JPS60187123A - 可変周波数パルス発生装置 - Google Patents

可変周波数パルス発生装置

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JPS60187123A
JPS60187123A JP59042178A JP4217884A JPS60187123A JP S60187123 A JPS60187123 A JP S60187123A JP 59042178 A JP59042178 A JP 59042178A JP 4217884 A JP4217884 A JP 4217884A JP S60187123 A JPS60187123 A JP S60187123A
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JP
Japan
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data
frequency
output
pulse generator
pulse
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JP59042178A
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English (en)
Inventor
Kazuhito Nakahara
和仁 中原
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、一定周波数の基準クロックパルスから任意
所望の指定された周波数をもつパルス列を作成して出力
する周波数可変のパルス発生装置に関する。
更に詳しくは、PWMインバータの制御装置においては
、インバータ周波数に比例した高周波のクロックパルス
を必要とすることがあり、この場合、インバータ周波数
の周波数精度としては高い周波数精度が要求されるが、
クロック精度としては必ずしも高精度が要求されないこ
とがあり、本発明はかかる用途に用いて好適な可変周波
数パルス発生装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
かかるパルス発生装置は、例えば交流電動機に給電する
PWMインバータ装置の制御回路において、該PWMイ
ンバータの周波数制御用のクロックパルス発生器として
用いられるなど、その用途は広い。かかる周波数可変の
パルス発生装置の既提案例とし′C5特願昭58−06
4457号において提案されている如き「周波数可変の
パルス発生器Jがある。
ここに提案されているノぐルス発生器は、7i%f波駁
fの基準クロックパルスの数の成る指定された整数値N
2ごとに基準クロックパルスを1個間引くことにより第
2のクロックパルスf1を作成し、この第2のクリック
パルスf1を別に指定した成る整数値N1だけカウント
するごとに出力されるパルスかう成るパルス列f。によ
って、平均的になる周波数f。をもったパルスを所望周
波数のパルスとして得るものである(但し、 N2 >
 (Nl +1 )・・・(LA))。
ここで整数N、とN2は所望の周波数f。と基準クロッ
クパルス周波数f。から次のように決定される。すなわ
ち 几は余り) とおき、 N1=Q ・・・・・・ (3) とおくことにより、N2を次の如くめる。
(20式より foQ=fc−几 ・・・・・・(6)であるから、こ
れを(5)式に代入してしたがって、上記(1)式の整
数Nlは上記(2)式の演算結果を用いて(3)式で与
えられ、またN2としては上記(7)式で与えられる値
に最も近い整数が与えられる。
かかる既提案の周波数可変のパルス発生器により可変周
波数のパルスを得る場合、次のような不具合点を生じる
。すなわち整数N1.N2に対して一つの周波数f。1
が のように決められるが、次に選べる周波数f。□は(8
)式のN2を(N2+i )と置き直してで与えられる
。したがって、出力周波数f。1付近では次式で示す精
度りでしか周波数を設定できない。
例えば、基準クロックパルスの周波数をf。==1、2
5 MHzとし、出力周波数としてfo = 60 K
Hz付近の場合を考えると、Xは上記(2)式より1.
25X10 X= −= 20.8 0X10 となるため上記(3)式よりNl = 20となる。こ
の場合N2として選べる最小値は上記(IA)式よりN
2−22となる。それ故、この値を(10−2)式に代
入すると となる。このことは、かかるパルス発生器の周波数設定
精度が前述のような条件のもとでは最恋の場合、平均的
に0,1%程度であることを意味する。
しかしながら、例えば繊維工業等に用いられるインバー
タでは0.05%以下の周波数精度が必要な場合があり
、このような場合にはかかるパルス発生器を用いること
ができない。
〔発明の目的〕
本発明は上述のような従来の技術的事情を克服するため
になされたものであり、従って本発明は、周波数精度の
より高い可変周波数パルス発生装置を提供することを目
的とする。
〔発明の要点〕
この発明は、一定のデジタル設定データf5を一定の周
期(繰り返し周波数f。)で任意の初期値に連続的に加
算してゆくと、加算結果としての各デジタルデータにお
ける各ビット桁のうち、デジタル設定データf、の最上
位桁に等しいか、それより高い任意特定のビット桁にお
ける論理値の周期的変化は、平均的にデジタル設定デー
タfsの表わす周波数に比例することに着目して、高精
度の可変周波数パルスを得るようにした点を要点として
いる0 〔発明の実施例〕 次に図を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、2は本発明による可変周波数パルス発生装
置、21はデジタル加算器、22はデータ保持回路、2
3は基準パルス発生器、である。
第1図において、fsは所望の任意の周波数設定値を表
わす設定データであり、2進のデータとして与えられて
いる。2進のデジタル加算器21では、データ保持回路
22に保持されているデータθ1と周波数設定データf
8を与えられ、両者の加算値θ2−θ1+f5を演算し
出力する。この出力データθ2は、例えば基準パルス発
生器23からの出力パルス(基準周波@f、のパルス)
の立ち上がりエツジを契機としてデータ保持回路22に
保持され、出力される。
このような回路41+7成におい−C1基準パルス発生
器23からの出力パルスの周波数をfcとすると、2進
デジタル加算器21の出力データθ2は毎秒、〔fcx
fs〕の割合でデータ値が増加する。そしてこの出力デ
ータθ2が、結局データ保持回路22を介しθ1として
出力される。この出力データθ1における特定ビット桁
θm(但し、θ。、は設定データf、の最上位桁に等し
いが、!!12いはそれより高い任意特定のビット桁)
に注目すると、前述のように出力データθ2が毎秒、 
(f、xf、)の割合でそのデータ値が増加するのに対
応して特定ビット桁θmの論理値(Oまたは1)が変化
するが、その周期的変化は前記周波数設定データf、の
表わす周波数に比例するもので、本発明はこのことを利
用するものであることは先にも説明したが、以下、この
点を具体的に例を挙げて説明する。
今、デジタル加算器21における初期線を零とし、fS
=1の場合とf、=2の場合を考えて比較するものとす
る。
最初にfS=1の場合を考える。このときの出力データ
θ1の値は、毎秒fc回の割合で1(10進数)ずつ増
加してゆく。この増加してゆくデータを順に2進データ
として表現すると、表1の如くなる。
表1 次に、fs=2の場合を考えると、このとき出方データ
θ1の値は、毎秒fc回の割合で2(10進Wi、)ず
つ増加してゆく。この増加してゆくデータを順に2進デ
ータとして表現すると、表2の如くなる。
(fs=2)の場合 表2 さて、表1、表2における2進表示の22の桁に注目す
る。表1におけるそれを〔θm )1とし、表2におけ
るそれを〔θm)2として、それぞれ各表において上か
ら順に論理値(1または0)を抜き出して並べると次の
如くなる。
〔θm〕□−(000011110000)〔θm)2
’[001100110011)ここで、上記〔θm 
) 1を表わすパルス波形を示すと、第2図0)の如く
なり、上記しθm ) 2を表わすパルス波形を示すと
、第2図(ロ)の如くなる。
両者を対比すれば明らかなように、同じ期間Tにおいて
s l:’m〕1つまりf3−1の場合にはパルスが1
個であるのに対し、〔0m12つまりf、=2の場合に
はパルスが2個である。このことは、すでに説明したよ
うに、第1図において、出力データθ1の特定ビット桁
θmにおける論理値の周期的変化を取り出せば、それに
よって周波数設定データfsの表わす周波数に比例した
周波数をもつパルス列を作り出せることを示している。
再び第1図を参照する。デジタル加算器21の出力デー
タθ2における第mビット目の論理値は、平均的に次式
の周期【でその値が変化する。
但し 2 ≧fs ・・・・・・a邊 すなわち、加算器21の出力データθ2における第mビ
ット目のデータは平均的に次式の周波数f(m)をもっ
たパルス列となりうる。
f(m) = − t この場合、上述の周波数f (m)に含まれる周波数誤
差Δf (m)としては、周波数設定値f5を設定する
設定器の分解能に起因する誤差Δf1と、基準周波数精
度に起因する誤差Δf3の和として与えられるが、基準
パルス発生器として周波数精度の高い水晶発振器等を用
いて(Δf、+Δf2)>>Δf3とすると Δf(rn)−Δf1+Δf2 ・・四囲となる。ここ
でΔf1.Δf2は次式で与えられる。
但し、nは周波数設定器における設定データfsのビッ
ト数、kは出力周波数f (m)のサイクル数Δf2=
f(m)718曲・・(則 したがって、 ・・・・・・(17) となる。それ故、周波数f (m)における周波数精度
D(m)は となる。ここで従来技術の説明に際して用いたのと同じ
条件で周波数精度を比較する。従来技術では、周波数精
度は何サイクル平均してもD= 0001程度である。
これに対し本発明によると、f(rn)=60 (KH
yj 、fo= 1.25MHz、 n=15 (ピッ
ト)とおくと、周波数精度は次式で与えられる。
= 0.000015+0.048X丁 ・・・・・・
 (+9+したがって、周波数f(m)の1サイクル平
均で%j、、 l)(m)−(1,(14f1.’:な
旧−il 1ll(敵情)q”け、悪いが、i、ooo
−uイクル平均ではD(m) = 0.000063と
なり、度好な周波数精度が得られる。
第31’uは本)h明によるパルス発生装置を用いたJ
”WM(パルス’l’lil鎚が11)波形演算装置の
構成例を示すブロック図である。同図において、2は第
1図に示した本発明による可変周波数パルス発生装置t
 21?あり、その中で基準パルス発生器の基準発に最
も近い整数値が与えられる。なお、このような設定値f
5の演算はマイクロコンピュータ等により容易に行える
のでここではこれ以上1.説明しない。
このような条件のもとて加算器21の出力データ、それ
故、データ保持回路22の出力データにおける第mビッ
ト目の論理値θmの周期的変化から平均周波数f (m
)のパルス列が得られる。このパルス列は2進10ビツ
トのカウンタ3のクロック端子に導かれ、その出力はR
OM4のアドレス端子に導かれている。
几OM4はIKビットのメモリであり、例えば第4図(
a)に見られるような正弦波と三角波の切り合いにより
得られるPWM波形(第4図b)の−へ周期分のデータ
が2 個に分割されて記憶されている。
このような構成においてはカウンタ3に供給されるり四
ツクパルスの周波数精度は例えばf (m) =60 
KHz付近では、1サイクル平均ではD(m) =00
48程度であるが、PWM波形の一周期平均の周波数(
約aonz)の精度は0.00006程度となる。
なお、lit!2図の回路構成において、カウンタ3を
除去し、陪1図のデジタル2進信号θ1を直接11、 
OM、 4に導いても第3図の場合と同様の周波数精度
でROM4を読出してPWM波形を得ることができる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、所望の周波数を表わすデジタル設定
データを一定周期で任意の初期値に繰り返し加算してゆ
くことにより、各加算結果の出力として、平均的に該デ
ジタル設定データに比例した高精度の可変周波数パルス
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本発明の動作原理を示すための説明図、第3図は本発明
によるパルス発生装置の応用例を示すブロック図、第4
図は第3図におけるROM4の記憶内容とその作成経過
を示す波形図、であるO 符号説明 2・・・・・・本発明による可変周波数ノくルス発生装
置、21・・・・・・デジタル加算器、22・・・・・
・データ保持回路、23・・・・・・基準パルス発生器
、3・・・・・・カウンタ、4・・・・・・ROM 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第」図 第2図 T□ 一一−,−−−一−−−T 第、1図 第41図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. l)一定周期(周波11fc)で基準パルスを発生する
    基準パルス発生器と、デジタル加算器と、該加算器出力
    を前記基準パルス発生器からの基準パルスの発生タイミ
    ングで順次取込み、データとして保持し出力するデータ
    保持回路と、から成り、前記デジタル加算器は、任意の
    設定周波数f、を表わす設定データと前記データ保持回
    路から順次U」力される出力データとの間で順次加算を
    行ない、各加評結果を加算器出力として前記データ保持
    回路に向けて出力し、前記データ保持回路から順次出力
    される出力データの特定ピット桁位置における論理値の
    周期的変化を検出することにより前記設定周波数f、に
    等しい周波数をもったパルス列を得るようにしたことを
    特徴とする可変周波数パルス発生装置。
JP59042178A 1984-03-07 1984-03-07 可変周波数パルス発生装置 Pending JPS60187123A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5729166A (en) * 1996-06-10 1998-03-17 Motorola, Inc. Digitally implemented frequency multiplication circuit having adjustable multiplication ratio and method of operation
US6822492B2 (en) 2001-01-17 2004-11-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Variable-frequency pulse generator
US6859752B2 (en) 2001-02-27 2005-02-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Speed adjustment control method

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DE10195741B3 (de) * 2001-01-17 2013-06-13 Mitsubishi Denki K.K. Impulsgenerator mit variabler Frequenz
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