JPS5915324A - 位相差測定装置 - Google Patents
位相差測定装置Info
- Publication number
- JPS5915324A JPS5915324A JP12403382A JP12403382A JPS5915324A JP S5915324 A JPS5915324 A JP S5915324A JP 12403382 A JP12403382 A JP 12403382A JP 12403382 A JP12403382 A JP 12403382A JP S5915324 A JPS5915324 A JP S5915324A
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- JP
- Japan
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- circuit
- signal
- quadrant
- phase difference
- phase
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Phase Differences (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、信号の位相が連続的に変化するとき、３６０
°あるいはそのＮ分の１′ｆｔ基本単位とした位相差の
測定をする位相差測定装置に関する。本発明は、例えば
人工衛星までの距離の変化を測定する場合、すなわち伝
送路の距離が変って位相が変る場合、あるいは核融合装
置のプラズマの密度の測定を行う場合、すなわち伝播路
の伝送速度が変って位相が変る場合等に使用される。
°あるいはそのＮ分の１′ｆｔ基本単位とした位相差の
測定をする位相差測定装置に関する。本発明は、例えば
人工衛星までの距離の変化を測定する場合、すなわち伝
送路の距離が変って位相が変る場合、あるいは核融合装
置のプラズマの密度の測定を行う場合、すなわち伝播路
の伝送速度が変って位相が変る場合等に使用される。
従来、通信人工衛星までの距離の変化を測定するため忙
は、衛星において折シ返えし送出された信号を受信し、
その距離の変化を位相差の変化として地上の送信信号を
基準にして測定する。
は、衛星において折シ返えし送出された信号を受信し、
その距離の変化を位相差の変化として地上の送信信号を
基準にして測定する。
また、核融合装置のプラズマ密度を測定するためには、
第１図に示すように、発振器１の信号を測定信号と基準
信号に分渡し、一定の基準信号回路３と測定物件のプラ
ズマ５の中での伝送速度の変化とを位相差の変化として
位相差測定回路４を用いて測定することにより換算でき
る。
第１図に示すように、発振器１の信号を測定信号と基準
信号に分渡し、一定の基準信号回路３と測定物件のプラ
ズマ５の中での伝送速度の変化とを位相差の変化として
位相差測定回路４を用いて測定することにより換算でき
る。
衛星の距離の変化量が周波数ｆ、の測定信号の波長忙較
べてきわめて大きい場合や、上記核融合装置のプラズマ
密度が高くな多信号の伝搬速度が非常圧遅くなる場合な
どＫは、測定信号の３６ｏｏの整数倍の大きな位相差を
測定する必要があシ、通常の位相比較器は使用できない
。
べてきわめて大きい場合や、上記核融合装置のプラズマ
密度が高くな多信号の伝搬速度が非常圧遅くなる場合な
どＫは、測定信号の３６ｏｏの整数倍の大きな位相差を
測定する必要があシ、通常の位相比較器は使用できない
。
そのためのひとつの解決方法として、分局器によシ受信
周波数ｆ：Ｎ（Ｎは整数）分周してから位相比較器へ加
える方法がある。これにより本来の位相比較器のＮ倍の
範囲に位相測定範囲が拡大されるが、分周している時間
だけ測定時間が長（必要になシ、急激な位相変化に対す
る応答が悪く、すなわち時間分解能が悪（なる欠点があ
った。
周波数ｆ：Ｎ（Ｎは整数）分周してから位相比較器へ加
える方法がある。これにより本来の位相比較器のＮ倍の
範囲に位相測定範囲が拡大されるが、分周している時間
だけ測定時間が長（必要になシ、急激な位相変化に対す
る応答が悪く、すなわち時間分解能が悪（なる欠点があ
った。
本発明は上記の欠点を解決するもので、３６ｏ０の整数
倍の位相変化量もしくは３６ｏ０のＮ分の１の整数倍の
位相変化量を時間に対して高い分解能で測定することを
目的とする。
倍の位相変化量もしくは３６ｏ０のＮ分の１の整数倍の
位相変化量を時間に対して高い分解能で測定することを
目的とする。
本発明は、測定信号と基準信号とを用いて位相の変化量
を測定する位相差測定装置において、第１の信号（例え
ば測定信号）を少な（とも２つに分波し、この分波され
た各々の信号のうち少（とも１つは周期ＴのＮ分の１（
Ｎは３以上の整数）の時間を有する遅延素子を通る回路
と、第２の信号（例えば基準信号）を微分してサンプル
信号に変換する微分回路と、ザングル信号発生時に遅延
回路の出力を含む前記第１の各々の信号の論理積より位
相の象限判定を行う象限判定回路と、−サンプル前の象
限を記憶する象限記憶回路と、象限判定回路出力と象限
記憶回路の出力の論理積より方向判定を行う方向判定回
路とを含み、第１および第２の信号の位相差が前身って
定めた角度以上に変化する毎にカウントアツプあるいは
カウントダウンすることを特徴とする。
を測定する位相差測定装置において、第１の信号（例え
ば測定信号）を少な（とも２つに分波し、この分波され
た各々の信号のうち少（とも１つは周期ＴのＮ分の１（
Ｎは３以上の整数）の時間を有する遅延素子を通る回路
と、第２の信号（例えば基準信号）を微分してサンプル
信号に変換する微分回路と、ザングル信号発生時に遅延
回路の出力を含む前記第１の各々の信号の論理積より位
相の象限判定を行う象限判定回路と、−サンプル前の象
限を記憶する象限記憶回路と、象限判定回路出力と象限
記憶回路の出力の論理積より方向判定を行う方向判定回
路とを含み、第１および第２の信号の位相差が前身って
定めた角度以上に変化する毎にカウントアツプあるいは
カウントダウンすることを特徴とする。
以下添付図面圧従い本発明の実施例について述べる。先
ず第２図のブロック構成図を基にして、本発明の位相差
測定装置について説明する。
ず第２図のブロック構成図を基にして、本発明の位相差
測定装置について説明する。
第２図は本発明実施例装置のブロック構成図である。図
でＡ （ｔ）は第一の信号（この例では測定信号）であ
る。Ｂ （ｔ）は第三の信号（この例では基準信号）で
ある。信号Ａ （ｔ）は遅延回路１１を介して、信号Ｂ
（ｔ）は微分回路１２ヲ介して、それぞれ象限判定量
Ｎ１１３に加えられる。この象限判定回路の出力は、象
限記憶回路１４に加えられ、その出力と象限判定回路の
出力とは、方向判定回路１５に入力される。この方向判
定回路１５の出力は、アップダウンカウンタ１６に与え
られる。
でＡ （ｔ）は第一の信号（この例では測定信号）であ
る。Ｂ （ｔ）は第三の信号（この例では基準信号）で
ある。信号Ａ （ｔ）は遅延回路１１を介して、信号Ｂ
（ｔ）は微分回路１２ヲ介して、それぞれ象限判定量
Ｎ１１３に加えられる。この象限判定回路の出力は、象
限記憶回路１４に加えられ、その出力と象限判定回路の
出力とは、方向判定回路１５に入力される。この方向判
定回路１５の出力は、アップダウンカウンタ１６に与え
られる。
第３図はこの装置の動作を説明するタイムチャートであ
る。この装置の動作を説明すると、第２図で測定信号Ａ
（ｔ）は２分波され、その一方は第３図（イ）に示さ
れる波形として出力され、他方は周期Ｔの４分の１の位
相遅れを生ずる第２図の遅延回路１１により第３図（ロ
）に示される波形となる。前記のそれぞれの波形（イ）
、（ロ）は象限判定回路１３により、第３図ｅ→の２進
数表示に示さｉするような４分の１周期毎の象限判定信
号圧なる。
る。この装置の動作を説明すると、第２図で測定信号Ａ
（ｔ）は２分波され、その一方は第３図（イ）に示さ
れる波形として出力され、他方は周期Ｔの４分の１の位
相遅れを生ずる第２図の遅延回路１１により第３図（ロ
）に示される波形となる。前記のそれぞれの波形（イ）
、（ロ）は象限判定回路１３により、第３図ｅ→の２進
数表示に示さｉするような４分の１周期毎の象限判定信
号圧なる。
一方、第２図の基準信号Ｂ （ｔ）は、第３図（ニ）の
波形で示され、微分回路１２を通り、かつ正のパルスだ
けが出力されるよう波形整形された第３図（ホ）で示さ
れる波形となり、前記象限判定回路のサンプル信号とな
る。
波形で示され、微分回路１２を通り、かつ正のパルスだ
けが出力されるよう波形整形された第３図（ホ）で示さ
れる波形となり、前記象限判定回路のサンプル信号とな
る。
ここで３６０°の位相差の測定を行う場合には、象限判
定信号としての２進数表示（第３図（ハ））を、第４図
に示すように平面上の各象限■〜■に対応させ、右廻り
矢印ＡＲに何回、左ＪＦＩ矢印ＡＬに何回回転したかを
計舷する。これは単にある特定の前後隣り合う２カ所の
象限について測定することで十分である。いま、簡単の
ため第１象限■および第２象限■について考えると、第
２象限から出発して位相が３６０度進んだ場合、■→■
→■→■→■と各部［を通り、ふたたび第２象限へと変
化したことになるので、第１象限から第２象限への変化
を検出することで実現できる。
定信号としての２進数表示（第３図（ハ））を、第４図
に示すように平面上の各象限■〜■に対応させ、右廻り
矢印ＡＲに何回、左ＪＦＩ矢印ＡＬに何回回転したかを
計舷する。これは単にある特定の前後隣り合う２カ所の
象限について測定することで十分である。いま、簡単の
ため第１象限■および第２象限■について考えると、第
２象限から出発して位相が３６０度進んだ場合、■→■
→■→■→■と各部［を通り、ふたたび第２象限へと変
化したことになるので、第１象限から第２象限への変化
を検出することで実現できる。
また位相が３６０度遅れた場合は、今後は第２象限から
第１象限への変化を検出すればよい。これもの位相の進
み遅れの検出には、１サンプル前の象限を記憶している
象限記憶回路１４と方向判定回路１５とが用いられる。
第１象限への変化を検出すればよい。これもの位相の進
み遅れの検出には、１サンプル前の象限を記憶している
象限記憶回路１４と方向判定回路１５とが用いられる。
これらの検出信号を７ツプ／ダウンカウンタ−６のアッ
プパルスまたはダウンパルスとしてそれぞれカウントす
ることＫよシ、５６０度の整数倍の変化を測定し読出し
／表示回路に表示することが可能になる。
プパルスまたはダウンパルスとしてそれぞれカウントす
ることＫよシ、５６０度の整数倍の変化を測定し読出し
／表示回路に表示することが可能になる。
第５図は本発明の象限判定回路１３、象限記憶回路１４
、方向判定回路１５およびアップダウンカウンタ１６の
具体的実施例を示す回路図である。
、方向判定回路１５およびアップダウンカウンタ１６の
具体的実施例を示す回路図である。
前記分波および遅延された測定信号Ａ （ｔ）およびＡ
（ｔ−一つは微分回路出力のサンプルパルス信号が加え
られた時刻毎に対応した位相状態を示す。
（ｔ−一つは微分回路出力のサンプルパルス信号が加え
られた時刻毎に対応した位相状態を示す。
すなわち象限判定を行うために、反転回路２１．２２お
よび論理積（ＡＮＤ ）回路３１〜３４から構成される
回路に入力される。４つの位相状態に対応してサンプル
信号ごとに論理積（ＡＮＤ ）回路３１〜３４は出力の
いずれが１つに「１」が生じ、フリッグ７０ングＦＦ、
、〜１４に加えられる。７リングフロツプＦＦ２１〜鵞
４は１サンプル前の信号の状態を記憶する隣や合った象
限を比較することで方向判定を行うためには、少くとも
隣り合う象限でかつ１サンプル前の状態と比較するため
４個の７リツプ７０ツブＦＦＩＩ 、 Ｉ！ 、 ２１
、２！の出力の組合せを検出すれば良い。この関係を
第１表に示す。論理積（ＡＮＤ）回路３５出力は第１象
限から第２象限に変ったとき、信号を送出しアップダウ
ンカウンタ１６ヲアツプさせ、又論理回路３６出力は第
２象限から第１象限に加わったとき信号を送出しアップ
ダウンカウンタ１６をダウンさせる。このようにしてア
ップダウンカウンタ１６の出力が位相差を示す。
よび論理積（ＡＮＤ ）回路３１〜３４から構成される
回路に入力される。４つの位相状態に対応してサンプル
信号ごとに論理積（ＡＮＤ ）回路３１〜３４は出力の
いずれが１つに「１」が生じ、フリッグ７０ングＦＦ、
、〜１４に加えられる。７リングフロツプＦＦ２１〜鵞
４は１サンプル前の信号の状態を記憶する隣や合った象
限を比較することで方向判定を行うためには、少くとも
隣り合う象限でかつ１サンプル前の状態と比較するため
４個の７リツプ７０ツブＦＦＩＩ 、 Ｉ！ 、 ２１
、２！の出力の組合せを検出すれば良い。この関係を
第１表に示す。論理積（ＡＮＤ）回路３５出力は第１象
限から第２象限に変ったとき、信号を送出しアップダウ
ンカウンタ１６ヲアツプさせ、又論理回路３６出力は第
２象限から第１象限に加わったとき信号を送出しアップ
ダウンカウンタ１６をダウンさせる。このようにしてア
ップダウンカウンタ１６の出力が位相差を示す。
第１表
第２表
また第２表は９０°変化を単位として位相変化を測定す
る場合の方向と変化を検出する論理積（ＡＮＤ）回路の
機能を示したものである。
る場合の方向と変化を検出する論理積（ＡＮＤ）回路の
機能を示したものである。
このようＫして本実施例のように周期Ｔの４分の１の遅
延回路を用いた位相差測定装置は、最大位相変化量とし
て１サンプル時間に９０度までが測定可能であり、しか
も分周器による方法に比べ時間分解能が格段に優れてい
る。なお、第５図において破線の部分は説明上示しであ
るが実際の回路の場合なくともよい。また、本発明の説
明を簡単にするため測定信号ｔ−２波に分波し、遅延回
路は周期Ｔの４分の１の場合について説明を行ったが、
４分の１に限らずさらに細分することにより小さい位相
変化を測定することができる。
延回路を用いた位相差測定装置は、最大位相変化量とし
て１サンプル時間に９０度までが測定可能であり、しか
も分周器による方法に比べ時間分解能が格段に優れてい
る。なお、第５図において破線の部分は説明上示しであ
るが実際の回路の場合なくともよい。また、本発明の説
明を簡単にするため測定信号ｔ−２波に分波し、遅延回
路は周期Ｔの４分の１の場合について説明を行ったが、
４分の１に限らずさらに細分することにより小さい位相
変化を測定することができる。
第６図に周期Ｔの５分の１の遅延により７２゜（５６０
’１５ ）の変化を測定する他の実施例装置の場合の回
路を示し、各部の波形を第７図（ａ）と第７図（ｂ）に
示す。
’１５ ）の変化を測定する他の実施例装置の場合の回
路を示し、各部の波形を第７図（ａ）と第７図（ｂ）に
示す。
上記例では、信号Ａ （ｔ）を測定信号、信号Ｂ （ｔ
）を基準信号と設定したが、これは逆に設定しても同様
に本発明を実施することができる。
）を基準信号と設定したが、これは逆に設定しても同様
に本発明を実施することができる。
以上説明したように本発明の位相差測定装置は基準信号
の周期ごとに位相差を測定することによシ、時間分解能
を悪（することなく１．大きな３６０度の整数倍の位相
差あるいは３６０度のＮ分の１の整数倍の位相差を正し
く測定することが可能になる。
の周期ごとに位相差を測定することによシ、時間分解能
を悪（することなく１．大きな３６０度の整数倍の位相
差あるいは３６０度のＮ分の１の整数倍の位相差を正し
く測定することが可能になる。
第１図は、本発明の実施例装置の配置を示す概要図。
第２図は、本発明実施例装置のブロック構成図。
第３図は、第２図の各部の信号波形図。
第４図は、第３図の信号用の象限判定図。
第５図は、本発明実施例装置の！気回路図。
第６図、第７図は本発明の他の実施例のブロック構成及
び信号波形図。 １・・・発振器、２・・・測定信号Ａ （ｔ）、３・・
・基準信号Ｂ （ｔ）、４・・・位相差測定回路、５・
・・測定物件、１１．４１．４２．４３．４４・・・遅
延回路、１２・・・微分回路、１３・・・象限判定回路
、１４・・・象限記憶回路、１５・・・方向判定回路、
１６・・・アップダウンカウンタ、２１．２２．２３．
２４．２５，２６・・・反転回路、３１．３２．３３．
３４・・・論理積（ＡＮＤ ）回路、ＦＦ１． 、 Ｆ
Ｆ１．、ＦＦ１．、ＦＦ、４、ＦＦ２１． ＦＦｚｘ、
ＦＦｔＨ，ＦＦ２４ °°・フリップフロッグ。 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 ｉｉ 口 ；￥１３ 回 肩４ 図 ′１１５ 図
び信号波形図。 １・・・発振器、２・・・測定信号Ａ （ｔ）、３・・
・基準信号Ｂ （ｔ）、４・・・位相差測定回路、５・
・・測定物件、１１．４１．４２．４３．４４・・・遅
延回路、１２・・・微分回路、１３・・・象限判定回路
、１４・・・象限記憶回路、１５・・・方向判定回路、
１６・・・アップダウンカウンタ、２１．２２．２３．
２４．２５，２６・・・反転回路、３１．３２．３３．
３４・・・論理積（ＡＮＤ ）回路、ＦＦ１． 、 Ｆ
Ｆ１．、ＦＦ１．、ＦＦ、４、ＦＦ２１． ＦＦｚｘ、
ＦＦｔＨ，ＦＦ２４ °°・フリップフロッグ。 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 ｉｉ 口 ；￥１３ 回 肩４ 図 ′１１５ 図
Claims (1)
- （１）測定信号または基準信号の一方が接続された第一
の入力端子（Ａ（ｔ））と、 測定信号または基準信号の他方が接続された第二の入力
端子（Ｂ（ｔ））と、 上記第一の入力端子の信号をその同期のＮ分の１（Ｎは
６以上の整数）の時間だけ遅延させる遅延回路（１１）
と、 上記第二の入力端子の信号を微分する微分回路（１２）
と、 上記第一の入力端子の信号および上記遅延回路の出力信
号の論理積と上記微分回路の信号出力タイミングでとる
回路を含み上記入力端子の信号および上記遅延回路の出
力信号の位相の象限判定を行う象限判定回路（１５）と
、 この象限判定回路の１周期前の象限を記憶する象限記憶
回路（１４）と、 上記象限判定回路の出力と象限記憶回路の出力との論理
積をとる方向判定回路（１５）と、を含み、 測定信号と基準信号の位相差が前取て定めた角度以上に
変化する毎にカウントアツプあるいはカウントダウンす
るアップダウンカウンタ（１６）とを備えたことを特徴
とする位相差測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12403382A JPS5915324A (ja) | 1982-07-15 | 1982-07-15 | 位相差測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12403382A JPS5915324A (ja) | 1982-07-15 | 1982-07-15 | 位相差測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5915324A true JPS5915324A (ja) | 1984-01-26 |
Family
ID=14875359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12403382A Pending JPS5915324A (ja) | 1982-07-15 | 1982-07-15 | 位相差測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5915324A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62140072A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-23 | ドイチエ・アイテイ−テイ−・インダストリ−ズ・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクタ・ハフツンク | デジタル位相計回路 |
| JP2020046257A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 富士電機株式会社 | 無線温度測定システム |
-
1982
- 1982-07-15 JP JP12403382A patent/JPS5915324A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62140072A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-23 | ドイチエ・アイテイ−テイ−・インダストリ−ズ・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクタ・ハフツンク | デジタル位相計回路 |
| JPH0664099B2 (ja) * | 1985-12-12 | 1994-08-22 | ドイチエ・アイテイ−テイ−・インダストリ−ズ・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクタ・ハフツンク | デジタル位相計回路 |
| JP2020046257A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 富士電機株式会社 | 無線温度測定システム |
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