間の差
Ｎｃ−Ｎｒにより総合的に決定される。

各カウントサイクルにより測定された時間に等しい一定
の予定長さＴｂの反復信号Ｂを生成する為、カウンタ４
２に人力する第１のパルスによりセットされる様第２の
フリップフロップ４６を結合する。本文に示す如く、７
リツプフロツプ４６の「設定」入力側はゲート４１が使
用可能になった後カウンタ４２に人力する第１の正側の
波形の前縁によりセットされる様にゲート４１からの出
力下を受取る為接続される。信号下における連続するノ
ξルスは、単にフリップフロップ４６を再びセットしよ
うとするがその状態に対し何等の作用も及ぼさない。こ
の様に、カウントサイクルの始めではカウンタ４２に記
録される第１のパルスと同期してフリップフロップ４６
がセットされ、そのターミナルＱは電圧レイル０から１
に切換えられ。

調時信号Ｂの１つの矩形波が開始される。カウンタ４２
がフルカウント状態に達して内容零にロールオーバされ
ると、最後のカウンタ段からの繰上げ出力信号はフリッ
プフロップ４６のクリア用ターミナルＣ！ｌｃ４えられ
てどの□７リツプフロツプをリセットし、信号３をロジ
ックレはル１から０に戻させる。この様に、反復信号Ｂ
は、各々が略々信号Ａの矩形波の１つの始め（およびカ
ウントサイクルの始め）で開始し、予定された時間々隔
（例えば、０．００５秒）が測定された後終了する一連
の矩形波として形成される。

ディジタル態で信号Ｂから信号Ａを（又慶さＴｂから長
さＴαを）差引く為、簡戦プール論理ゲート作用装置３
６を用いて、信号Ａが存在せず信号Ｂが存在する時第１
のパルスを生成し、信号Ｂが存在せず信号Ａが存在する
時第２のパルスを生成する。図面に示す如く、信号Ａは
ＡＮＤゲート４９に対しインバータ４８を経て送られ、
又直接第２のＭ■ゲート５０に送られる。信号Ｂは、直
接ゲート４９に送られ、又インバータ５１を経てゲート
５０に送られる。これ等ゲートの各出力は適当にパルス
τ・ＢおよびＡ−Ｂとして表示される。これ等のパルス
の時間的長さは以下に第６図乃至第５図に関して論議さ
れる如く変化するが、本質的にはパルスτ・Ｂは１周波
数へが設定点ｆ８より高い時周波数誤差に比例する長さ
と衡機係数で反復的に生じ、パルスＡ−ＩＴは１周波数
ｆｃＬが設定点より低い時周波数誤差に比例する長さと
衡機係数で反復的に生じる。

最後に、本発明の実施において、装置はτ・ＢおよびＡ
−Ｂに応答して各継続時間の差の平均に従い憚性および
大きさが変化する出力信号を生成する。最初＋Ｃ，信号
Ａ−ＢおよびＡ−Ｂが存在する時、本実施例においては
、これ等の信号はロジック／しくル（基準電位の接地点
に対する正電圧）を有するものと仮定する。正の極性を
有する。ｅルストＢと反対即ち負の極性を有する・リス
人・百を表わす合成信号Ｃを生形する装置が設けられて
いる。第２図に示す如く、パルス１．ＢとＡ、Ｂは各バ
イポーラ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）５４と５５の
ゲート電極に接続される。この２つのトランジスタは、
そのソースをそれぞれ等しい抵抗Ｒ１とＲ１〜介して調
整された等しい電圧のＢ＋　Ｂ−ソースに接続させる。

そのト３レーン電極は等しい抵抗Ｒ３とＲイを経て代数
和演算増巾器５６の反対の入史側に接続されている。こ
れ等トランジスタの１つのゲート電極が接地に対して正
である時。

そハソースおよびドレーンは略々零の抵抗の導通接続を
形成する。従って５信号τ・Ｂが正の電圧即ちロジック
レベル１である時、Ｂ＋電圧は増巾器５６への入力信号
として抵抗Ｒ１／とＲ３′　を経て伝達される。同様に
、信号Ａ、Ｂが正電圧即ちロジックレイル１である時、
トランジスタ５５は導通し、Ｂ−電圧は増巾器５６に対
する人力として抵抗Ｒ１′、Ｒ３′　により与えられる
。信号Ｃはこの様に、正の極性を有する信号τ・Ｂと負
の極性を有する信号Ａ−■（いずれの場合も絶対値は同
じ）の両方により構成されるものと考えられる。

増巾器５６の非逆入力ターミナルは抵抗Ｒ５を介して接
地されるが、同増巾器の出力ターミナルは抵抗Ｒ６を介
して逆入力に接続され負の帰還を生じる。

作用的に増巾器５６がその入力信号の時間の平均値とし
て変化する様その出力をフィルタする為。

コンデンサＣ１が抵抗Ｒ６と並列に接続されて積分作用
を生じる。

第２図の誤差信号回路の作用については、第６図、第４
図および第５図忙示される波形により明らかどなろう。

第６図においては１反復信号Ａは例として１００Ｈ２の
設定点と正確に等しい周波数を有しその為その各々の矩
形波は０．００５秒に等しい長さＴａを有するものと仮
定しよう。第３図により示される如く、各矩形波Ａの前
縁部が生じる時信号Ｂの１つの矩形波が始まる。これは
、矩形波Ａの正側の波形前縁部がフリップフロップ４４
をセットして制御電圧Ｅをしはル１に切換えゲー°ト４
１を使用可能としその為クロックパルスＤがカウンタ４
２に人力し始める為に生じる。この様な第１のクロック
パルスはフリップフロップ４６をセットし、その結果信
号Ｂの矩形波は信号Ａの開時と略々同期して開始する。

前述の如く、各矩形波Ｂはその開始後０．００５秒で終
了し、長さＴａとＴｂは等しい（第３図について仮定し
た条件下で）為、矩形波ＡとＢは同時に終了する。第３
図から明らかな事は、連続的なＡの矩形波と連続するカ
ウントサイクルの間では信号１・ＢとＡ−Ｂは存在しな
いと云う事である。この様に、入力信号Ａの周波数が設
定周波数と等しい限り、ＦＥＴ５４と５５はＯＮの状態
にならず、正味の信号Ｃは零であり、増巾器５６からの
出力信号Ｏ８は零の状態を維持する。

対照的に、第４図においては、入力信号Ａ（同図ではＡ
１と呼ぶ）が１５０Ｈｚの周波数（設定点１００Ｈｚの
５０％増）であり、その為各Ａ１矩形波の長さＴａは０
．００３秒となる事を仮定しよう、完全を期す為、Ａ１
信号も又第４図に示す。更に、前述の事柄と軌を−にし
て、第４図では、信号Ｂの反復する基準間隔矩形波の各
々は、信号Ａの矩形波が始まる略々瞬間に開始する事を
示す。然し、この様な調時信号の各矩形波（同図ではＢ
ｏと呼ぶ）は前述の如＜０．００５秒継続する。又第４
図において完全を期す為、信号百１は信号Ｂ１の逆とし
て簡単に示される。第４図から確認される事は、信号Ａ
１と百１は同時に存在しない事である。然し、他方では
、信号Ａ１・Ｂ１はＢ１の矩形波の後半部で生じるが、
これはＡ１の矩形波は持続時間がより短い為である。こ
の様に、第４図に示される如く、信号″′に１・Ｂｏは
、長さＴｂとＴａ間の差に等しい時間間隔の間周期的に
第１図のＦＥＴ　５４をＯＮの状態に切換えさせる。作
用においては、１１・Ｂ１の・ぞルスは増巾器５６の入
力側に正の信号Ｃとして現われる。増巾器の帰還回路に
おけるコンデンサＣ１の積分即ち平均作用の為、同増巾
器の出力信号Ｏ８はパルスＷ１・Ｂ１の時間平均として
変化するが、増巾器の逆転作用の為出力信号Ｏ８は略々
−１６ボルトに等しい直流となる。出力信号Ｏ８は、若
干の不完全なフィルター作用の為第４図に誇張されて示
した僅かリップルを呈する。

第５図においては、入力信号Ａは７５Ｈｚの周波数（設
定点１００Ｈｚの２５％減）を有し、連続する人力信号
の矩形波（本図ではＡ２と呼ぶ）に対する継続時間Ｔα
は０．００６６秒であるものとする。

第３図および第４図における如く、基準間隔時間信号Ｂ
（本図ではＢ２と呼ぶ）は各矩形波Ａ２の始めと共に開
始し、０．００５秒の継続時間丈存在する。

第５図では、これ等条件下で″に２・Ｂ２のパルスは午
にＡＮＤゲート４９の出力側には現れないものとする。

他方、Ａ２・百２の・ぞルスは各矩形波Ｂ２が終了する
瞬間に現れ、対応するＡの矩形波が終了する迄の時間々
隔において継続する。その結果、Ａ　　、Ｂ　のパルス
は時間的に長さＴｂとＴｃＬ間の差２ に等しい。更に、これ等のパルスは周期的にＦＥＴ５５
（第２図）をＯＮの状態にさせ、その結果第５図の対応
する負のパルスＣは増巾器５６の入力端に与えられる。

増巾器５６の逆転作用およびコンデンサＣ１の平均作用
の為、増巾器からの出力信号Ｏ８は、第５図に誇張され
て示されるフィルターリップルを除いて略々一定の＋８
ボルトとなる。

第２図に示される誤差信号装置の全応答特性は第６図に
グラフで示されている。入力信号Ａの周波数が設定周波
数１００Ｈｚの上下に変動する時。

出力信号Ｏ８は正又は負となり、周波数誤差の大きさに
正比例する大きさとなる。設定点の５０％以上の偏差を
含む周波数の誤差は生じる可能性がない為、第２図に示
す増巾器の利得は、周波数の誤差が５０％を越えた後増
巾器出力は−Ｆ’１６ボルト又は−１６ボルトの供給電
圧しＩ）Ｑで飽和する様に選択されている。もち論、こ
の限度は、もし異なる利得を選択するかあるいは演算増
巾器に対してこれ以上の供給電圧が使用される場合には
適用する必要はない。

第４図（＋５０％の周波数誤差の場合を示す）から判る
機尾、パルスτ１・Ｂ１の衡機係数は下記の如くである
。即ち、 ０．００５Ｘ１５０−０．５＝０．７５−０．５＝２５
％対照的に第５図（−２５％の周波数誤差を示す）にお
いては、ノξルスＡ２・′Ｉ！２の衡機係数は。

衡機係数＝Ｔｈ　Ｊａ　−０，５＝［］、］００５Ｘ７
５−０．５＝０．３７５０．５＝１２．５％ 第２図姥おける演算増巾器に対する伝達関数は、Ｅｏｓ
＝（衡機係数）（Ｂ＋又はＢ−電圧）（利得）衡機係数
に対する前記式によれば、全体の誤差信号回路の応答即
ち出力は姿の様に表わされる。

即ち、 Ｅｏｓ＝（Ｔｂ−ｆａ−０，５）（Ｂ±＞　Ｒ６，１Ｒ
１＋Ｒ３（Ｒ６・Ｃ□）Ｂ＋１ 上式に示される微分演算子ＳはコンデンサＣ１の積分即
ちフィルター動作を表わしている。従って、第２図のシ
ステムは、周波数誤差即ち選択された設定点（選択され
た時間々隔Ｔｂにより決定される）からの偏差に比例す
る直流電圧Ｅ　の形Ｓ 態で、最後の増巾器５６の利得を調整する事により選択
可能即ち変更可能な比例因子を有する最後の誤差信号を
与える事が判るであろう。更に５本装置は、抵抗Ｒ６と
コンデンサＣ１により略々決定される時定数で動作する
。最後の出力信号Ｏ８のリップル（第４図および第５図
に誇張して示す）は、一般に周波数誤差に比例する。こ
の事は、正確な制御会的から重要な非常尾小さなあるい
は零の周波数誤差の範囲においてはリップルは殆んど無
睨出来る事を意味する。

Ａ、あき帯域の実施態様 本発明のある（全てではない）用途においては、周波数
誤差検出装置を不作用として（がなり大きな利得因子を
維持しながら）周波数誤差が小さい時不要な「ジッター
」および修正動作を避ける事が望ましい。この為には、
あき帯域特性は本方法および本装置により得られる応答
において生成される。この様なあき帯域は、第７図に示
される如く、第２図の装置に変更を行う事により得られ
る。

第７図は、第２図のゲート出力回線４９α、５０αとＦ
ＥＴ５４．５５のゲート電極との間に加えられた追加回
路構成要素を示す。この付加された構成要素は、第１お
よび第２のパルスτ・Ｂ、Ａ−Ｕの前縁部から測定され
た予め定めた時間々隔に対して前記第１又は第２の、ｅ
ルスをブロックする装置を構成する。この為には、これ
等２つのパルスは、ワンショットマルチバイブレータ６
６として示される遅延発生器にその出力が接続されるＯ
Ｒ回路６５の入力側に与えられる。マルチバイブレータ
のＱ出力ターミナルは２つのＡＮＤゲート６８．６９の
各々の１入力端に接続され、この様な各ゲートの第２の
入力側は導線４９α、５０α上で第２図において生成さ
れ示される１・ＢおよびＡ＝■パルス信号を受取る。従
って、　ＡＮＤゲート６８と６９の出力側は、かっこ内
に示される修正／ｅ鼻スス信号Ａ、Ｂ）、（Ａ−Ｂ）を
含んでいる。これ等修正信号は、第７図に示す如く、Ｆ
ＥＴ５４と５５のゲート電極に４えられる。第７図に示
された点を除いて、変更された装置は第２図のブロック
図に従い構成される。

正（７）波形の前縁部がワンショットマルチバイブレー
タ６６の入力ターミナルに与えられる時は常に、マルチ
バイブレータは、その「セット」状態即ち１の状態に切
換り、次いで本文でＤＹと呼ぶ予め定められた遅延間隔
の経過後自動的にリセットする。この遅延間隔はマルチ
バイブレータ６６のＲ−Ｇ調時回路により確定され、第
７図に示される外部のレオスタット６６αの為装置のユ
ーザが前記Ｒ−Ｃ回路の時定数を調整出来る。ワンショ
ットマルチバイブレータがそのセット状態に切換る時、
Ｑ出力ターミナルの電圧はロジックレはル１から０に切
換り、この電圧は遅延間隔ＤＹの稜レイル１に戻る。こ
の様に、ゲート６８と６９は、通常マルチバイブレータ
６６からの制御信号Ｈにより使用可能となり、その入力
信号τ・、ＢとＡ−πを通す。然し、これ等の信号のい
ずれかが回線４９α又は５０αに現われる時、信号はＯ
Ｒ回路６５を通ってマルチバイブレータ６６をトリガー
し、これにより遅延間隔ＤＹが終る迄ゲート６８と６９
の両方な使用禁止状態にする。これは、信号１・Ｂ又は
Ａ−Ｕが存在する時、この信号は遅延間隔ＤＹより長い
時間を有し、ゲート６８と６９により完全に遮断される
事を意味する。信号τ・Ｂ又はＡ−■のいずれかが選択
された遅延間隔ＤＹより長い持続時間を有する割合で、
前記信号の末端部はゲート６８又は６９の一方により対
応するＦＥＴ　５４又は５５に伝達される。

第２図に関して第７図に示された装置で生じる作用は第
８図および第９図に示される波形によりクリアされる。

第８図においては、波形７０は、ある繰返しで現われ時
間長さＷｌを有するτ・Ｂ又はＡ、Ｂ信号のいずれかを
表示する。波形７０における各パルスの前縁部はＯＲゲ
ート６５を通ってマルチバイブレータ６６をトリガーし
、その結果Ｑターミナルからの信号Ｈは゛この瞬間にロ
ジックレはル１から０へ切換り、予め定められた遅延間
隔ＤＹの間レイル０に維持する。第８図においてはパル
ス長さＷｌは比較的短く（比較的小さな周波数誤差を示
す）、遅延間隔ＤＹより短い為、波形７０に示されるパ
ルスは第７図のゲート６８又は６９により完全に遮断さ
れる。この様に、速度誤差が小さくても、第７図に示さ
れる付加された要素はＦＥＴ５４と５５のどんな導通も
阻止する。信号（Ａ−Ｂ）、（Ａ−百）、増巾器５６に
対する正味人力信号Ｃ０および出力信号Ｏ８は全て零の
状態を維持する。

一方、第９図は、周波数の誤差、が選択されたあき帯域
を越える時あき帯域の実施態様（第２図に関して第７図
に示す）の作用を示す。波形７１は信号τ・Ｂ又はＡ−
Ｂのいずれかを示し、時間長さＷ２を有する周期的パル
スからなっている。前述の如く、ワンショットマ１ルチ
バイブレータ６６により与えられる信号Ｈは、波形７１
の各パルスの始めにおいてロジックレはル０に落込み、
遅延間隔ＤＹの後ロジックレイル１に回復する。従って
、ゲート６８と６９は１間隔ＤＹの間１・Ｂ又はＡ−Ｂ
、ξルスを遮断する様閉されるが、長さＷ３を有する短
縮された即ち修正されたパルス（Ｔ−・Ｂ）又は（Ａ・
百）を通す為再び開かれる。もし存在するのがＣ″Ａ−
Ｂ）パルスであるならば、これ等の、ａルスは作用的に
は増巾器５６に対する正の入力を構成する。これ等パル
スは極性が正である為、増巾器からの出力信号Ｏ８は、
その大きさが第９図の波形により示されるパルスの平均
値に比例（かつ長さＷ３に比例する）負の直流電圧であ
る。一方、もし入力信号Ｃがゲート６９ＶｃよりＦＥＴ
　５５に伝達される修正されたパルス（Ａ−Ｕ）により
生成されるならば、増巾器５６の出力信号Ｏ８は、極性
は正で大きさはこれ等のパルスの平均の直流値に比例す
る。

第１０図は、第２図に関して第７図により構成されるあ
き帯域の実施態様の全体の応答特性を示す。図に示す如
く、出力信号Ｏ８は、入力信号の周波数が設定周波数１
００Ｈ２に対し１０１Ｈｚに増加するか９９Ｈｚに減少
する時、零しはルな維持する。

この±１Ｈ３のあき帯域は、第７図のワンショツトマル
チノ２イブレータにより制御されるゲート６８と６９の
遮断動作により確保される。然し、周波数の誤差がＩＨ
ｚより大きい時は、出力信号Ｏ８は、周波数誤差があき
帯域を越える量に比例して増大する（正負のいずれの方
向にも）。もち論、このあき帯域の長さは遅延間隔ＤＹ
の長さを調整する事により増減出来、これは好都合にも
レオスタット６６αのリセットにより達成される。

Ｂ、無限解を与える実施態様 第１１図は、各種の信号が第２図に示された装置の作用
の間存在する時の波形を、発生する問題を判り易くする
為拡大した時間目盛で示す。以下に記述する如く、時間
々隔Ｔｂは、望ましい漸新な基準間隔ゼネレータの変更
が実施されなければ。

僅かではあるもののかなりの程度不正確なものとなろう
。然し、この様な変更が実施されると、誤差信号装置の
制約付きの解は回避され、無限に微細な解が得られる。

一第１１図に示される如く、長さが正確に０．００５秒
で前述の実施例に従って入力信号が１００Ｈｚの所望の
設定周波数を有する事を反映する持続時間Ｔαの矩形波
を有するものと仮定する。前述の所定の高精度で作用す
る装置に対しては、調時信号の矩形波Ｂは均一な０．０
０５秒の一定持続時間を有するべきである。前の実施例
について述べた様に、この様な持続時間の矩形波Ｂは、
ゲート４１がフリップフロップ４４からの信号Ｅにより
使用可能になる都度ゲート４１の出力Ｆに応答するカウ
ンタ４２においｆ′Ｃ１０２４のカウントを記録する事
により測定される。１０２４のカウントが記録されると
、このカウントサイクル間に経過した時間は１０２３×
Ｔｄ（但し、Ｔｄはゲート４１が使用可能になる時常に
ゲート出力Ｆが完全に対応するクロックパルス信号りの
持続時間である）であるものとするのが通常である。然
し、この仮定は妥当ではなく、調時矩形波Ｂの持続時間
はクロックパルスの長さＴｄの整数倍Ｃ本例では１０２
３）に正確に等しくはならない。

入力信号の矩形波Ａが時点ｔ０で始まる第１１図に示さ
れる環境を観察しよう。この瞬間に例示の場合には、ク
ロックパルス信号りがロジックレ（ル１にある時短い時
間々隔の中途で落込む。フリップフロップ４４、ゲート
４１給よびフリップフロップ４６（第２図）に対する非
常に短い切換時間は無ｔＮ、すれば、フリップフロップ
４４はセットされ、そのゲート制御信号Ｅは瞬間ｔ１に
おけるロジックレベル０から１に切換る事が判る。ゲー
ト４１は、前記ゲートに対する入力信号りがロジックレ
イル１に存る時点ｔ１においてこの様に使用可能になる
。従って、ゲート出力信号Ｆは直ちに時点ｔ１において
しはル０から１に切換わり、その後、クロックツぐルス
信号りと同期してレー？ル０と１の間で切換る。然し、
時点ｔ１においてはゲート出力信号ＦがＯから１へ変換
する時、信号Ｆにおける正になる波形前縁は（ｉ）カウ
ンタ４２の第１のカウントの記録と、（１１）調時信号
矩形波Ｂが開始する（即ち、レイル０から１に切換る）
様に７リツプフロツプ４６のセツティングとを惹起する
。従って、基準時間々隔信号Ｂは時点ｔ１で人力矩形波
Ａの始めと同期して開始するが、信号Ｂはクロックパル
ス信号りにおける変換（０から１゜および１から１へ）
と同期して開始しない。

人力信”号の矩形波Ａは正確に０．００５秒の長さであ
ると云う前述の仮定によれば、本例でｔ２とした時点で
の１０２３ＸＴｄ（Ｔｄはクロックパルスの長さ）の持
続時間の後矩形波Ａが終了する事が結論出来る。時点ｔ
２　（クロックパルス信号りの整数サイクル丈時点ｔ１
よりＭ’）において、信号りはロジックレイル１に存在
する。カウンタ４２は、１０２６のカウントを保持し、
零カウントの状態にロールオーツＺする準備が出来てお
り、次の正になる波形の前縁がカウンタの入力仙１に加
えられる時繰上げ出力応答を生じる。然し、信号りと信
号Ｆにおける次に正になる変換が第１１図においてｔ３
で示される遅い時点で生じる。カウンタからの繰上げ応
答はフリップフロップ４４と４６をクリアして時点ｔ３
において調時矩形波Ｂを終了する。

従って、信号Ｂに対して所望の基準時間隔は０．００５
秒であるか丁度１０２３ＸＴ、＃でなければならないが
１本例においては１０２３．７５　Ｘ　ｔｄとなる。こ
の様に、時間ＴＡは、仮定条件の下ではＴ（ＬとＴｂは
等しい持続時間を有するが八Ｔで示される時間実時間Ｔ
αより長い。第１１図に示す如く、信号Ｂは間隔へＴに
対して信号Ａが存在しない時存在し、信号１・Ｂはゲー
ト４９（第２図）の出力において時間へＴの間現われる
。これは、ＦＥＴ　５４をＯＮ状態にし、対応する正の
入力端子パルスＣを生成して増巾器５６に対する入力信
号を形成する。

この実施例から、カウンタ４２はその入力側で正になる
波形前縁部に応答して、こうしてクロックパルス信号り
およびゲート出力信号Ｆにおいて０から１へのしはル変
換に応答する。この様な応答は第１１図における一致す
る時点で脱字記号Ｐを付される。然し、第１のこの様な
変換は、時間的に信号りにおける０から１への変換によ
り生成されず、かつこの変換と一致しない。この様に、
時点Ｐ１　　に記録される第１のカウントは、クロック
パルス信号りにおけるしはル変換に応答せずかつこれと
一致しない「誤カウント」である。従って、零の周期数
誤差の条件下において、信号Ａ−Ｂ　。

Ａ−ＢおよびＣ１およびＯ８の全ては零でなければなら
ない時、τ・Ｂ、ＣおよびＯ８は周波数誤差の検出にお
ける不正確さを構成する小さな有限数を有する。

この事は変則的に生じるが、その理由は時間的に比較的
高い周波数のクロック信号りの正になる波形前縁に関連
して人力信号Ａは無作為に生じる為である。もしこの付
勢用矩形波Ａの前縁が信号りがゲート４１を部分的に使
用可能にする時はいつも現われるならば、一致制御信号
Ｅの前縁はカウンタ４２の第１のカウントとして記録さ
れる信号Ｆにおいて変換Ｆ′を惹起する。この誤カウン
ト（クロックパルス信号りにおけるレベル変換に応答せ
ずに生じる）に対する「許容限界」は第１１図に示され
た時間範囲Ｒである。第１の誤カウントはこの様に現わ
れ、クロック信号りおよびゲート出力信号Ｆにおける次
に再に゛なる変換の前に半分から１つの時間長さＴｄに
対し信号Ｂが開始される。間隔ＴＡにおける調時誤差Δ
Ｔは、従って、これが比較的高い周波数のクロックパル
ス信号りに関する信号Ａの先端の波形前縁の無作為の調
時作用に依存する為、固定されず、又既知のものでもな
い。信号Ｂにより反映される全ての基準時間々隔Ｔｂは
、この様に（１０２３ＸＴｄ＋クロックパルス長さＴｄ
の０．５乃至１．０の持続時間を示す。

誤信号Ｔ、Ｂは０．５乃至１．０×持続時間Ｔｄの範囲
で資化する時間長さ△Ｔを持つ事が出来、この様に直流
の出力信号Ｏ８における未知の大きさの僅かな不正確さ
を生じる。各矩形波Ａの始めとクロック信号り間にこの
不規則な関係が存在する為、第２図に示されるシステム
の解は最悪の場合において最も近い間隔Ｔｄに制限され
、信号Ｏ８においてその結果生じる不正確さは、入力周
波数ｆ、が設定値と等しいかどうかで現われる。

本発明の重要な態様によれば、この様に可能性のある不
正確さは、カウンタに送られそこで記録されてカウント
サイクルを開始する第１の波形前縁が、ゲート作用装置
４１に与えられる使用可能制御信号Ｅにおける信号レベ
ル変換からではなく。

クロックパルス信号りにおける予め定められた方向のし
はル変換（０から１又は１からＯへ）から生じる事を保
証する（又、矩形波Ｂを開始する様フリップフロップ４
６もセットする）装置および演算ステップにより回避さ
れる。カウントサイクルおよび矩形波Ｂは常にゲート４
１が使用可能になった後カウントの記栂を惹起する予め
定められた方向のクロック信号のしはルを切換える変換
と同時に終了する為、持続時間Ｔｄは常にクロックパル
ス時間Ｔｄの同じ整数倍である。

更に、第１２図に示される例示の変更例において、カウ
ンタ４２（およびフリップフロップ４６）はその入力側
に与えられる予め定められる方向の前縁部に応答する。

ＡＮＤゲート４１により示されるゲート作用装置はクロ
ック７ぞルス信号りを受取り、入力信号Ａの前縁部が現
われる時しはル１に切換るフリップフロップ４４からの
信号Ｅにより制御される。カウンタの入力側における０
から１の方向への第１の信号変換がクロックパルス信号
Ｄ（ゲート制御信号Ｅにおける切換変換ではなく）にお
ける切換変換から生じる事を保証する装置として、イン
バータ７９はゲート４１の出力をカウンタ４２とフリッ
プフロップ４６の入力側１に接続する為の装置に内蔵さ
れている。その結果、ゲート４１は出力信号Ｆを生成す
るが、カウンタ４２と７リツプフロツプ４６の入力側は
インノミ−夕７９により生成される逆の対応部Ｙを受取
る。

入力信号Ａの前縁部が現われ、フリップフロップ４４が
セットされて信号Ｅをレイル１に切換えゲート４１を使
用可能にする時、ゲート出力Ｆはしばル１になるが、イ
ンバータの出力信号Ｙはしばル１から０に切換り、従っ
てカウンタ４２又はフリップフロップ４６における応答
を生じな℃・。

第１２図の変更例の作用および正確な無限解のもたらす
利点については、第１３図乃至第１５図の波形から明ら
かになろう。第１３図においては。

入力信号Ａの周波数ｆ、は設定周波数と正確に一致しか
つ周波数誤差は零であるものとする。これは、時間長さ
Ｔｄが１０２りＸＴｄに等しい期間内にあり、かつ調時
信号Ｂの基準間隔ＴＡと正確に等しくなければならない
事を意味する。もし、第１６図に示す如く、クロックパ
ルス信号りがロジックレイル１にある時、矩形波Ａの前
縁部は時点ｔ１に現われるならば、フリップフロップ４
４（第１２図）は同時にセットされ、信号Ｅはレベル０
から１に切換る。この時点におけるゲート４１への両入
力端がロジックレベル１になる為、ゲート出力信号Ｆは
レベル０から１に切換り、逆の信号Ｙはレベル１から０
に切換る。時点ｔ１における信号Ｆにおける正になる変
換（および第２図において誤りの初期カウント記録を生
じる）はこのように信号Ｆにおける１から０への変換を
惹起する。信号Ｆは、カウンタ４２尾おけるカウントの
記録を惹起する事もフリップフロップ４６のセットもし
な〜１゜ 時点ｔ１の後、クロックパルス信号りにおける次の負に
なる変換は時点ｔ１′で生じる。時点ｔ１′においては
、ケート出力信号Ｆは１から０になり、イ、　　・１ ンバータ出力信号Ｆは０から１へ切換る。この正になる
波形前縁はカウンタ４２とフリップフロップ４６の両方
による応答を生じる。カウントサイクルおよび矩形波Ｂ
は、従って、時点ｔ１′においてクロックパルス信号り
において負になる変換と同期して開始される。この様に
、カウントサイクルと間隔Ｔｈは常に、クロックパルス
信号がレベル１にある時不規則に調時された入力信号Ａ
がある早い時点ｔ１において開始しても、クロックパル
ス信号りにおいて負になる変換と同期して開始する。

時点ｔ１′の後、クロック・ぞルス信号すにおいて各々
続いて負になる変換は、ゲート出力信号Ｆにおける負に
なる変換とイン・２−タ出カ信号Ｙにおける正になる変
換を生じる。これ等のＦの変換はカウンタ４２における
カウントとして記録する。

１０２４番目の変換の発生と同時に、カウンタは、フリ
ップフロップ４４と４６をリセットする繰上げ出力応答
を生じ、これによりカウントサイクルを終了する。カウ
ントサイクルが第１３図に示される時点ｔ３で終了す不
為全時間ＴＡを占有し、矩形波Ｂは正確に１０２３　×
Ｔｄｌｒｃ等しい時間長さＴＡの間存在する。即ち、基
準時間信号により測定され反映された時間々隔Ｔｈは、
クロックパルス時間Ｔｄの正確な整数倍である。

ｔ４１３図から判る様に、信号Ａは時点ｔ１で開始する
が信号Ｂは若干遅い時点ｔ１′で開始する。従って、信
号Ａは短い間隔ΔＴ１の開信号Ｂの存在しない時に存在
する。第１２図の信号ＡとＢが第２図に示される代数減
算器３６に与えられると、信号Ａ−πは時点ｔ１とｔ１
′の間の持続時間＆Ｔ□で現われる。一方、入力矩形波
Ａが設定値を有する入力周波数ｆ、に対応する時間長さ
Ｔａを有するものとした仮定の下では、第１３図に示さ
れる矩形波Ａは時点ｔ１より１０２３ｘＴｄ丈連れた時
点ｔ２で終了する。時点ｔ１′　と〜３が１０２３ｘＴ
ｄと正確に等しい間隔で分離される為、時点ｔ２と〜３
は同じ時間差ΔＴ１丈分離される。この事は、カウント
サイクルの終りで信号Ａの存在しない時短い時間々隔Δ
Ｔ１の開信号Ｂが存在する事を意味する。この様に、信
号ＡとＢが第１２図に現われ減算器３６（第２図）に与
えられる時、信号Ａ、Ｂを短い時間々隔ＡＴｌの間存在
させる。この様に信号Ａ、にとＴ、Ｂは、等しい長さの
反対の極性のパルスＣ−とＣ＋からなる第１３図に示さ
れる如き正味入力信号Ｃを生成する。加算増巾器５６が
代数的にフィルター作用即ち平均作用を有する信号Ｃの
２つの部分を加算する為、最後の出力信号Ｏ８は零の状
態を維持する。従って、第１３図からは、第１２図に示
される変更例において、入力矩形波Ａの始めとクロック
パルス信号りとの間の不規則な時間的関係に起因する不
正確さは生じない事が判る。

不正確さは、カウントサイクルの始めと終りにおいて等
しい時間々隔へＴ１の開信号Ａ、ＢとＡ−■の発生によ
り打消される。

第１４図においては、入力信号の周波数ｆ、は設定値よ
り極めて僅か丈低く、その為時間長さＴａは１０２°３
×Ｔｄ十工１に等しくなるものと仮定する。

第１２図（第２図に関連して）に示される装置の作用は
前述の如く進行するｉ即ち、もし矩形波Ａが開示する時
点ｔ１においてクロックパルス信号りがレベル１である
ならば、ゲート制御信号Ｅはレベル゛１にな−ってゲー
ト４１を使用可能とする。

従って、ケート出力Ｆは時点ｔ１　　においてしはル０
から１への変換を行い、インバータ出力信号Ｙは１から
０への変換を行い、これはカウンタ４２又はフリップフ
ロップ４６の側での応答を伺等生じない。クロックツぞ
ルス信号りがレイル１かう。

へ落込む遅い時点ｔｌ′においては、信号Ｆは１から０
になり、信号Ｆはレイル０から１になる。この正になる
波形前像はカウンタ４２とフリップフロップ４６の両者
で応答を生じ、その結果調時矩形波Ｂは時点ｔｌ′で開
始する。カウンタにおける第１のカウントは信号りにお
いて時点ｔ１′における負になる変換と同時に記録され
る為、カラ／りに記録゛される最後のカウント（信号Ｂ
−１終了する）は１０２３ＸＴ”丈遅い時点ｔ２で生じ
る。生じ得る不規則な調時の例として第１４図において
入力矩形波Ａも又時点ｔ２で終了するものとする。この
様に、基準時間々隔信号Ｂは正確にりｐツクパルスＴｄ
の整数倍で継続するが、入力矩形波Ａの長さＴαは若干
長く、これは周波数ｆαが設定点ｆ８より若干短い為で
ある。

第１４図に示される如く、信号Ａはカウントサイクルの
始めにおいて短い時間々隔ΔＴ□の開信号Ｂが存在しな
い時存在する。然し、信号ＡとＢの両者は時点ｔ２で終
了する。この状況においては、信号Ａ−Ｎは短い間隔６
１１丈存在するが、信号τ・Ｂは零の状態を維持する。

信号Ａ−■は単独で入力信号Ｃ−（第２図および第１４
図）を生成してその結果各カウントサイクルの間ＦＥＴ
　５５は長さへＴ１丈ＯＮの状態になり、この期間中入
力信号Ｃは極性が負で、時間平均の出力信号Ｏ８は第１
４図に示される如く若干正の値な有する。従って。

周波数誤差が非常に小さく周波数１４は設定値より低い
場合でも、出力信号Ｏ８は極性および大きさで周波数誤
差の方向および程度に対応する。第１４図から判る様に
、もし間隔Ｉ、（周波数誤差を示す）の大きさが増減す
れば、直流電圧Ｏ８の強さはこれに比例して増減する。

次に第１５図において示される波形は、人力矩形波Ａの
周波数ｆａが若干設定周波数より高いものとする仮定の
下に描かれている。換言すれば、時間長さＴαは１０２
３ｘＴｄから短い間隔工２を引いたものに等しい。矩形
波Ａは時点毛１で開始するが、カウントサイクルおよび
矩形波Ｂは第１３図および第１４図に関して前に記述し
た如く若干遅い時点ｔ１′で開始する。基準間隔信号Ｂ
は、正確にクロック、Ｊルス時間Ｔｄの整数倍即ち１ｏ
２６ｘＴｄに等しくかつ暗点ｔ３　（信号りが負になる
変換を行い信号Ｖが正になる変換を行う）で終る時間長
さＴｂを占有する。この様な仮定条件の下ではＴαはＴ
ｈより短くかつ人力矩形波Ａは早い時点ｔ２で終了する
為、信号Ａ−Ｂま時間長さムＴ１を有するカウントサイ
クルの始めに存在するが、信号τ・Ｂは比較的長い時間
へＴ２を有するカウントサイクルの終りで存在する。即
ち、信号Ｂは、間隔へＴ２を決定する時点ｔ２とｔ３の
間で信号Ａが存在しない時存在する。第１５図を第１３
図と比較すれば、第１５図の信号Ｃは、持続時間へＴ□
の初期の負の・ぞルスＣ−と時間へＴ２の続く正のパル
スＣ＋（ΔＴ２はΔＴｌよりも長い）とからなる事が判
ろう。

ＦＥＴ５４は、各カウンタサイクルの間Ｃにおける正味
人力信号が正である間ＦＥＴ５５より長い間ＯＮの状態
に切換えられる。増巾器５６における反転作用の為、平
均最終出力信号Ｏ８は１間隔ΔＴ１とΔＴ２の間差に比
例する平均直流値を有する負である。この串から１人力
周波数九が若干基準間々隔ＴＡにより確保される設定値
より高い為、最終的なアナログ信号Ｏ８は極性では負と
なるが周波数誤差に比例する値を有する事が判る。

第１′・３図乃至第１５図から、本システムが、カウン
タにおける誤りの初期カウントから生じる不正確さを除
く許りでなく、小さな周波数誤差に関する出力信号の無
限に微細な解を提供する様に作用する事が明らかとなる
。高精度のシステムが速度即ち周波数の制御に必要な場
合、ディジタル装置の正確さと信頼性を以って作用する
場合でも本発明は無限の解を与えるものである。

この利点は、ゲート４１をカウンタ４２（第１２図）に
接続する為の装置が、カウントサイクルの開始の為カウ
ンタ入力側の最初の記録可能な波形前縁部がクロックパ
ルス信号において切換るレベルにより生成される（ゲー
ト制御信号のレベル切換の代りに）様に選択され構成さ
れる事実から得られるものではない。更に広義に考える
と、カウジタ４２とフリップフロップ４６はその入力側
でしＲル切換（こへでは例えば０から１へ）の予め定め
られた方向に応答する。ゲート４１が使用可能になりカ
ウントサイクルが進行すると、カウンタの入力端におい
て予め定められた方向へのこの様な各切換え作用は、ク
ロック・ぐルス信号りの与えられた方向のレベル切換え
（こ〜では、第１３図乃至算１５図に示される如く１か
ら０へ）から生じる。インバータ７９により示される結
合装置に関するゲート作用装置４１は、カウンタ４２と
７リツプフロツプ４６のいずれかに対する人力が変換を
全く行わせず、あるいはゲートの使用可能状態の時点に
おける前記の予め定めた方向と反対の置換（１から０へ
）　’＆’Ｑｉｉわせる装置を構成する。

第１２図の実施例においては、もし信号りがレベル０に
ある時点で信号ＡとＥが開始すれば、ゲートの出力Ｆ又
はカウンタの入力Ｆにおいてその時点では何等の変換も
生じない。信号りにおける次の１から０への変換および
信号Ｆにおけるその結果の０から１の変換迄はカウンタ
による応答はない。他方、もし信号りがしはル１にある
時点（第１６図乃至第１５図参照）において信号ＡとＥ
が開始すれば、ゲート出力Ｆは０から１に切換り。

カウンタ入力Ｆ′はこの時点で１から０へ切換る。

再び、信号りにおける次の１からＯへの変換および信号
Ｆにおいてその結果生じる０から１への変換迄はカウン
タによる応答はない。この様に、各カウントサイクルと
矩形波Ｂはクロック信号りの１から０への変換と同期し
て開始終了し、その結果時間長さＴｂはクロック長さ’
ｆｄの鎗数倍である。

多くの異なる形態の特殊な論理回路が前記の利点を確保
する為に使用出来る。例えば、第１２図においては、カ
ウンタ４２とフリップフロップ４６が負になる変換（１
から０）に応答する様に前記カウンタとフリップフロッ
プを構成し、又インバータ７９を省く事により同じ利点
が達成出来る。

カウンタ４２と７リツプフロツゾ４６がその入力端で負
になる波形前縁に応答する点を除けば、この装置は第２
図に示したものと同様になる。第２の代替方法として、
ゲート４１とインバータ７９（第１２図に示される）は
周知の構造の単一のＮＡＮＤゲートにより構成出来る。

第３の方法として、第１２図の装置は、ゲート４１を通
常のＮＯＲゲートで置換えるがフリップフロップ４４の
Ｑターミナルからのゲート作用制御信号Ｅを供給し図示
の位置におけるインバータ７９はその侭にする事により
変更出来る。この様なＮＯＲは、もしカウンタ４２とフ
リップフロップ４６が負の波形前縁に応答する様構成さ
れるならばインバータ７９を省いて使用出来る。実際に
は、ＡＮＤ％ＮＡＮＤ又はＮＯＲロジックのどの様な組
合せでも、ゲート制御信号の前縁部が、カウンタの入力
側で信号の変換を行わないか、カウンタが応答する予め
定められた変換方向と反対の方向に信号変換を行う限り
、発振器４０とゲート４１の間又はゲート４１とカウン
タの入力端の間に異なる数の反転作用を行って使用出来
る。

矩形波Ａが与えられた一定の長さＴαで繰返し生じるが
クロツクパルス信号りに関してその不規則なタイミング
で変動する為、パルスＣ−およびＣ＋の時間の平均は同
じとなり、その理由は、これ等のパルスの各々のパルス
長さΔＴ１（第１６図）が増減しても同じ量丈変化し、
又この変化は演算増巾器５６において代数的に打消し合
う為である。

入力信号の周波数ｆ、が時間長さＴαを１クロックパル
ス時間Ｔｄの範囲内で変動させる様変化する為、２つの
・・ぞルスτ・ＢとＡ−Ｕはその長さが別個に変化し１
．その結果増巾器５６におけるそれ等の代数的組合せは
周波数の誤差に小さな変化が生じる時出力信号Ｏ８を無
限の分解能で変化させるのである。

本文に記述した周波数誤差信号回路は、そのディジタル
性の為に正確であり、しかもディジタル装置の限度のあ
る分解能を避ける構造簡単で信頼性のある装置を轟技術
にもたらすものである。本装置はあき帯域特性（第２図
に関する第７図）を用いて小さな周波数誤差を明らかに
する様に構成出来、あるいは対照的に、最終段の増巾器
における高い利得を有しかつ非常に微細な周波数誤差に
対し忠実に応答する無限の分解能を有する様に構成出来
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は閉路ループ型速度制御システムの一部としてそ
の背後にある諸口的の為に示した本発明により構成され
作用する周波数誤差即ち速度誤差信号装置の一実施態様
の全体的ブロック図、第２図は更に詳細なブロック図に
より周波数誤差信号装置を示す算１図の一部と対応する
ブロック図、第３図、第４図および第５図は、時間を一
軸にプロットして特に入力の変動周波数信号が設定周波
数と等しいか、これより高いかあるいは低い条件下で第
２図の装置の作用の間異なる信号が変化する態様゛、を
示す波形のグラフ、第６図は第２図の装置における最終
的アナログ出力信号が検出周波数信号が設定周波数に関
して変化する時変動する態様を示すグラフ、第７図は第
２図に示すシステムと同様であるが最終出力信号におい
てあき帯域特性を生成する様変更されたシステムを示す
部分図、第８図および第９図は時間な一軸にプロットし
て第２図および第７図に従って構成された装置の作用の
間特に誤差が予め定められたあき帯域を越すか越さない
条件下でのある信号の変化を示す波形のグラフ、第１０
図は入力の信号周波数が設定周波数に関連して変化する
時第２図および第７図による装置における最終出力信号
が変動する態様を示すグラフ、第１１図は時間を一軸に
プロットして使用するディジタル装置の有限の最小増分
の為第２図により示される装置の作用中に生じ得る不正
確さを示す一連の波形、第１２図は第２図の一部に対応
する装置において本装置に応答する無限解をｂえる様な
変更を含む装置のブロック図、および第１３図、第１４
図および第１５図は時間に対しプロットした第２図によ
り構成され第１２図により示された変更内容を有する装
置の作用の間ある信号における変動を示す波形のグラフ
である。 ２０・・・周波数誤差信号装置、２１・・・原動機、２
２・・・燃料入口管、２４・・・絞り弁、２６＠・・ア
クチュエータ、２９・・・磁気ピックアップ、３０・・
・ギア、３２・・・検出信号、３６・・・減算器、４２
・・・カウンタ、４４．４６・・・フリップフロップ、
４８．５１・・・インバータ、４９．５０・・・ＡＮＤ
ゲー）、５４．５５拳・・ＦＥＴ　）ランジスタ、５６
・・・演算増巾器。 特許出願人　　ウッドワード・ガバナー・カンパニー三
：で→ 代理人　弁理士湯浅恭九塞ｌ −ｆテｌ 吟　替−−−− ７７引ｊ・ ７３乙４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（α）周期的にロジックレイル１と０の間で切換る
   信号を形成する反復するクロックパルス列を正確な周波
   数で生成し、 （勾　カウンタがその予め定められた応答数をカウント
   する迄各人力信号に応答するカウンタに前記クロック信
   号をゲートさせ、前記カウンタはその入力端に与えられ
   る予め定められた方向（０から１へ、又は１から０へ）
   の波形前縁部の変換に応答するそれぞれ付勢する入力信
   号の瞬間に開始する反復する正確な時間々隔Ｔｂを測定
   する方法において、 （１）　　ゲート動作が開始される時、前記カウンタの
   入力端に現わる前記の予め定められた方向の第１の波頭
   が、前記ゲート動作の開始よりもクロックパルス信号の
   レベルの切換動作から生じる様に、前記カウンタにデー
   トされたりｐツクパルスを接続し、 以って、第１のカウントの記録と前記カウンタの最後の
   カウント間の時間々隔が常に前記クロックパルスの持続
   時間の整数倍であるステップを有する事を特徴とする方
   法。 ２゜ （２）最初のカウントが前記カウンタに記録される時開
   始し、最後のカウントが前記カウンタに記録される時終
   了する時間々隔信号を生成するステップを特徴とする前
   記第１項記載の方法。 ３゜ （２）前記カウンタが予め定められたカウント状態に達
   する時ゲート動作を終了し、 （３）次のゲート動作の開始前に、カウンタを予め定め
   たリセット状態にリセットするステップを特徴とする前
   記第１項記載の方法。 ４８、バα）　ロジックレイル１と０の間で周期的に切
   換る信号を形成するクロックパルスの正確な周波数供給
   源と、 （Ａ）　　その入力側に加えられる予め定められた方向
   （０から１へ又は１から０へ）に応答しかつその波頭を
   カウントする為のカウンタと、（Ｃ）前記クロックパル
   スを前記カウンタの入力端に伝達する為、前記クロック
   ツぞルスに対して低い周波数を有しかつ不規則な非周期
   的関係で入力する一連の入力信号の各々により使用可能
   となるゲート装置と、 （ｄ）　　前記ゲート装置を使用禁止する為予め定めら
   れたカウント状態Ｎｃに達するカウンタに応答する装置
   と、 （ｅ）　　前記カウンタを予め定めたリセット状態Ｎｒ
   Ｖｃリセットする装置とを含み。 以って各カウントサイクルの始めと終りの間で測定され
   る時間々隔５丁ｔが、略々一定で、かつ前記供給源の周
   波数および前記の予め定められたカウントとリセット状
   態間の差（ＮＣ−Ｎｒ）Ｋより決定される前記第１項記
   載の方法を実施する装置において。 （１）前記カウンタに対する入力が、クロックパルス信
   号におけるレベル切換動作の結果としてのみ前記の予め
   定められた方向の波頭の変換に遭遇する様な時点で前記
   ゲート装置を使用可能にする為各人カ信号に応答する装
   置を設け、以って前記時間々隔Ｔｈが、全てのカウンタ
   サイクルに対して正確に一定で、かつ常に前記クロック
   パルスの持続時間の整数倍となる事を特徴とする装置。 ５、前記装置（１）は。 （１）前記ゲート装置の使用可能の状態に続いてカウン
   タの入力端に与えられる前記の予め定められた方向の最
   初の波頭が、前記クロックパルス信号におけるレイル切
   換え変換から生じる様に、前記ゲート装置（ｃ）の出力
   を前記カウンタの入力側に接続する装置を設ける事を特
   徴とする前記第４項記載の装置。