JPS5829470B2 - 波形測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば台形状の信号波形の立上がり時間、立
下がり時間等の各種の時間の測定装置に関するものであ
る。

例えは、カメラのフィルム面に相当する面に光電変換素
子をおき、撮影光路上から所定の光を当てた状態でシャ
ッタを作動させると、一般には光電変換素子から台形状
の電圧信号波形が得られる。

カメラのシャッタの特性を試験するシャッタ試験機にお
いては、上記のようにして得られた信号波形からシャッ
タの全露光時間、有効露出時間等を求めるようになって
いる。

しかし、従来のシャッタ試験機においては、信号波形の
測定方法に技術的な各種の欠点があった。

その理由を、第１図および第２図を参照しながら説明す
る。

従来のシャッタ試験機は、シャッタの作動によって第１
図ａＫＡＤＥＨで示されるような台形状の電圧信号が得
られると、これをまず微分トランス又は微分回路等によ
って微分し、第１図すに示すように、上記台形状信号波
形における立上がり部ＡＤおよび立下がり部ＥＨに対応
する部分のみの信号を取り出す。

次にこの微分波形を所定の電圧レベルによって整形し、
第１図Ｃに示されているように、前記台形状信号波形に
おける立上がり部ＡＤおよび立下がり部ＥＨＫ酪対応す
る巾の二つのパルス信号をとり出し、個々のパルス信号
中から台形状信号波形の立上がり時間および立下がり時
間を、また、必要に応じて二つのパルス信号の相互関係
から各種の時間を求めるようになっている。

ところが、第１保ａに示されているような台形波形の立
上がり部ＡＤ又は立下がり部Ｅ’Ｈの傾斜が緩くなるに
従って微分波形に遅れが生じ、測定誤差の増大を来たす
欠点があった。

そして、第２図ａに示されているように台形波形の立上
がりＡＤおよび立下がりＥＨの傾斜がさらに緩くなると
、第２図すに示されているように微分波形の電圧レベル
が低下し、整形部において検知不能となる欠点があった
。

さらに、整形時に半導体のスレショールドレベルによる
誤差を生じる欠点もあった。

本発明の目的は、信号波形の立上がり又は立下がりの傾
斜が如何に緩くなっても測定可能で、測定誤差も生じる
ことがなく、また、半導体のスレショールドレベルによ
る影響も受けることがないようにした波形測定装置を提
供することにある。

以下、第３図および第４図に基づいて本発明を説明する
。

第３図において、検出部１は、前述のシャッタ試験機に
おＬ・てはカメラのフィルム面に相当する面におかれる
べき光電変換素子に相当するものと考えてよく、従って
、前述のように、台形状の検出信号を出力するものとす
る。

検出部１の出力信号は増巾器２によって適当なレベルま
で増巾されたのち、第１の比較部３、第２の比較部４、
ピークホールド部５にそれぞれ入力されるようになって
いる。

比較部３と比較部４０基準レベルは何れも測定すべき信
号波形、即ち、増巾器２の出力波形の最大電圧レベルの
範囲内にあり、しかも、比較部３０基準レベルをＶｌ、
比較部４０基準レベルを■２、被測定信号波形の最大電
圧レベルをＶｐとすると、 なる関係に設定されているものとする。

第１の比較部３の出力信号はアンド回路６の一方の入力
端子に加えられると共にフリップフロップ回路９０セツ
ト信号入力端子に加えられるようになっており、また、
第２の比較部４の出力信号はアンド回路８の一方の入力
端子に加えられると共にフリップフロップ回路９のリセ
ット信号入力端子に加えられるようになっている。

グリップフロップ回路９の出力信号はアンド回路Ｉの一
方の入力端子に加えられるようになっている。

上記各アンド回路６，７，８の他方の入力端子にはクロ
ックパルス発生部１０かも所定の周波数のクロックパル
スが共通に加えられるようになっている。

従って、各アンド回路６，７，８はそれぞれ比較部３、
フリップフロップ回路９、比較部４から信号が入力され
ている間ゲートを開き、その間だけクロックパルス発生
部１０からのクロックパルスの通過を許すようになって
いる。

各アンド回路６゜７．８を通過したクロックパルスは各
アンド回路に対応し７て設けられた計数部１１，１２，
１３によって各別に計数されるようになっており、これ
ら各計数部１１，１２，１３における計数信号は演算部
１４に入力されるようになっている。

前記ピークホールド部５は被測定波形の最大電圧値を検
知してこれを記憶するものであって、この最大電圧値は
アナログ・デジタル変換器１５においてテジタル値に変
換されたのち、演算部１４に入力されるようになってい
る。

いま、増巾器２の出力信号波形が、第４図に示されてい
るように、立上がり部ＡＤとピークレベル部ＤＥと立下
がり部ＥＨとよりなる台形状の波形になっているものと
して各部の動作を説明する。

波形が立ち上がって比較部３０基準レベルｖ１に達する
と第４図ａに示されているように比較部３が動作してア
ンド回路６のゲートを開き、クロックパルス発生部１０
からのクロックパルスの通過を許し、このクロックパル
スを計数部１１が計数し始める。

また、比較部３の出力信号はフリップフロップ回路９０
セツト信号入力端子に加えられてフリップフロップ回路
９を動作させ、第４図Ｃに示されているようにフリップ
フロップ回路９かも信号が出力されてアンド回路７のゲ
ートを開き、クロックパルス発生器１０からのクロック
パルスの通過を許し、このクロックパルスを計数部１２
が計数し始める。

波形がさらに立上がって比較部４の基準レベルｖ２に達
すると、第４図すに示されているように比較部４が作動
してアンド回路８のゲートを開き、クロックパルス発生
部１０からのクロックパルスの通過を許し、このクロッ
クパルスを計数部１３が計数し始める。

また、比較部４の出力信号はフリップフロップ回路９の
リセット信号入力端子に加えられて第４図Ｃに示されて
いるようにフリップフロップ回路９をリセットし、アン
ド回路７のゲートを閉じて計数部１２の動作を停止させ
る。

波形の立上がりが完了して最大電圧レベルＶｐになると
ピークホールド部５がこれを検知し、かつ記憶し、さら
に、この最大電圧レベルＶｐはアナログ・デジタル変換
器１５によってデジタル信号に変換されたのち演算部１
４に入力される。

次に波形が立上がり始め、比較部４０基準レベル■２ま
で降下すると、第４図すに示されているように比較部４
が反転してアンド回路８のゲートを閉じ、計数部１３の
計数動作を停止させる。

さらに、波形が比較部３０基準レベルｖ１まで降下する
と第４図ａに示されているように比較部３が反転してア
ンド回路６のゲートを閉じ、計数部１１の計数動作を停
止させる。

以上のようにして各計数部ｌＬ１２，１３において計数
された各データは、前記ピークホールド部５がわからの
ピークレベルのデータと共に演算部１４に入力される。

また、演算部１４には、予め比較部３および比較部４０
基準レベルのデータが入力されているものとする。

演算部１４においては、上記各データに基づいて次のよ
うな各種の演算を行なうように予めプログラムが組まれ
ている。

いま、計数部１１のデータ、即ち、点Ｂ、Ｇ間の時間を
Ｔ１ 計数部１２のデータ、即ち、点Ｂ、Ｃ間の時間を”Ｔｌ
ｌ 計数部１３のデータ、即ち、点Ｃ，Ｆ間の時間なＴ２ とし、また、比較部３０基準レベル■１ と比較部４０
基準レベル■２との関係から とおくと、ゼロ電位から■２ り時間’ＴＯＩは レベルまでの立上が ２ レベルからゼロ電位までの立下がり時間 Ａ Ｔｏ２．は、 で求められる。

従って、立上がり開始点Ａから立下がり完了点Ｈまでの
全時間をＴｏとすると、’ｒｏは Ｔｏ−、！ｊＴ□ 、 ＋Ｔ２−＋−ＪＴ０２−ｍＴ１
＋（１−ｍ） Ｔ２で求めることができる。

また、線分ＢＣの勾配は“・−看アあるヵ１６、ヵ、ヵ
、お勾配ヶ有すお直線。

ＡＴｌｌ 最大電圧レベルＶｐの線分ＤＥとの交点より、点Ａから
点りに至る立上がり時間ＴＤは、 で求めることができる。

さらに、比較器４０基準レベル■２から比較部３０基準
レベルＶ１ に至る立下がり時間をＡ Ｔ１２とすると
、■２レベルたるＦ点とｖｌ レベルたるＧ点間の線分
の勾配は“・−“・アあお７、う、ヵ、ヵ、お勾配ヶ有
すお直線 Ｔ１２ と最大電圧レベルＶｐの線分ＤＥとの交点より、点Ａか
ら点Ｅまでの時間ＴＥは、 で求めることができる。

なお、比較部３０基準レベル■、と比較部４０基準レベ
ルｖ２の関係は、前述のように となる。

そこで、ＡＴｌｌおよびＪＴ、□を計数する計数部が、
ｍ倍で計数するように予め設定しておけば、これらの計
数値が直接ＩＴｏ、および”Ｔｏ２になり、あえて演算
するを要しない。

また、この場合、 で求めることができるから、Ｔ１を求める必要がなく、
従って、計数部１１を設ける必要はなくなる。

以上の説明では、波形の立上がりおよび立下がりが一次
式で求められる直線の場合を想定していたが、現実には
２次又は３次曲線どなる場合もある。

従って、２次又は３次曲線を取扱う場合は、その方程式
を解くのに必要な複数の座標点を設定して同様の方法で
測定すれば、いかなる波形の解析も可能である。

また、本発明は台形状の波形に限らず、三角形状の波形
、矩形状の波形等の測定にも利用可能である。

このようにして演算部１４において算出された各種のテ
ークは、周知のようにデコーダを介したのち表示部にお
いて数字で表示することができる。

このように、本発明によれば、波形の立上がりおよび立
下がり途中の任意の点間の電圧差と時間差から上記波形
の立上がりおよび立下がりの勾配を算出してそれらの直
線又は曲線を求め、これら直線又は曲線と最大電圧レベ
ルおよびゼロ電位との交点を求め、これら交点と上記立
上がりおよび立下がり直線又は曲線に基づいて波形の立
上がり時間、立下がり時間その他各種の時間を求めるよ
うにしたから、従来のように微分回路および整形回路を
用いる必要がなく、微分回路および整形回路を用いるこ
とに基づく各種の欠点を総て解消することができる。

なお、本発明は、前に述べたシャッタ試験機はもちろん
のこと、その他各種装置の波形測定装置として利用可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の波形測定方法を説明するた
めの波形図およびそれに対応するタイミングチャート、
第３図は本発明の実施例を示すブロック図、第４図は同
上実施例の動作を説明するための波形図およびそれに対
応するタイミングチャートである。 ３．４・・・・・・比較部、５・・・・・・ピークホー
ルド部、９・・・・・・フリップフロップ回路、１０・
・・・・・クロックパルス発生部、ｌＬ１２，１３・・
・・・・計数部、１４・・・・・・演算部、■、・・・
・・・第１の比較部の基準レベル、ｖ２・・・・・・第
２の比較部の基準レベル、Ｖｐ・・・・・・最大電圧レ
ベル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基準電圧が、測定すべき信号波形の最大電圧の範囲
   内においてそれぞれ異なる複数の比較部と、一つの比較
   部からの信号によってセットされ、他の比較部からの信
   号によってリセットされるフリップフロップ回路と、上
   記各比較部に対応して設けられ、それぞれの比較部から
   の信号が人力されている間所定のクロックパルスを計数
   する計数部と、上記フリップフロップ何路に対応して設
   けられ、そのフリップフロップ回路から信号が入力され
   ている間所定のクロックパルスを計数する計数部と、測
   定すべき信号波形の最大電圧値を検知してこれを記憶す
   るピークホールド部と、上記各比較部に対応する計数部
   およびフリップフロップ回路に対応する計数部の各基準
   電圧およびそれらの出力信号に基づいて信号波形の立上
   がり又は立下がり直線又は曲線を求め、この直線又は曲
   線とピークホールド部の出力信号に基づいて信号波形の
   立上がり時間、立下がり時間等の各種の時間を求める演
   算部とを有してなる波形測定装置。