JPS5847030B2 - 回転体の回転速度表示装置 - Google Patents

回転体の回転速度表示装置

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JPS5847030B2
JPS5847030B2 JP52036524A JP3652477A JPS5847030B2 JP S5847030 B2 JPS5847030 B2 JP S5847030B2 JP 52036524 A JP52036524 A JP 52036524A JP 3652477 A JP3652477 A JP 3652477A JP S5847030 B2 JPS5847030 B2 JP S5847030B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転体の回転速度表示装置に係り、きわめて容
易に基準回転速度からのずれを確認することの出来る装
置を提供するものである。
従来よりこの種の装置として、例えばレコードプレヤー
などにおいてはターンテーブルの外周部付近に設けられ
た一定間隔のストロボ縞を一定周期で点滅するネオン管
などで照射し、前記ターンテーブルの回転速度が基準の
回転速度(例えば、331/3.rplI)になったと
きには前記ストロボ縞が静止して見え、前記ターンテー
ブルの回転速度が前記基準回転速度よりも速くなったと
きには前記ストロボ縞が回転方向に流れて見え、前記タ
ーンテーブルの回転速度が前記基準速度よりも遅くなっ
たときには前記ストロボ縞が回転方向と逆方向に流れて
見えるように構成したものが多用されてきた。
しかしながら、このようなストロボ縞による回転速度表
示装置ではターンテーブルの回転速度が基準の回転速度
から大きくずれている場合などには2〜3rrL離れた
ところから一目見ただけで確認出来るが、ごくわずかだ
けずれている場合にはストロボ縞の移動速度が遅くなる
ため、近くに寄ってしばらくの間注視していないと判別
がつかないと云う問題があった。
また、特にレコードプレヤーなどにおいては、ターンテ
ーブルの外周部付近にストロボ縞を設けなければならな
いと云うことは、レコードプレヤーのデザイン上に大き
な制約を受け、さらにターンテーブルの製造コストの上
昇をも招く原因となっていた。
本発明の回転体の回転速度表示装置は以上のような問題
を解消するものである。
本発明の一実施例における回転体の回転速度表示装置の
ブロックダイアグラムを第1図に示す。
第1図において、水晶発振子1を有する水晶発振器2の
出力は分局器3に印加され、前記分周器3の出力はその
単安定時間が前記水晶発振器2の出力周波数によって制
御される単安定回路4の入力端子X1に印加され、前記
単安定回路4の出力端子Z1は抵抗5とコンデンサ6か
らなる平滑回路に接続され、前記コンデンサ6と並列に
同じ抵抗値を有する抵抗7と抵抗8による分圧回路が接
続され、前記分圧回路の分圧中点には比較増幅器9の非
反転入力端子9aが接続されている。
一方、コンデンサ10を有する電圧制御発振器11の出
力端子Jは前記単安定回路4と全く同じ構成の単安定回
路12の入力端子X2に印加され、前記単安定回路12
の出力端子Z2は抵抗13とコンデンサ14からなる平
滑回路に接続され、前記コンデンサ14と並列に抵抗1
5、可変抵抗器16ならびに前記抵抗15と同じ抵抗値
を有する抵抗17による分圧回路が構成され、この分圧
中点である前記可変抵抗器16の中点には前記比較増幅
器9の反転入力端子9bが接続され、前記比較増幅器9
の出力は前記電圧制御発振器11の制御入力端子Kに印
加されている。
尚、前記水晶発振器2の出力信号は前記単安定回路4の
制御入力端子¥1および前記単安定回路12の制御入力
端子¥2に印加されている。
また、前記電圧制御発振器11の出力信号は、分局比切
り換えのためのスイッチ18を有する分局器19に印加
され、前記分周器19の出力信号は分周器20を介して
位相比較器21の一方の入力端子21aに印加されてい
る。
一方、回転体に連結されたモータ22には速度検出器2
3が連結され、前記速度検出器23の出力信号は増幅器
24に印加され、前記増幅器24の出力信号は前記位相
比較器21の他方の入力端子21bに印加されるととも
に単安定回路25の入力端子X3に印加されている。
前記単安定回路25の出力端子Z3は合成回路26の一
方の入力端子Qに接続され、前記合成回路26の他方の
入力端子Rには前記位相比較器21の出力信号が印加さ
れている。
前記合成回路26の出力端子Tはモータ駆動回路27の
入力端子に接続され、前記モータ駆動回路27の出力側
にモータ22が接続されている。
尚、前記単安定回路25の制御入力端子¥3には前記分
周器19の出力信号が印加されている。
さて、前記電圧制御発振器11の出力信号はまた、AN
Dゲ゛−ト28の一方の入力端子28aに印加され、前
記分周器3の出力信号はトリガパルス発生回路29の入
力端子V1に印加され、前記トリガパルス発生回路29
の出力端子W1は前記ANDゲート28の他方の入力端
子28bに接続され、前記ANDゲート28の出力信号
は単安定回路30の入力端子X4に印加され、前記単安
定回路30の出力端子Z4は分周器31の入力端子に接
続され、前記分周器31の出力信号はANDゲ゛−ト3
2の入力端子32a1 トリガパルス発生回路33の入
力端子V2、ANDゲ゛−ト34の入力端子34aに印
加されている。
一方、抵抗5とコンデンサ6によって構成された平滑回
路の出力側、すなわち前記抵抗5とコンデンサ6の接続
点には比較増幅器35の反転入力端子35bが接続され
、抵抗13とコンデンサ14によって構成された平滑回
路の出力側、すなわち前記抵抗13とコンデンサ14の
接続点には前記比較増幅器35の非反転入力端子35a
が接続され、前記比較増幅器35の出力信号は前記AN
Dゲート32の入力端子32bに印加されるとともに反
転増幅器36を介して前記ANDゲート34の入力端子
34bに印加されている。
また、前記トリガパルス発生回路33の出力端子W2は
単安定回路37の入力端子X、に接続され、前記単安定
回路37の出力端子Z、は反転増幅器38の入力端子に
接続されるとともに、前記ANDゲ゛−ト32の入力端
子32c1前記ANDゲート34の入力端子34cに接
続され、前記ANDゲート32の出力信号は増幅器39
に印加され、前記ANDゲート34の出力信号は増幅器
40に印加されている。
さらに、前記反転増幅器38の出力側、前記増幅器39
の出力側、前記増幅器40の出力側にはそれぞれ、抵抗
41.42,43を介して、表示素子として用いられて
いる発光ダイオード44゜45.46が接続されている
尚、第1図の装置において、抵抗5と抵抗13の抵抗値
は同じで、コンデンサ6とコンデンサ14の容量も同じ
で、抵抗7と抵抗8の合成抵抗と、抵抗15、可変抵抗
器16、抵抗17の合成抵抗も同じ値をとるものとする
第1図の装置において、水晶発振器2、分周器3、比較
増幅器9、電圧制御発振器11、分周器19、分周器2
0、位相比較器21、増幅器24、合成回路26、モー
タ駆動回路27.分周器31比較増幅器35、反転増幅
器36、反転増幅器38、増幅器39、増幅器40はい
ずれも周知の回路構成で実現出来るので、その構成およ
び動作の詳しい説明は省略するが、第2図に0M08−
ICによる反転増幅器を用いた水晶発振器2の一構成例
を示し、第3図には同じ<0M08−ICによる反転増
幅器を用いた電圧制御発振器11の一構成例を示し、第
4図a、b、cには、抵抗あるいは抵抗とコンデンサに
よる合成回路26の3つの構成例を示す。
第2図では端子Gが信号出力端子であり、第3図では端
子Sが電源電圧供給端子で、Jが信号出力端子、Kが制
御入力端子であり、前記制御入力端子KII′iPチャ
ネルエンハンスメント形MOSトランジスタ47のゲー
トに接続されている。
尚、前記Pチャネルエンハンスメント形MOSトランジ
スタ47のドレイン・ソース間に接続されている抵抗4
8は制御用の抵抗であり、第3図に示した電圧制御発振
器はコンデンサ10と抵抗49を含むリングオシレータ
の電源印加電圧を前記Pチャネルエンハンスメント形M
OSトランジスタ47によって制御して発振周波数を制
御するものである。
第4図aは最も多く用いられる合成回路で、Q端子に接
続される抵抗とR端子に接続される抵抗の抵抗比を調整
して位相制御ゲインを設定するものである。
第4図すに示した合成回路は、位相比較器21から得ら
れるディジタル出力信号と単安定回路25から得られる
ディジタル出力信号を、一度、平滑回路によって直流化
したあと合成するもので、第4図Cに示した合成回路は
第4図すの回路を簡略化した例である。
この他、合成回路に複数な機能をもたせたい場合にはス
イッチング回路、ゲート回路などが合成回路の中に挿入
される。
さて、第1図においてトリガパルス発生回路、29およ
び33は入力信号のレベル変化時に非常に短かい時間幅
の微分パルスを発生するもので、その具体的な回路構成
例および各部の信号波形を第5図および第6図にそれぞ
れ示し、次に動作の概要について説明する。
第5図において、入力端子VにはNANDゲートAの入
力端子1人が接続され、前記NANDゲ゛−トAの出力
端子OAはNANDゲートCの入力端子1Cに接続され
ている。
一方、前記入力端子Vには反転増幅器Eの入力端子1E
が接続され、前記反転増幅器Eの出力端子OEは、NA
NDゲートBの入力端子1Bに接続され、前記NAND
ゲ゛−トBの出力端子OBはNANDゲートDの入力端
子1Dに接続されるとともに反転増幅器Fの入力端子1
Fに接続されている。
また、前記NANDゲートCの他方の入力端子2Cは、
前記NANDゲートAの他方の入力端子2人に接続され
るとともに、前記NANDゲー1−Dの出力端子ODに
接続され、前記NANDゲ゛−トDの他方の入力端子2
Dは、前記NANDデートBの他方の入力端子2Bに接
続されるとともに前記NANDゲートCの出力端子OC
に接続されている。
さらに、前記反転増幅器Fの出力端子OFは出力端子W
に接続されている。
さて、第5図に示したトリガ゛ノくルス発生回路の動作
を第6図に示す各部の信号波形図を用いて説明する。
第6図の信号波形図において、高電位の状態をHとし、
低電位(零電位)の状態をLとする。
まず、入力端子■に印加される電位がLレベルのとき、
各N0(1)ゲートの出力レベルは一義的に定まり、N
ANDゲートAがH,NAl’、のゲートBがH,NA
NDゲートCがり、NANDゲ゛−トDがHとなってい
る。
すなわち、NANDゲートAは一方の入力端子1人のレ
ベルがLであるので、その出力端子OAは確実にHにな
る。
もしNANDゲートCがHlすなわち、その出力端子O
CのレベルがHであるとすると、その入力端子2Cのレ
ベルはLでなければならない。
前記NANDゲートCの入力端子2CのレベルがLであ
るためにはNAP>Dゲ゛−トDの出力端子ODのレベ
ルがLになっている必要があり、このことは前記NAN
DゲートDの入力端子1DがHになる必要があることを
意味し、前記NANDゲートDの入力端子1DがHにな
るためにはNANDゲ゛−トBの入力端子1BがLでな
ければならない。
しかしながら、入力端子VのレベルはLであるから、前
記NANDゲ“−トBの入力端子1BのレベルはHであ
る。
すなわち、入力端子■のレベルがLのときには前記NA
NDゲートCの出力端子OCのレベルがHになることは
あり得ず、必らずLになる。
さて、第6図Vに示す如く、入力端子Vのレベルが急に
上昇してLからHに移ったとすると、NANDゲ゛−ト
Aの入力端子2人のレベルがHになっているから前記N
AD■ゲ’−トAの出力端子OAのレベルはHからLに
変化し、同時にNANDゲートCの出力端子OCのレベ
ルもLからHに変化する。
これによって、NANDゲ゛−トDの入力端子2Dのレ
ベルがLからHに変化するから前記NANDゲートDの
出力端子ODのレベルはHからLに移行し、NANDゲ
ートAの出力端子OAのレベルは再びLからHに戻る。
これらの動作は瞬間的に終了し、前記NANDゲートA
の出力端子OAのレベルは第6図Aに示すように入力レ
ベルがLからHに変化した瞬間に非常に短かい時間の間
、HからLに移行する。
前記入力端子VのレベルがHに保持されている間は第6
図B1第6図C1第6図りに示すようにNANDゲー)
Bの出力端子OBのレベルがH1NANDゲ゛−トCの
出力端子OCのレベルがH1NANDゲ゛−トDの出力
端子ODのレベルがLになっている。
前記入力端子■のレベルが急に下降してHからLに移っ
た瞬間には、それまでNANDゲートBの入力端子2B
のレベルがHになっているから、前記NANDゲ゛−ト
Bの出力端子OBのレベルはHからLに移行し、これに
よって前記NANDゲートDの出力端子ODのレベルは
LからHに上昇する。
このとき、NANDゲ゛−トAの出力端子OAのレベル
は非常に短かい時間の間、HからLに移行する。
前記入力端子■のレベルがLに保持されている間は、先
にも述べたように、NoのゲートAの出力端子OAのレ
ベルはH,NANDゲートBの出力端子のOBのレベル
もH1NANDゲ゛−トCの出力端子のOCのレベルが
LlNA[)ゲ゛−t−Dの出力端子ODのレベルはH
になっている。
以後、入力端子■のレベルがLからHlあるいはHから
Lに変化するたびに同じような動作を繰り返し、結局、
前記入力端子Vのレベルが第6図Vに示す如く変化した
とき、NANDゲートAの出力端子OAのレベル、NA
NDゲー1−Bの出力端子OBのレベル、NANDゲー
トCの出力端子OCのレベル、NANDゲートI)の出
力端子ODのレベルの変化はそれぞれ、第6図A1第6
図B1第6図C1第6図りに示す如くなる。
すなわち、人力信号の正方向の変化によって、NAND
ゲートAの出力端子OAには負方向のトリガパルスが発
生し、入力信号の負方向の変化によってNANDゲート
Bの出力端子OBには負方向のトリガパルスが発生する
第5図に示したトリがパルス発生回路では、NANDゲ
ートBの出力端子OBに反転増幅器Fの入力端子1Fを
接続し、前記反転増幅器Fの出力端子OFを出力端子W
に接続しているので、前記出力端子Wには第6図Wに示
すような信号波形が現われる。
つぎに、第1図に示したブロックのなかで、単安定回路
4,12,25,30,37はいずれも単安定マルチバ
イブレータと同様の動作をするものであるが、その入力
端子Xに印加される信号の1サイクルの期間に制御入力
端子Yに印加される信号の任意のサイクルに相当する単
安定時間を有する出力信号を発生するもので、第7図に
基本的な構成例を示し、第8図、第9図には各部の信号
波形図を示し、第10図、第11図には他の構成例と各
部の信号波形図をそれぞれ示す。
第7図において、第1の信号入力端子Xには2人力NA
NDケ= h aの入力端子2aが接続され、前記2人
力NANDゲ゛= トaの出力端子Oaは2人力NAN
Dゲートbの入力端子2bに接続されるとともに、4人
力NANDゲ゛−トcの入力端子2cに接続され、前記
2人力NANDゲ゛−トbの出力端子Obは前記2人力
NANDゲ゛−トaの入力端子1aに接続され、さらに
3人力NANDゲ゛−トfの入力端子2fに接続されて
いる。
また、基準信号入力端子である第2の信号入力端子Yに
は前記4人力NANDゲ゛= トcの入力端子4cおよ
び2人力NANDゲートjの入力端子2j、反転増幅器
nの入力端子1nが接続され、前記反転増幅器nの出力
端子Onには2人力NANDゲ゛−トgの入力端子2g
12人力NANDゲ゛−トmの入力端子2mが接続され
ている。
さらに、前記4人力N00ゲ゛−トcの出力端子Ocは
2人力NANDゲ゛−トdの入力端子2dに接続され、
前記2人力NANDゲ゛−)dの出力端子Odは前記2
人力NANDゲ゛−トgの入力端子1gに接続されると
ともに、3人力NANDゲ゛−トeの入力端子3e?こ
接続され、前記3人力NANDゲ゛−トeの出力端子O
eは前記2人力NAI’Sのゲ゛−)−dの入力端子1
dに接続されるとともに前記2人力N■■ゲートbの入
力端子1bならびに前記4人力NANDゲートcの入力
端子1cに接続されている。
前記2人力〜■助ゲ゛−トgの出力端子Ogは2人力N
■のゲートhの入力端子2hに接続され、前記2人力N
ANDゲ゛−1−hの出力端子Ohは前記2人力N■の
ゲ゛−1−jの入力端子1jに接続されるとともに、3
人力Nυ■ゲ゛−トiの入力端子3iならびに2人力N
ANDゲートtの入力端子1tに接続され、前記3人力
NA1’Sのゲートiの出力端子O3は前記2人力NA
NDゲ゛−)hの入力端子1hに接続されるとともに、
反転増幅器0の入力端子10に接続され、前記反転増幅
器0の出力端子00は信号出力端子Zに接続されている
また、前記2人力NANDゲ゛−1jの出力端子Ojは
2人力NANDゲートにの入力端子2kに接続され、前
記2人力NANDゲ゛−トにの出力端子Okは2人力N
ANDゲ゛−トmの入力端子1mに接続されるとともに
、前記2人力NANDゲートtの入力端子2tならびに
前記3人力NANDゲ’−トfの入力端子1fに接続さ
れ、前記2人力NANDゲ゛−トtの出力端子Otは前
記2人力Nυのゲ′−トにの入力端子1kに接続され、
前記2人力NANDゲ゛=)mの出力端子Omは前記3
人力NANDゲートeの入力端子2eならびに前記3人
力NAI’■ゲ゛−トiの入力端子2iに接続され、前
記3人力NANDゲ’−トfの出力端子Ofは前記3人
力NANDゲ゛ heの入力端子1eならびに前記3人
力NANDゲ゛−トiの入力端子1iに接続されている
さて、第1図に示した単安定回路の信号入力端子Xおよ
びYに第8図XおよびYに示すような信号波形が印加さ
れたときの動作について説明すると、まず、時刻1=1
8においてはX端子およびY端子のレベルはLであるか
ら、NA]’■ゲ゛−トaの出力レベルUHであり、N
ANDゲートcの出力レベル、NANDゲ゛−トfの出
力レベル、NANDゲ゛−トjの出力レベルもすべてH
である。
また、NANDゲートe、、NANDゲートiは時刻を
二t。
以前にNANDゲートmによってリセットされているの
で、その出力レベルはともlこHになっている。
したがってNANDゲートb、、NANDゲートdの出
力レベルはともにLであり、一方、反転増幅器nの出力
レベルはHであるが、前記NANDゲ゛−トdの出力レ
ベルがLであるので、NANDゲ゛−1−gの出力レベ
ルはHになり、NANDゲ゛−トhの出力レベルはLに
なり、これによって、NANDゲート1の出力レベルも
Hになるので NANDゲ゛−トにの出力レベルはLで
ある。
また、NANDゲ゛−トmの出力レベルはHで、反転増
幅器0の出力レベルはLである。
時刻1=1.において、X端子の信号レベルがLからH
に移行するが、出力レベルがHになっているNANDゲ
ートa t Cy e t f + g + 1 y
J slymはいずれも他の入力端子にそのレベルがL
のものがあるので、各NANDゲ゛−トの出力レベルは
変動しない。
時刻t=t2においてY端子の信号レベルがLからHに
移行すると、それまでのNANDゲートcの入力端子1
c、2c、3cのレベルがHであるので、前記NAND
ゲ゛−トcの出力レベルはHからLに移行する。
この瞬間、NANDゲ゛−1−dの出力レベルはLから
Hに移行し、NANDゲ゛=)eの出力レベルがHから
Lに移行し、これによってNANDゲートbの出力レベ
ルがLからHに移行し、同時にNANDゲ゛=)aの出
力レベルがHからLに移行する。
前記NANDゲートaの出力レベルがHからLに移行す
ると、前記NANDゲ゛−トcの出力レベルはLから再
びHに戻る。
第8図a、b、c、d、eはそれぞれNANDゲートa
、b、C2d、eの出力レベルの変化を示したものであ
る。
時刻t=t3においてY端子の信号レベルがHからLに
移行すると、今度はNANDゲートgの入力端子1gの
レベルがそれまでにHになっているので、前記NAND
ゲ゛−トgの出力レベルはHからLに移行する。
これによってNANDゲ゛−トhの出力レベルがLから
Hに移行し、同時にNANDゲ゛一口の出力レベルはH
からLに移行する。
第8図g、h、iはそれぞれNANDゲートg。
h、iの出力レベルの変化を示したものである。
時刻1=1.において、X端子の信号レベルがHからL
に移行し、これによってNANDゲートaの出力レベル
がLからHに移行するが、NANDゲ゛−)eの出力レ
ベルが依然としてLであるのでNANDゲ゛−トbおよ
びNANDゲ゛−トCの出力レベルは変化しない。
同時刻にY端子の信号レベルがLからHに移行し、これ
によってNANDゲ゛−t−gの出力レベルがLからH
に移行する。
また、NAI>(1)ゲ゛−1−jの入力端子1Jのレ
ベルはそれまでにHになっているので、同時に前記NA
NDゲ゛−トjの出力レベルはHからLに移行し、これ
によってNANDゲ゛−1−にの出力レベルはLからH
に変化し、同時にNANDゲ゛−トtの出力レベルもH
からLに移行する。
第8図j、に、tはそれぞれNA1’5(1)ゲートJ
k、tの出力レベルの変化を示したものである。
時刻t=15においてY端子の信号レベルがHからLに
移行したとき、NANDゲ゛−1mの出力レベルはHか
らLに移行し、これによってNANDゲートeおよびN
ANDゲートiの出力レベルがLからHに移行する。
また、NANDゲ’−1−jの出力レベルもLからHに
移行する。
前記NAI>■ゲートeの出力レベルがLからHに移行
するとNANDゲートbおよびNANDゲートdの出力
レベルもHからLに移行し、前記NANDゲートiの出
力レベルのLからHへの移行によってNANDゲーt−
hの出力レベルもHからLに移行し、これによってNA
NDゲ゛−トtの出力レベルがLからHに移行し、同時
にNANDゲ゛−トにの出力レベルがHからLに移行す
る。
前記NANDゲー1−にの出力レベルがHからLに移行
するとNANDゲートmの出力レベルは再びLからHに
戻るが、NANDゲートeおよびNANDゲートiはす
でに他の入力端子がLになっているためその出力レベル
は変化しない。
第8図mはNANDゲートmの出力レベルの変化を示し
たものである。
また、信号出力端子Zには第8図Zに示すような信号波
形が現われる。
さて、時刻1=16においてY端子の信号レベルがLか
らHに移行するが、出力レベルがHになっているNAN
Dゲートa、c、e、f2g、i。
」、t2mはいずれも他の入力端子にそのレベルがLの
ものがあるので、各NANDゲ゛−トの出力レベルは変
動しない。
時刻1=17においてX端子の信号レベルがLからHに
移行すると、それまでのNANDゲートcの入力端子1
c、2c、3cのレベルがHであるので、前記NAND
ゲ゛−トcの出力レベルはHからLに移行する。
この瞬間、NAI’■ゲー1−dの出力レベルI/iL
からHに移行し、NANDゲートeの出力レベル力用か
らLに移行し、これによってNANDゲートbの出力レ
ベルがLからHに移行し、同時に、NANDゲ゛−トa
の出力レベルがHからLに移行する。
前記NANDゲートaの出力レベルがHからLに移行す
ると、前記NANDゲートcの出力レベルはLから再び
Hに戻る。
時刻を二t8においてY端子の信号レベルがHからLに
移行すると、今度はNANDゲー1−gの入力端子1g
のレベルがそれまでにHになっているので、前記NAN
Dゲ゛−トgの出力レベルはHからLに移行する。
これによってNANDゲ゛−トhの出力レベルがLから
Hに移行し、同時にNANDゲ゛一口の出力レベルはH
からLに移行する。
時刻を二19においてY端子の信号レベルがLからHに
移行し、これによってNANDゲートgの出力レベルが
LからHに移行する。
また、NANDゲートjの入力端子1jのレベルはそれ
までにHになっているので、同時に前記NANDゲート
jの出力レベルはHからLに移行し、これによってNA
NDゲートにの出力レベルはLからHに変化し、同時に
NANDゲートtの出力レベルもHからLに移行する。
時刻t=t1oにおいてX端子の信号レベルがHからL
に移行したとき、NANDゲ゛−)aの出力レベルはL
からHに移行し、同時にX端子の信号レベルがHからL
に移行したとき、NANDゲートmの出力レベルはHか
らLに移行し、これによってNANDゲートeおよびN
0■ゲ゛−トiの出力レベルがLからHに移行する。
また、NANDゲ゛−1−jの出力レベルもLからHに
移行する。
前記NANDゲートeの出力レベルがLからHに移行す
るとNANDゲートbおよびNANDゲートdの出力レ
ベルもHからLに移行し、前記NANDゲートiの出力
レベルのLからHへの移行によってNANDゲートhの
出力レベルもHからLに移行し、これによってNAND
ゲ゛ニドtの出力レベルがLからHに移行し、同時にN
ANDゲー1−にの出力レベルがHからLに移行する。
前記NANDゲ’−トにの出力レベルがHからLJと移
行するとNANDゲートmの出力レベルは再びLからH
に戻るが、NANDゲートeおよびNANDゲートiは
すでに他の入力端子がLになっているため、その出力レ
ベルはHのまま変化しない。
第8図Zに示した出力信号波形を見ればわかるように第
7図の装置ではX端子に印加される信号波形の1サイク
ルの間にX端子に印加される信号波形の1サイクルに相
当する単安定時間を有している。
ところで、第8図fに示した信号波形は、第7図のNA
NDゲ゛−トfの出力レベルを示したものであるが、第
8図ではずっとHレベルを維持し続け、同図を見ただけ
ではその機能が不明である。
第9図は前記NANDゲートfの機能を説明するために
示した各部の信号波形図であり、時刻t=t14におい
て、X端子およびX端子の信号レベルがともにHになっ
たとき、NANDゲートcの出力レベルはHからLに移
行し、これによってNANDゲートdの出力レベルはL
からHに移行し、同時にNANDゲ゛−トeの出力レベ
ルはHからLに移行するので、前記NANDゲートcの
出力レベルは再びHに戻るとともに、NANDゲ゛−t
−bの出力レベルはLからHに移行し、同時に、NAN
Dゲートaの出力レベルはHからLに移行する。
時刻t=t15においてX端子の信号レベルがHからL
に移行すると、NANDゲ゛−トgの出力レベルはHか
らLに移行し、NANDゲ゛−トhの出力レベルもLか
らHに移行し、同時にNANDゲーロの出力レベルがH
からLに移行する。
時刻t=t16においてX端子の信号レベルがHからL
に移行すると、NA1’?(1)ゲ゛−トaの出力レベ
ルがLからHに移行するが、他のNANDゲートの出力
レベルは変化しない。
時刻t=t17においてX端子の信号レベルがLからH
に移行すると、NANDゲ゛−1−gの出力レベルもL
からHに移行し、また、NANDゲートjの出力レベル
がHからHに移行するのでNANDゲ゛−トにの出力レ
ベルはLからHに移行し、同時にNANDゲ゛−トtの
出力レベルはHからLに移行する。
このとき、NANDゲ゛−トfの入力端子1 fl な
らびに3fはともにHになっている。
時刻t=t18においてX端子の信号レベルがLからH
に移行すると前記NANDゲートfの出力レベルはHか
らLに移行し、NANDゲートeおよびNANDゲーh
iの出力レベルがLからHiこ移行する。
これによってNいDゲ′−トdおよびNANDゲ゛−ト
b NANDゲートh NANDゲ゛−トにの出力
レベルがHからLに移行し、〜イオゲ゛−トzの出力レ
ベルはLからHに移行する。
その直後にNANDゲ゛=)Cの出力レベルがHからL
に移行し、NAI’S■ゲ゛−トdの出力レベルがLか
らHに移行して新しい周期が始まる。
尚、NANDゲ゛−トfの出力レベルがHからLに移行
した直後にNANDゲ゛−トにの出力レベルがHからL
に移行するので、前記N■■ゲートfの出力レベルはす
ぐに再びHに戻る。
さて、前記NANDゲ゛−1dの出力レベルがLからH
に移行すると同時にNANDゲ゛=)eの出力レベルは
HからLに移行し、NANDゲートbの出力レベルがL
からHに移行し、同時にNANDゲートaの出力レベル
はLとなる。
時刻t=t19においてNANDゲ゛−トgの出力レベ
ルがHからLに移行し、これによってNANDゲートh
の出力レベルはLからHに移行し、同時にNAI>(1
)ゲ゛−トiの出力レベルはHからLに移行する。
時刻1=i2oにおいてX端子の信号レベルがHからL
に移行すると、NANDゲートaの出力レベルだけがL
からHに移行する。
時刻t−t21においてY端子の信号レベルがLからH
に移行すると、NANDゲ゛−トgの出力レベルはLか
らHに移行し、また、NANDゲートjの出力レベルが
HからLに移行するので、NANDゲートにの出力レベ
ルはLからHに移行し、同時にNANDゲートtの出力
レベルはHからLに移行する。
時刻t=t22において、X端子の信号レベルがLかH
に移行すると、NANDゲートfの出力レベルはHから
Lに移行し、以後同様の動作を繰り返す。
すなわち、NAI’S■ゲ゛−1にの出力レベルがHに
なっているとき、X端子の信号レベルがLからHに移行
すると、NANDゲートfはリセットパルスを発生し、
単安定時間中に前記X端子の信号レベルの変化がかくれ
てしまうのを防止するものである。
第10図に示した回路では、第1の信号入力端子Xには
3人力NANDゲ゛−トcの入力端子2cおよび反転増
幅器Vの入力端子1■ならびに2人力NANDゲート1
の入力端子1±が接続され、第2の信号入力端子Yには
前記3人力NANDゲ゛−トcの入力端子3cおよび反
転増幅器nの入力端子1nならびに2人力NANDゲー
トjの入力端子2jが接続され、前記3人力NANDゲ
ートcの出力端子Ocは2人力NANDゲ’−トdの入
力端子2dに接続され、前記2人力NANDゲ゛−1d
の出力端子Odは2人力NANDゲ゛−トeの入力端子
2eに接続されるとともに、前記2人力NANDゲ゛−
トgの入力端子1gに接続され、前記2人力NANDゲ
゛−トeの出力端子Oeは前記2人力NANDゲートd
の入力端子1d−に接続され、前記2人力N■■ゲ’−
トgの出力端子Ogは2人力NANDゲ゛−t−hの入
力端子2hに接続され、前記2人力NANDゲ゛=)h
の出力端子Ohは2人力NANDゲ゛= トiの入力端
子21に接続されるとともに前記2人力NANDゲ゛−
トjの入力端子1jに接続され、前記2人力NAI>■
ゲートiの出力端子Oiは前記2人力NANDゲ゛−ト
hの入力端子1hに接続されるとともに、反転増幅器0
の入力端子1oに接続され、前記反転増幅器0の出力端
子Ooは出力端子Zに接続されている。
一方、前記2人力NANDゲ゛−1−1の出力端子01
は2人力NANDゲ゛−ト旦の入力端子1.!!に接続
されるとともに、3組のTフリップフロップを構成する
4人力NANDゲ゛= トaの入力端子2a同4人力N
ANDゲ゛−ト旦の入力端子2旦、同3人力NANDゲ
゛−ト旦の入力端子1立、同3人力NANDゲ゛−トに
の入力端子1 k、同3人力N00ゲ゛−トqの入力端
子1旦にそれぞれ接続されている。
前記2人力NANDゲ゛−トuの出力端子Ouは2人力
NANDゲ゛=hwの入力端子1と、2人力NANDゲ
ートXの入力端子1Xにそれぞれ接続され、前記反転増
幅器ヱの出力端子0ヱは前記2人力NAII’■ゲート
wの入力端子2wに接続され前記2人力NANDゲ゛=
トwの出力端子Owは前記2人力NANDゲ゛−ト考の
入力端子2きに接続され、前記2人力NANDゲートX
の出力端子OXは前記2人力NANDゲ’−トtの入力
端子2t1前記2人力Naゲ’= トuの入力端子2u
にそれぞれ接続されている。
また、4人力N00ゲ゛−ト旦、4人力N0のゲ゛−ト
旦、2人力NANDゲ゛−ト9.2人力NANDゲート
d、 3人力Nす■ゲ゛−ト旦、2人力NANDゲート
fの6個のNANDゲートは周知の1組のTフリップフ
ロップを構威し、同様に、3人力〜イDゲ゛−ト且、3
人力NANDゲ゛−トh、 2人力NANDゲ゛−トエ
、2人力Nりのゲ゛−トJ13人力NANDゲート瓢2
人力NANDゲ゛=1−2.さらには3人力NANDゲ
゛−トm、 3人力NANDゲ゛−ト旦、2人力NAN
Dゲ゛−トo12人力NANDゲ゛−ト旦、3人力NA
NDゲ゛−トq、 2人力Nりのゲートrもまたそれ
ぞれ周知のTフリップフロップを構成している。
前記2人力NANDゲ゛−トjの出力端子Ojは初段の
Tフリップフロップを構成する4人力NANDゲ゛−)
aの入力端子2aならびに4人力NANDゲ゛−トbの
入力端子2bに接続され、前記初段のTフリップフロッ
プを構成する2人力NANDゲートfの出力端子Ofは
2段目のTフリップフロップを構成する3人力NAND
ゲ゛−トgの入力端子2gおよび3人力NANDゲ゛−
1−hの入力端子2hに接続され、前記2段目のTフリ
ップフロップを構成する2人力N0■ゲート 目のTフリップフロップを構成する3人力NANDゲ゛
=トmの入力端子2mおよび3人力NANDゲ゛ートn
の入力端子2nに接続されている。
また、前記4人力NANDゲ゛−トaの出力端子Oaは
反転増幅器yの入力端子1yに接続され、前記反転増幅
器yの出力端子Oyはβ入力N0■ゲートtの入力端子
1sに接続され、前記2段目のTフリップフロップを構
成する3人力NANDゲートにの出力端子0klfi、
@記3人力NANDゲ゛ートSの入力端子2Sに接続さ
れ、前記3段目のTフリップフロップを構成する3人力
NANDゲ゛ーtーqの出力端子Oqは前記3人力NA
NDゲ’−トsの入力端子3sに接続されている。
さて、第10図に示した回路のうち、それぞれ6個のN
oのゲートによって構成された3組のTフリップフロッ
プはよく知られた構成なので、その動作の詳しい説明は
省略するが、リセット用の信号人力ラインを構成してい
るNANDゲートaの入力端子2 a、、NANDゲー
トbの入力端子2b。
NANDゲ゛−トeの入力端子1 e、、NANDゲ′
−トにの入力端子1に、NANDゲートqの入力端子1
qにそれぞれ、第11図tに示すような信号波形を印加
しつつ、前記NANDゲートaの入力端子3aおよび前
記NANDゲートbの入力端子3bに第11図」に示す
ような信号波形を印加したとき、NANDゲートa、
b 、 c 、 d + e + f p k p l
sq、rの出力信号レベルの変化は第11図a 、
b。
Cy d + e t f s k + l p Q
y rのようになる。
ところで、NANDゲートt、u、w、xおよび反転増
幅器■は負方向のトリガパルス発生回路を構成しており
、その動作は次の如くなる。
まず、NANDゲ゛−トtの入力端子1tおよび反転増
幅器Vの入力端子1■に印加される電位がLレベルのと
き、各NANDゲ゛−トの出力レベルは一義的に定まり
、N0■ゲートtがH1NANDゲートwがH,、NA
NDゲートUがり、 NANDゲートXがHとなってい
る。
すなわち、NANDゲ゛−トtは一方の入力端子1tの
レベルがLであるので、その出力端子Otのレベルは確
実にHになる。
もし、NANDゲ゛−トuがHlすなわち、その出力端
子OuのレベルがHであるとすると、その入力端子2u
のレベルはLでなければならない。
前記NANDゲ゛−トuの入力端子2uのレベルがLで
あるためにはNANDゲ゛−トxの出力端子Oxのレベ
ルがLになっている必要があり、このことは前記NAN
Dゲ゛−トXの入力端子2XがHになる必要があること
を意味し、前記NANDゲートXの入力端子2Xに”な
るためにはNANDゲ゛−トwの入力端子2wがLでな
ければならない。
しかしながら、反転増幅器■の入力端子1vのレベルは
Lであるから、前記NANDゲ゛=トwの入力端子2w
のレベルはH−である。
すなわち、前記入力端子1VのレベルがLのときには前
記NANDのゲ゛ )uの出力端子OuのレベルがHに
なることはあり得ず、必らずLになる。
さて、前記入力端子1tおよび1Vのレベルが急に上昇
してLからHに移ったとすると、NANDケ’−t−t
の入力端子2tのレベルがHになっているから前記NA
NDゲートtの出力端子OtのレベルはHからLに変化
し、同時にNANDゲー)uの出力端子Ouのレベルも
LからHに変化する。
これによって、NANDゲ゛ ’r−xの入力端子1X
のレベルがLからHに変化するから前記NANDゲート
Xの出力端子OXのレベルはHからLに移行し NAN
Dゲ゛−+−1の出力端子Otのレベルは再びLからH
に戻る。
これらの動作は瞬間的に終了し、前記NAI’■ゲ=ト
1の出力端子Otのレベルは、人力レベルがLからHに
変化した瞬間に非常に短かい時間の間、HからLに移行
する。
前記入力端子1tおよび1■のレベルがHに保持されて
いる間は、NANDゲ’=トwの出力端子Owのレベル
がH,NANDゲ゛−)uの出力端子OuのレベルがH
,NANDN0■ゲートt子OXのレベルがLになって
いる。
前記入力端子1tおよび1■のレベルが急に下降してH
からLに移った瞬間には、それまでNANDゲ゛−hw
の入力端子1wのレベルがHになっているから、前記N
ANDゲ゛−ト1Wの出力端子OwのレベルはHからL
に移行し、これによって前記NANDゲ゛−トXの出力
端子OXのレベルはLからHに上昇する。
このとき NANDゲ゛−トtの出力端子Otのレベル
は非常に短かい期間の間、HからLに移行する。
前記入力端子1tおよび1■のレベルがLに保持されて
いる間は、先にも述べたようにNANDゲートtの出力
端子OtのレベルはH1NANDゲ′−トwの出力端子
OwのレベルもH,NANDゲ゛−トUの出力端子Ou
のレベルがり、 NANDゲ゛−トXの出力端子OXの
レベルはHになっている。
以後、入力端子1tおよび1vy)レベルがLからHl
あるいはHからLに変化するたびに同じような動作を繰
り返し、結局、前記入力端子1tおよび1Vのレベルが
第11図ノに示す如く変化したときNANDゲ゛−トt
の出力端子Otのレベルは第11図tに示す如くなる。
すなわち、人力信号の正方向の変化によってNANDゲ
ートtの出力端子Otには負方向のトリガパルスが発生
する。
さて、入力端子XおよびYに第11図に示すような信号
波形が印加されたとき、まずX端子に印加される信号レ
ベルのLからHへの変化によってNANDゲートtは負
方向のトリガパルス、すなわちリセットパルスを発生し
、NANDゲートabe、に、qの出力をHにせしめる
から、NANDゲートSの出力もHになる。
これによってNANDゲートCの出力端子OCには、そ
の入力端子1cおよび2cのレベルがHに保持されてい
る間は入力端子¥1すなわち前記NANDゲートcの入
力端子3Cに印加される信号波形の反転出力が現われる
ところで、入力端子Xに印加される信号レベルがLから
Hに変化する以前にはNANDゲートSの出力レベルは
Lになっているので、これによってNANDゲ゛−トe
およびNANDゲ゛−トiの出力レベルはHになってお
り、NANDゲートdおよびNANDゲートhの出力レ
ベルがLになっている。
前記NANDゲ゛−トcの出力レベルがHからLに移行
した瞬間に前記NANDゲー1−dはその出力レベルが
LからHに移行し、前記NANDゲートeの出力レベル
は反対にHからLに移行する。
前記NA:I’[)ゲートdの出力レベルがHになった
瞬間からNANDゲ゛−トgの出力端子Ogには入力端
子Yに印加される信号波形と回し信号が現われる。
前記NANDゲ゛−1−gの出力レベルがHからLに移
行した瞬間にNANDゲートhはその出力レベルがLか
らHに移行し、NANDゲ゛−トiの出力レベルは反対
にHからLに移行する。
前記NANDゲートhの出力レベルがHになった瞬間か
らNANDゲートjの出力端子0」には入力端子Yに印
加される信号波形の反転信号が現われる。
このようにして、Nいのゲートc 、 d 、 e 、
g。
h、i+jの出力レベルはそれぞれ第11図C2d s
e p g、h + l + Jに示す如く変化する
さて、初段のTフリップフロップの入力端子に第11図
Jに示すような信号波形が印加され、リセット用の信号
入力ラインに第11図tに示すような信号波形が印加さ
れたとき、フリップフロップを構成するNANDゲート
a y b + C+ d + e sf、に、t、q
、rの出力レベルはそれぞれ第11図a 、 b 、
C+ d + e + f + k + Z + q
s rlこ示す如く変化する力5、NANDゲートaの
出力レベルがり、、NANDゲ゛−トにの出力レベルが
H1NANDゲ゛−トqの出力レベルがHになった瞬間
にNANDゲ゛=)sの出力レベルはHからLに移行し
、〜い(1)ゲートc+e+iの出力レベルはともjこ
Hになる。
(ただし、前記NANDゲ゛−トcの出力レベルは、前
記NANDゲートsの出力レベルがLになる以前にX端
子の信号レベルがLになっていれば、このとき以前にH
になっている。
)この状態はX端子の信号レベルが再びLからHに変化
してNANDゲー1−1によってフリップフロップがリ
セットされるまで保持される。
したがって第10図の回路ではX端子およびY端子の信
号レベルが第11図XおよびYに示す如く変化したとき
、出力端子ZにはNANDゲ゛= ’r−iの出力信号
の反転信号、すなわち第11図Zに示すような信号波形
が現われる。
第11図Zの信号波形を見れば明らかなように第10図
に示した回路の出力信号はX端子に印加される信号の1
サイクル中にY端子に印加される信号の7サイクルに相
当する単安定時間を有しており、また、X端子に印加さ
れる信号の1サイクルの時間がY端子に印加される信号
の7サイクルの時間よりも短かい場合には出力端子Zの
信号レベルはずっとHのままになる。
さて、第1図に示した装置をその機能別に分けてみると
、まず、水晶発振器2と分周器3による基準周波数発生
器と、前記基準周波数発生器を含み、単安定回路4、抵
抗5とコンデンサ6による平滑回路、抵抗7,8による
分圧回路、比較増幅器9、電圧制御発振器11、単安定
回路12、抵抗13とコンデンサ14による平滑回路、
抵抗15.17と可変抵抗器16による分圧回路によっ
て構成された可変周波数発生器と、分周器19゜20、
位相比較器21、増幅器24、単安定回路25、合成回
路26、モータ駆動回路21、ならびに速度検出器23
によって構成され回転体の回転位相を前記可変周波数発
生器からの出力信号に同期すべく制御する位相制御手段
と、回転体の回転速度が基準の回転速度よりも速くなっ
たか、あるいは遅くなったかを判別する判別回路と、前
記判別回路の出力信号によって表示器を駆動する第1の
表示手段と、前記回転体の回転速度の基準値からのずれ
に応じて変化する周期信号(表示パルス)を得る変換回
路と、前記周期信号によって表示器を点滅させる第2の
表示手段とに分けることが出来、第1図の例では、判別
回路はトリガパルス発生回路33、比較増幅器35、単
安定回路37によって構成され、第1の表示手段はAN
Dゲート32,34、反転増幅器36.38、増幅器3
9.40によって構成され、変換回路は可変周波数発生
器より得られる出力信号と基準周波数信号の論理積出力
を得る論理回路、すなわちANDゲート28によるAN
D回路と、トリガパルス発生回路29、単安定回路30
、分周器31によって構成され、第2の表示手段はAN
Dゲー132.34、増幅器39.40によって構成さ
れ、発光ダイオード44,45.46によって表示器が
構成されている。
以上のように機能別に第1図の装置の構成を分類するこ
とが出来るが以下に個々のブロックについて動作の概要
を説明する。
まず、可変周波数発生器について説明すると、第1図に
おいて、単安定回路4および単安定回路12に第10図
に示したような回路を用いるとすると、その出力は単安
定期間中のレベルカ用であり、非単安定期間中はLとな
る。
前記単安定回路4および12のHレベルは供給電圧■c
cに等しく、Lレベルの電位は零であるとすると、前記
単安定回路4および12の出力信号が充分に平滑される
ように平滑回路を構成する抵抗5および13、コンデン
サ6および14の定数を設定したとき、抵抗5,7,8
,13,15゜11、可変抵抗器16の抵抗値をそれぞ
れR5゜R7,R8,R□3 ff R15J R1□
、R16、前記単安定回路4の単安定時間をTHl、非
単安定時間をTLl、単安定回路12の単安定時間をT
H2、非単安定時間をTL2 とすると、平滑電圧であ
るコンデンサ6の両端の電圧V6およびコンデンサ14
の両端の電圧V14は次のようになる。
ところで先にも述べた通り、抵抗5と抵抗13の抵抗値
は等しく、抵抗7と抵抗18の合成抵抗値と、抵抗15
.17と可変抵抗器16の合成抵抗値も等しく設定され
ており、また、単安定回路4と単安定回路12にはその
回路構成が全く同じものを用いるから、 一方、比較増幅器9の入力端子9aおよび9bに印加さ
れる電圧Vaおよびvbは前記入力端子の入力インピー
ダンスが無限大と見なせるものとすると、 抵抗15の抵抗値R15と可変抵抗器16の前記抵抗1
5側の抵抗値との合成抵抗をR■、抵抗17の抵抗値R
17と可変抵抗器16の前記抵抗11側の抵抗値との合
成抵抗をR1とすると、分周器3よりの出力信号の周波
数をfs、電圧制御発振器11の出力周波数をfVとす
ると、が成立する。
さて、第1図に示した装置では比較増幅器9の出力によ
って電圧制御発振器11の発振周波数が制御される。
すなわちフィードバックコントロールループを形成して
いるから、前記比較増幅器9は誤差増幅器として働き、
入力端子9aに印加される電圧vaと入力端子9bJこ
印加される電圧Vbの差が零になるように制御される。
したがって (13)式より、電圧制御発振器11の出力信号の周波
数f■は水晶発振器2の出力信号の周波数fsと可変発
振器16による分圧回路の分圧比に依存し、前記可変抵
抗器16の中点を摺動させることによって連続的に可変
出来ることがわかる。
つぎに位相制御手段について説明すると、電圧制御発振
器11の出力信号は分周比切り換えのためのスイッチ1
8を有する分周器19に印加されるが 前記分周器19
の出力信号は次段の分周器20に印加されるとともに単
安定回路25の制御入力端子¥3に印加される。
一方、速度検出器23の出力信号は増幅器24によって
増幅され、矩形波になるまで増幅された出力信号は前記
単安定回路25の入力端子X3に印加されるとともに位
相比較器21によって前記分周器20の出力信号と位相
比較される。
前記位相比較器20の出力信号は合成回路26を介して
モータ駆動回路27に印加され、前記速度検出器23の
出力信号の位相、すなわちモータ22の回転位相と前記
分局器20の出力信号の位相の関係が常に一定になるよ
うに制御されるのであるが、一般の位相比較器は位相差
に対しては有限のゲインを有するが、入力端子に印加さ
れる信号の周波数差lこ対してはゲインを有さず(厳密
に云えは、定常状態における速度ゲインは無限大である
が、速度変化に対するゲインの勾配は零である。
)、位相制御系だけでは回転体の過渡応答が非常に不安
定になるために、別に周波数制御系を併用して同期引き
込みの手段としている。
すなわち、第1図の装置ではモータ22の回転速度が設
定値からかなりずれているときには単安定回路25によ
る周波数制御系によって、モータ22の回転速度を設定
値近くになるまで制御し、その後は位相比較器21によ
る位相制御系によって速度検出器23から得られる検出
位相信号、つまり前記モータ22の回転位相信号と、分
周器20から得られる基準位相信号の間の位相差が一定
値を保つように位相制御が行なわれる訳である。
さて、スイッチ18を操作して分周器19の出力周波数
が高くなるように設定したとすると、位相比較器21の
入力端子21aに印加される基準位相信号の周波数が高
くなるとともに、単安定回路25の単安定時間が短かく
なる。
前記単安定回路25の単安定時間が短かくなるとその出
力端子Z3に現われる出力信号の平均レベルは低下し、
モータ22の回転速度を加速する方向にモータ駆動回路
27が動作する。
前記モータ22の回転速度が加速され、前記単安定回路
25の出力信号の平均レベルかもとの状態に戻ったとき
、すなわち、前記出力信号のHレベル期間とLレベル期
間の比率がスイッチ18を操作する前と同じになったと
き、位相比較器21の入力端子21aに印加される基準
位相信号と、前記位相比較器21の入力端子21bに印
加される検出位相信号の周波数が等しくなり、今度は位
相制御が行なわれる。
このように第1図の位相制御手段では基準周波数信号の
切り換えに応じて自動的に周波数制御系を構成する単安
定回路の単安定時間が切り換わるため、回転速度の切り
換えを行なう場合には、ただ1個のスイッチ18を操作
すれば良いし、可変抵抗器16によって、基準周波数(
回転位相の制御のための)を連続的に変化させても、そ
の変化に自動的に追随して単安定回路25の単安定時間
が変化するため、常に周波数制御系の平均出力レベルを
一定に維持することが出来る。
第1図に示した本発明の実施例では以上に示したような
モータの回転速度(回転位相)制御装置に回転体の回転
速度表示手段を連結している。
第1図に示した本発明の回転速度表示装置は、位相制御
手段を有する回転体の回転速度が位相制御のための基準
位相信号(第1図の例では可変周波数発生器からの出力
信号すなわち、電圧制御発振器11の出力信号、あるい
は分局器20の出力信号)の周波数に依存する。
つまり、位相制御系においては位相偏差は有限の値を示
すが、速度偏差は常に零となることに着眼してなされた
もので、基準周波数発生器からの信号周波数と、可変周
波数発生器からの信号周波数の差に応じて変化する周期
信号でもって回転体の回転速度の基準からのずれを表示
するものである。
さて、分周器3の出力信号が第12図gに示す如くなっ
ているとすると、トリガパルス発生回路29の出力端子
W1には第12図すに示すような微分パルス列が現われ
る。
いま、可変抵抗器16を調節してモータ22の回転速度
を基準の回転速度よりも少し速くさせたとすると、その
ときの電圧制御発振器11の出力信号波形は第12図g
に示す如くなる。
第12図gの信号波形はANDゲート28の入力端子2
8aに加えられ、前記ANDゲ゛−ト28の他方の入力
端子28bに加えられた信号、すなわち第12図すの信
号波形と前記第12図Cの信号波形がともにHレベルに
なったときのみ、前記ANDゲ゛−ト28の出力はHレ
ベルとなるから、前記ANDゲート28の出力側には第
12図gに示す如き信号波形が現われる。
ここで単安定回路30の単安定時間を第12図gの信号
波形の繰り返し周期よりも少し長くしておくと(これは
、例えば分周器3の分周比を14分の1に設定しておい
て、前記単安定回路30は制御入力端子¥4に印加され
る信号の15サイクルに相当する単安定時間を有するよ
うに構成することによって可能となる。
)、第12図gに示した信号波形の1発目のパルスで前
記単安定回路30はトリガされ、単安定期間が終わらな
いうちに2発目のパルスが印加されて再び単安定期間が
始まる。
すなわち、前記単安定回路30に最初のトリガパルス(
微分パルス)が印加されてから、前記単安定回路30の
出力はHレベルに維持され続け、5発目のトリガパルス
が印加されてから前記単安定回路30の単安定期間が終
了した後に前記単安定回路30の出力レベルはLに戻る
結局、前記単安定回路30に第12図gに示す如き信号
波形が印加されたとき、その出力信号波形は第12図g
に示す如くなる。
つぎに、モータ22の回転速度をさらに基準の回転速度
よりも速く調節したとすると、電圧制御発振器11の出
力信号波形は第12図fに示す如くなり、同様にしてA
NDゲ゛−128の出力信号波形は第12図gに示す如
くなる。
第12図gに示すトリガパルス列によって単安定回路3
0はトリガされ、その出力信号波形は第12図りに示す
如くなる。
さて、モータ22の回転速度がもつと速くなったとする
と、電圧制御発振器11の出力信号波形ANDゲート2
8の出力信号波形、単安定回路30の出力信号波形はそ
れぞれ第12図i1第12図j1第12図kに示す如く
なり、第12図g、第12図りの信号波形よりもさらに
短かい周期でレベル変化を繰り返す。
一方、モータ22の回転速度を基準の回転速度゛よりも
少し遅くなるように調節したときには、電圧制御発振器
11の出力信号波形は第13図gに示す如くなり、AN
Dゲート28、単安定回路30の出力信号波形はそれぞ
れ、第13図g、第13図gに示す如くなる。
モータ22の回転速度がさらに遅くなったときには、同
様に、電圧制御発振器11、ANDゲート28、単安定
回路30の出力信号波形はそれぞへ第13図11第13
図g1第13図りに示す如くなる。
モータ22の回転速度かもつと遅くなったときには電圧
制御発振器11、ANDゲート28、単安定回路30の
出力信号波形はそれぞれ、第13図11第13図j1第
13図kに示す如くなる。
尚、単安定回路30の出力信号が印加される分周器31
は前記単安定回路30の出力信号のレベル変化をゆっく
りとしたレベル変化にカウントダウンするもので、次に
述べる発光ダイオード45あるいは発光ダイオード46
の点滅周期をゆっくりとしたものにするために挿入され
ている。
もちろん、分周器31を通さずとも前記発光ダイオード
45あるいは発光ダイオード46の点滅周期がゆっくり
していれば、前記分周器31は不要となる。
ところで、可変抵抗器16を調節してモータ22の回転
速度が基準の回転速度よりも速くなるように設定したと
きには、比較増幅器35の入力端子35aの電位が同入
力端子35bの電位よりも高くなり、このとき前記比較
増幅器35の出力レベルはHになる。
反対に、モータ22の回転速度が基準の回転速度よりも
遅くなるように設定したときには、前記比較増幅器35
の入力端子35bの電位が同人力端子35aの電位より
も高くなり、このとき前記比較増幅器35の出力レベル
はLになる。
ところで、ANDゲ゛−ト28の入力端子28aとトリ
ガパルス発生回路29の入力端子■1に印加されるディ
ジタル信号の周波数が異なっている場合にはその差に依
存した繰り返し周期を有するディジタル信号が単安定回
路30の出力端子Z4に現われるのは先に述べたとおり
であるが、両方のディジタル信号の周波数が全く等しい
場合には当然、前記単安定回路30の出力端子Z4に現
われるディジタル信号の繰り返し周期は無限大であるが
、両方のディジタル信号の位相差によって、前記単安定
回路30の出力端子Z4のレベルはHであったり、Lで
あったりする。
このもようを第14図を用いて説明すると、分局器3よ
り得られる出力信号(第14図a)と第14図Cに示す
電圧制御発振器11の出力信号の位相がほぼ等しくなっ
たとき、ANDゲート28の出力信号は第14図dに示
すような連続したパルス列となり、単安定回路30の出
力はずっとHレベルになる。
一方、前記電圧制御発振器11の出力信号が第14図f
に示すように、第14図aの信号よりも位相がほぼπ/
2ずれている場合にはANDゲート28の出力は第14
図gに示すように、ずっとLレベルに保たれるので単安
定回路30は全くトリガされず、第14図りに示すよう
にその出力は零のままになる。
このことは、モータ22の回転速度がちょうど基準の回
転速度に等しくなったことを表示したい場合には非常に
不都合であり、第1図に示した装置では次に説明するよ
うな構成によって不都合を解消している。
すなわち、分周器31の出力側にトリガパルス発生回路
33を介して接続される単安定回路37の基本回路構成
は第10図に示した単安定回路と同じにして、Tフリッ
プフロップの段数をもつと増やしてその単安定時間が単
安定回路30の単安定時間よりもはるかに長くなるよう
に設定しておく。
前記単安定回路30あるいは前記分周器31の出力信号
のレベル変化があると、前記トリガパルス発生回路33
は微分パルスを発生し、これによって前記単安定回路3
7は非常に長い時間の間Hレベルとなり、反転増幅器3
8の出力はLレベルを維持するので発光ダイオード44
は点灯しない。
このとき、モータ22の回転速度が基準の回転速度より
も速くなっていれば比較増幅器35の出力レベルがHに
なるので、ANDゲート32の出力側には前記分局器3
1の出力信号が現われ、増幅器39によって発光ダイオ
ード45は、モータ22の回転速度の基準の回転速度か
らのずれに依存した点滅周期で点滅を繰り返す。
前記比較増幅器35の出力レベルがHになっている間は
反転増幅器36の出力レベルはLであるのでANDゲー
ト34、増幅器40の出力レベルはLとなり、発光ダイ
オード46は点灯しない。
反対に、モータ22の回転速度が基準の回転速度よりも
遅くなっていれば前記比較増幅器35の出力レベルがL
になるので前記ANDゲート34の出力側には前記分周
器31の出力信号が現われ増幅器40によって発光ダイ
オード46はモータ22の回転速度の基準の回転速度か
らのずれに依存した点滅周期で点滅を繰り返す。
前記比較増幅器35の出力レベルがLになっている間は
ANDゲート32、増幅器39の出力レベルはLとなり
、前記発光ダイオード45は点灯しない。
一方、モータ22の回転速度が基準の回転速度に等しく
なったときには第14図e1第14図りに示したように
単安定回路30あるいは分周器31の出力レベルの変化
は生じないから単安定回路37の出力レベルはLのまま
で、反転増幅器38の出力レベルが■となるから発光ダ
イオード44が点灯し、ANDゲート32、ANDゲー
ト34の出力レベルはいずれもLとなるので発光ダイオ
ード45.46は点灯しない。
すなわち、モータ22の回転速度が基準の回転速度より
も速くなったときには発光ダイオード45だけが基準の
回転速度からのずれに依存した点滅周期で点滅を繰り返
し、モータ22の回転速度が基準の回転速度に一致した
ときには発光ダイオード44のみが点灯し、モータ22
の回転速度が基準の回転速度よりも遅くなったときには
発光ダイオード46だけが基準の回転速度からのずれに
依存した点滅周期で点滅を繰り返す。
さて、第1図に示した本発明の回転速度表示装置は以上
のような動作をなすものであるが、回転体の回転速度の
基準の回転速度からのずれに依存した点滅周期で発光ダ
イオードなどの表示素子を点滅させるため、従来0スト
ロボ縞を用いた回転速度表示装置に比べて、回転速度の
ずれを容易に確認することが出来、また表示素子である
発光ダイオードは装置のどこに配置しても差し仕えない
ので装置(機器)のデザイン上の自由吸がかなり大きく
なる。
また、従来のストロボ縞による表示装置に比べて電子回
路が複雑になると云う難点があるが、位相制御が行なわ
れている装置では、基準周波数発生器、可変周波数発生
器など多くの部分が制御回路部分と共用することが出来
るし、回路をIC化すれば、ターンテーブルなどの外周
にストロボ縞を設ける必要があることと比較すると、さ
ほど大きな問題とはならない。
さらに、第1図に示した本発明の回転体の回転速度表示
装置では、回転体の回転速度の制御系で特に回転速度の
可変時に速度制御のための基準信号となる可変周波数発
生器の出力周波数と、周波数が固定された基準周波数発
生器からの出力信号の周波数との差に応じて変化する周
期信号でもって表示手段を駆動しているので、回転体の
回転速度切換時にも表示レートが不変であると云う効果
を呈する。
このことを詳述するに、いま、分周器3の出力周波数を
fs、電圧制御発振器11の出力周波数をfV、単安定
回路30の出力周波数foとすると、fsとfVが大幅
に違わない領域では次式が成立する。
分周器31の分周比をβとするとその出力周波数fmは
、 fmは発光ダイオード45あるいは発光ダイオード46
の点滅周波数ともなる。
ここで、具体的な数値をあげて説明すると、ます分周器
3の出力周波数f8が100 KHzであるとする。
モータ22の回転速度を基準の回転速度よりも1パーセ
ントだけ上昇させたとき電圧制御発振器11の出力周波
数f■は101 K[−(zになっており14式より、 fo=1 (KHz) 分周器31の分周比βを1000分の1に設定しておく
と、 fm= 1−(Hz ) すなわち、モータ22の回転速度を基準の回転速度より
も1パーセントだけ上昇させたときには発光ダイオード
45が1秒間に1回の割合で点滅を繰り返す。
同様に、モータ22の回転速度を基準の回転速度よりも
1パーセントだけ下降させたときには、発光ダイオード
46が1秒間に1回の割合で点滅を繰り返す。
つぎに、モーター22の回転速度を基準の回転速度より
も2パーセント上昇させたときには、f y = 10
2 (KHz) fm= 2(H2) すなわち、モータ22の回転速度を基準の回転速度より
も2パーセント上昇させたときには発光ダイオード45
が1秒間に2回の割合で点滅を繰り返し、2パーセント
下降させたときにも同じ割合で発光ダイオード46が点
滅を繰り返す。
したがって、本発明によれば、一定時間内に表示素子が
何回点滅するかを確認する、あるいは前記表示素子の点
滅周期を測定することによって基準の回転速度から何パ
ーセントずれているかを知ることが出来る。
例えば、第1図の装置において、発光ダイオード45の
点滅間隔が10秒であったとすると、そのときモータ2
2は基準の回転速度よりも0.1パーセント速くなって
いるのである。
ところで、第1図の装置ではこの表示レートは回転速度
の切換によって変化することはない。
第1図の装置において、スイッチ18を操作シてモータ
22の回転速度を切り換えても回転速度表示部分に変化
は生じないから、回転速度切換前に発光ダイオードが1
0秒間隔で点滅して基準速度からのずれが0.1パーセ
ントであったのなら、回転速度切換後においても、前記
発光ダイオードが10秒間隔で点滅していれば、ずれは
0.1パーセントである。
ちなみに、従来のストロボ縞による回転速度の表示方法
ではどのようになるかを説明すると、外周にストロボ縞
が設けられたターンテーブルの回転数N (rpm )
とストロボ縞照射周波数F (Hz )と回転速度(回
転数)にずれが生じたときの前記ストロボ縞の1秒間あ
たりの移動数Xの間の関係は次のようにして求めること
が出来る。
ターンテーブルの外周に設けられたストロボ縞の数をΣ
とすると、前記ターンテーブルが回転したときの前記タ
ーンテーブルの外周付近の任意の一点での前記ストロボ
縞の1秒間あたりの通過個数nは、 1秒間にストロボ縞照射ランプが消えている回数と前記
通過個数nが全く等しければ前記ストロボ縞は止まって
見え、前記ストロボ縞照射ランプが消えている回数と前
記通過個数が異なれば、その差のストロボ縞の個数だけ
1秒間に動いて見える。
したがって、パルス信号で前記ストロボ縞照射ランプを
駆動するときには、 Xがプラスの値をとるときには前記ストロボ縞は回転方
向に動いて見え、Xがマイナスの値をとるときには前記
ストロボ縞は回転方向と逆方向に動いて見える。
いま、ターンテーブルの外周に等間隔に180個の一条
のストロボ縞を設けたとする。
ターンテーブルの回転数が33 ”/、 El)Inの
とき、前記ストロボ縞が止まって見えるようにするため
のストロボランプ照射周波数は、17式においてX=O
を代入して次式により求めることが出来る。
ストロボランプ照射周波数を100Hzとしたとき、前
記ターンテーブルの回転速度が1パーセントだけ速くな
った場合の前記ストロボ縞の1秒間あたりの移動個数X
1を求めてみると、 すなわち、1秒間に1個の縞が移動することになる。
つぎに、ターンテーブルの回転数が45rpmのとき、
前記ストロボ縞が止まって見えるようlこするためのス
トロボランプ照射周波数F2は18式により、 ストロボランプ照射周波数を135Hzとしたとき(当
然のことながら、回転速度の切り換えと同時にストロボ
ランプ照射周波数も切り換える必要が生じてくる。
)、前記ターンテーブルの回転速度が1パーセントだけ
速くなった場合の前記ストロボ縞の1秒間あたりの移動
個数X2を求めてみると、 すなわち、約0.7秒に1個のストロボ縞が移動するこ
とになる。
このように、従来の一条のストロボ縞による回転速度の
表示方法では、回転速度の切り換えによって表示レート
までが変化してしまうと云う欠点がある。
これを解決するには各回転速度専用のストロボ縞を何条
にでも分けて設ければ良いが、その場合には、回転速度
の切り換えとともに回転速度確認用のストロボ縞も違う
箇所を見なければならず、非常に不便である。
まベ ターンテーブルなどの回転体あるいはモータに連
結された速度検出器の出力周波数を利用して回転速度の
ずれの表示を行なう場合にも一条のストロボ縞の場合と
全く同じ不都合が生じる。
それに比べて、第1図に示した本発明の回転体の回転速
度表示装置では回転速度の切り換えによっても、表示レ
ートが変化しないと云う大きな特徴がある。
このような特徴を充分生かして、第15図に示すような
装置を実現することも出来る。
第15図は本発明の他の実施例を示したもので、第1図
と全く同じブロック、素子については同一図番で示しで
ある。
第15図において、単安定回路30の出力端子Z4には
計数回路4γの入力側が接続され、前記計数回路47の
出力信号は駆動回路48を介して数字表示素子群49に
印加されるとともに、前記計数回路47には水晶発振器
2からクロックパルスが印加されている。
また比較増幅器35の出力信号は増幅器50を介してプ
ラス記号表示素子51に印加され、反転増幅器36の出
力信号はマイナス記号表示素子52に印加されている。
第15図の装置において、計数回路47、駆動回路48
、数字表示素子群49の周知の周波数カウンタを構成し
、入力周波数がI KHzのとき1,0を表示し、10
0Hzのときには0.1を表示するものとする。
さて、第1図の装置と同じように、分周器3の出力周波
数を100 IG(zに設定しておくと、モータ22の
回転速度が基準の回転速度よりも1パーセントだけ速く
なったときには、プラス記号表示素子51が点灯し、数
字表示素子群49は1.0を表示するので全体としてr
+1.ojの表示が行なわれる。
モータ22の回転速度が基準の回転速度よりも1パーセ
ントだけ遅くなったときには同様にしてr−1,Ojの
表示が行なわれる。
また、モータ22の回転速度が基準の回転速度よりも0
.1パーセントだけ速くなったときには、単安定回路3
0の出力周波数は0.1 KHzであるからr+o、I
Jの表示が行なわれ、同様に0.1パーセント遅くなっ
たときにはr−0,IJの表示が行なわれる。
このように、第15図の装置では回転体(モータ22)
の回転速度が基準の回転速度から伺パーセントだけプラ
ス方向あるいはマイナス方向にずれているかを瞬間にし
て読み取ることが出来る。
もちろん、回転体の回転速度が基準の回転速度に一致し
たときにはその表示は「±O,OJとなるし、これらの
表示レートは第1図の装置と同様に回転速度の切り換え
によって変化しない。
尚、第1図ならびに第15図に示した本発明の実施例で
は可変周波数発生器として基準周波数発生器と電圧制御
発振器との出力周波数を比較して前記電圧制御発振器の
発振周波数を制御するものを示したが、前記可変周波数
発生器としてコンデンサと抵抗によって発振周波数が決
定される一般の無安定マルチバイブレータや弛張発振器
などを用いても、制御系の安定度はともかく、回転速度
の表示装置としては全く同じ効果を得ることが出来る。
さらに、変換回路としては実施例に示した論理積回路と
単安定回路の組み合わせによって実現出来るのみならず
、周知のDフリップフロップやその他のフリップフロッ
プ回路の組み合わせあるいはラジオ受信機などに用いら
れるアナログ式の変換回路を用いることも可能である。
以上にその製作ならびに効果を詳述した如く、本発明の
回転速度表示装置は、位相制御手段によって位相制御が
行なわれている回転体の回転速度は位相比較器の入力端
子に印加される基準位相信号の周波数に依存する、つま
り、前記回転体に連結された回転速度検出手段の出力周
波数と前記基準位相信号の周波数が完全に一致すること
、すなわち、位相制御系においては速度偏差が零である
ことに着眼して得られたもので、回転体の回転位相を制
御するための可変周波数発生器から得られる周波数と、
基準周波数発生器より得られる周波数との差に依存した
周期信号(表示パルス)を変換回路によって得て、この
周期信号でもって回転速度表示手段を駆動しているので
きわめて容易に回転体の回転速度が基準の回転速度から
ずれているか否かの確認が出来、また従来のストロボ縞
を利用した表示装置のように機器の外観デザイン上の制
約もあまり受けることがないなど、きわめて大なる効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるところの、回転体の
位相制御手段を含む回転体の回転速度表示装置のブロッ
クダイアグラムであり、第2図は水晶発振器の具体例を
示した回路結線図であり、第3図は電圧制御発振器の具
体例を示した回路結線図であり、第4図は合成回路の具
体例を示した回路結線図であり、第5図はトリガパルス
発生回路の具体例を示した回路結線図であり、第6図は
その各部の信号波形図であり、第1図は単安定回路の具
体例を示した回路結線図であり、第8図、第9図はその
各部の信号波形図であり、第10図は単安定回路の別具
体例を示した回路結線図であり、第11図はその各部の
信号波形図であり、第12図、第13図、第14図はい
ずれも第1図の装置の動作を説明するための変換回路の
各部の信号波形図であり、第15図は本発明の他の実施
例における回転体の回転速度表示装置のブロックダイア
グラムである。 2・・・・・・水晶発振器(基準周波数発生器)、3・
・・・・・分周器(基準周波数発生器)、11・・・・
・・電圧制御発振器(可変周波数発生器)、21・・・
・・・位相比較器(位相制御手段)、28・・・・・・
ANDゲート(変換回路)、30・・・・・・単安定回
路(変換回路)、44.45,46・・・・・・発光ダ
イオード(表示器)、47・・・・・・計数回路(表示
器)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転体に連結された速度検出器と、その出力周波数
    がほぼ連続的に変えられる可変周波数発生器と、前記回
    転体の回転速度の切り換えに応じて分周比が切り換えら
    れる切換分局器と、前記速度検出器からの出力信号と、
    前記可変周波数発生器ならびに前記切換分周器の系統か
    らの基準位相信号を位相比較して前記回転体の回転位相
    を前記基準位相信号に同期すべく制御する位相制御手段
    と、前記可変周波数発生器の出力信号周波数の基準周波
    数からのずれに応じた繰り返し周期を有し、その周期が
    前記切換分周器の分周比の切り換えによって変化しない
    表示パルスを得る変換回路と、前記表示パルスによって
    前記回転体の回転速度の基準速度からのずれを表示する
    表示手段を備えたことを特徴とする回転体の回転速度表
    示装置。 2 変換回路は、可変周波数発生器より得られる出力信
    号と基準周波数信号の論理積出力を得る論理積回路と、
    前記論理積回路の出力信号が印加される単安定回路によ
    って構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の回転体の回転速度表示装置。 3 前記表示手段は、変換回路の出力信号の一定時間毎
    のサイクル数を計数する計数回路と、前記計数回路の出
    力を表示する表示素子と、前記表示素子を駆動する駆動
    回路によって構成したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の回転体の回転速度表示装置。
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