JPS6022672A - 平均周波数測定装置 - 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】 この発明は間欠的に与えられるパルス変調信号の搬送周
波数を測定するに適した平均周波数測定装置に関し、肋
に比較的短かい時間に精度よく平均周波数を′６１１Ｊ
定できるように構成したものである。

〈発明の背景〉 例えばレーダに用いられるパルス変調信号は搬送信号の
周波数がギガヘルツ帯であってこの搬送信号が数１’０
Ｉ（Ｈｚで断続されてパルス変調信号として送出される
。このようなパルス変調信号では１パルスに含まれる搬
送波の波の数は非常に少ないため１パルス分の搬送波の
彼のｖｌ・七その６：・ｉ　ンｊ１時間Ｔから〒を演算
して周波数をめてみても誤差が犬きく信顆性が低い。

このため一般にパルス変調波の多数回に含−止れる搬送
波の波の数Ｆを計数し、その波の数Ｆを計数した時間の
累積値Ｔにより平均化して周波数をめている。このよう
にして測定した平均周波数は計数した搬送波の波の数Ｆ
が多い程信頼性が高くなる。以下にその理由を第１図に
示す従来の平均周波数測定装置により説明することとす
る。

〈従来技術〉 従来の平均周波数測定装置は第１図に示すように入力端
子１ｏに与えられた被測定信号は遅延回路１１を通じて
ゲート回路１２に供給され、そのゲート出力が計数回路
１３で加涛−計数される。被測定信号が第２図Ａに示す
ようにパルス変調波、つまシ搬送波をパルスで１０−０
チ笈論した喀絖波、いわゆるバースト信号の搬送波周波
数を測定するには、そのパルス変調波の期間内において
のみ周波数を計数しなければならない。このために入力
端子１０に与えられた被測定信号は遅処回Ｆ６１１の前
段側から分岐されて検波回路１４に供給され、その包絡
検波出力（第２図Ｂ）はゲート回路１５を】１０じてゲ
ート信号発生回路１６に供給される。

ゲート信号発生回路１６はクロック信号と同期したゲー
ト信号を発生するものであって、例えばＤタイプのフリ
ップフロップで構成することができる。フリップフロッ
プのデータ端、子りにゲート回路１５の出力が供給され
る。このフリップフロップのクロック端子にはクロック
信号Ｃ（第２図Ｃ）が供給されるが、このクロック信号
として位相がランダムに変化するものが用いられる。つ
まりクロック信号Ｃによってゲート回路１２を開閉する
ゲート信号が作られるが、クロック信号Ｃと被測定信号
Ａの位相が一致しているとすると、ゲート回路１２を通
過する被測定信号Ａの波の端数分が切すてられてしまい
、１サイクル分の誤差が毎回信号Ｃの位相をランダムに
変動させ被測定信号の計数誤差の発生を平均化するよう
にしている。

従って端子１７よりのタロツク信号は位相変調器１８で
ランタム信号発生器１９よりのランタ゛ム４６号によっ
て位相をわずかに変動させ、その位相　゛変調されたク
ロックがゲート信号発生回路１６をＷ成ｆるフリップフ
ロップのクロック端子に供給される。

ゲート信号発生回路１６を構成するフリップフコツブの
Ｑ出力はその立上りが位相変調器１８の出力クロック（
第２図Ｃ）と一致し、かつ立下りもそのクロックと一致
し、クロックによってパルス幅が規定される。このケー
ト仏号は第２図１〕に示すものとなり、これがゲート回
路１２及び２１に供給されてこれらゲートが開閉制御さ
れる。ゲート回路２１には位相変版器１８」：りのクロ
ック信号が供給されている。ゲート回路２１の出力は計
数回路２２によシ加算計数される。端子２５には測定時
間の設定値が供給される。これと計数回路２２の割数値
、つまシ計数回路１３が搬送信号を計数している時間の
累積値とが制御回路２６で比較され、一致するとゲート
エ５が閉じるようにｆｉｔ！Ｉ御回路２６からは第２図
Ｆに示すようなゲート信号が発生している。

このようにしてゲート信号発生回路１６から傾数回のゲ
ート信号が発生し、そのゲート信号によってその都度ゲ
ート回路１２，２］が開かれ、その時それぞれを通過す
る入力信号及びクロック信号は計数回路１３．２２で加
算計数され、これらの計数値Ｆ及びＴに対し〒を演算器
２８で演算すれば、その演算結果は測定周波数であり、
表示器３１に表示することができる。

この平均周波数測定装置においてはそのゲート（Ｍ号発
生回路１Ｇの発生ゲート信号の幅をτ、測定期間Ｔｇに
おけるゲート信号の数をＮとすると−１・信号の数Ｎが
多く、測定期間Ｔｇが長い程高い精度となり、更にゲー
ト信号の幅τが長い程測定精度は向上する。尚この測定
精度の単位はＨｚであシ、これが小さ９い程精度が高い
ことを示す二〈平均周波数測定装置の一般的な問題点〉
このようにゲート信号の幅τは入力信号のパルス幅に応
じて変化する。よって入力信号のパルス幅によって測定
精度が変化することになる。必要要がある。従って入力
信号のパルスの幅τが変化した場合にも同一測定精度と
するには、そのτを測定して測定時間Ｔｇを決定するこ
とになるが、τは被測定信号を測定して見る１では不明
であるから測定時間Ｔｇを予め決定することはできず、
常に同一の測定精度で測定するととＵ：できない不都合
が生じる。

このため「特願昭５６−７７８４．８号」によりゲート
信号のパルス幅が変化しても測定精度を自１ｌｒＵ的に
一定にし、つまり設定した測定１ｍ　ＩＩ；ｌ：で周波
数を測定することができる平均ｊ＾ｊ波数１ｊｌｉ定装
置を提案している。

この先に提案した平均周波数測定装置によれば入力信号
の計数及びクロック信号の計数の他に、更にそのケート
信号の数を計数する計数回路を設け、その計数値とクロ
ック信号の計数１ｉ＆とからゲート信号のパルス幅τを
演算し、その演算した値と設定した測定精度Ｒとから測
定期間、つまりＴｇ或はゲー　ト信号の数を決定し、そ
の数になるまで自動的に計数を７Ｉう構成としている。

先に提案した平均周波数測定装置を第３図を参照して説
明しよう。第３図において第１図と対応する部分には同
一符号を付けである。先に提案した装置においては計数
回路２７を設け、この計数回路２７でゲート信号発生回
路１６よシのゲート信号の数Ｎを計数する。計数回路１
３，２２．２７の計数値は演算器２８に入力されておシ
、演算器２８には端子２９より必要とする測定精度Ｒ（
Ｈｚ）が設定入力される。演算器２８において計数回路
２２．２７の各計数値と端子２９の設定した精度とから
必要とする６！１１定期間を演算する。即ち計数回路２
２の計数値Ｔａを計数回路２７の計数値Ｎａで割算すれ
ばゲート信号のパルス幅τがまり、とのτと設定した端
子２９の測定精度Ｒとから　１２ 〒（π）　を演算し、その値よシも大きくなる測定時間
Ｔｇを決定して制御回路２６に与え、この値を越えると
、つまり計数回路２２の計数値がこの値Ｔｇを越えたと
きにゲート回路１５を閉じるようにする。この閉じた後
において計数回路１３１１゛ 、２２の各計数値Ｆ、Ｔより甲を演算器２８において演
算して測定周波数を表示器３１に表示する。

尚この例においては検波器１４の検波出力は直接及び遅
延回路３２を通じてＡＮＤ回路３３に供給される。従っ
て例えば＠４図Ａに示すようなパルス変調の入力信号に
対して検波器１４より第４図Ｂに示す検波出力が得られ
、これに対して遅延回路３２で遅延された遅延時間△ｔ
だけ遅らされ、ＡＮＤ回路３３の出力は第４図Ｃに示す
ように立上りが検波回路１４の立上りより△ｔたけ遅れ
、立下りが検波回路１４の出力と一致したゲート信号が
得られる。ＡＮＤ回路３３の出力がゲート回路１５に供
給される。

一方、この例では位相変調器１７を７エイズロツクルー
ズによって構成した場合を示す。つまり端子１７の基準
クロック信号は位相検波器３４に供給され、電圧制御発
振器いわゆるＶＣＯ３５の出力を分周器３６で１分周し
た信号と位相比較され、その位相比較出力は加算器３７
に供給される。

ＡＮＩ）回路３３の出力はタイミングを取るための遅延
回路３８を通じて標本化保持回路３９に入力され、ラン
ダム信号発生器１９よシの第３図Ｅに示すようなレベル
がランタ゛ムに変化する信号を標本化保持することをＡ
　Ｎ　］）回路３３の立下りより僅か遅れて行い、その
標本化保持値が第４図Ｆのようにゲート信号ごとに変化
し、これが加算回路３７に供給される。この結果ＶＣＯ
３５の発振位相は加算回路３７に与えられる第４図Ｆに
示ず信号によって各ゲート信号ごとに位相が変化する。

ＶＣＯ３５の出力はクロックとしてフリップフロップ１
６のクロック信号及びゲート２１に与えられる。

端子１０よりの入力信号は遅延回路１１を通じてゲート
１２に供給され、この遅延された第３図りに示すパルス
変調波の中央部にゲート信号発生回路１６の出力（第４
図Ｈ）が位置し、ランダム信号発生器１９による位相変
化に拘らず遅延回路１１の出力のパルス変調波内にケー
ト信号が必らず存在するＪうに遅延回路１１の遅延量が
選定される。このゲート信号によってそれぞれゲート回
路１２．２１が制御され、その出力である第４１図Ｊ、
Ｉに示す信号は計数回路１’　３　、２２でそれぞれ計
数される。

この場合ゲート信号発生回路１６からはクロック信号の
正確に整数倍のゲート信号が宿られ、このゲート信号に
よってゲート回路１２．２１か制御される。このケート
信号が適当回数発生したときの計数回路２７の計数値Ｎ
ａの割数回路２２の算され、とのｆｉｆｆｉ　Ｔを知シ
ー１（１）２よりも大きくて　１尤 るまでゲート１５を開く。つまシ餉定精度Ｒを決、１　
１　２ 定しＴかＴ（−）又はＮが（１，Ｊ２　。何れＲτ　Ｒ かより大きくなるとこれを制御回路２６で検出してゲー
ト１５を閉じて測定を中止し、計数回路１３と２２の計
数値Ｆと′ｒａとから演算器２８は平均に表示する。

〈従莱の欠点〉 このように先に提案した平均周波数測定装置は必要な精
度を得るだめの６１す定時間Ｔｇを一自動的に決めて、
その精度が得られるまでゲート１５を開に制御して計数
回路１３と２２にデータを取込むものであり、その途中
においては平均周波数の表示を行なうことはしていない
。つまり計数回路２２の計数値が設定した測定精度を満
す値に達するまの演カー結果は精度の悪いものであるた
めかえって表示しない方がよいとする考えである。

然も第３図に示す回路構成において計数回路２２は１／
１０１１分周器が使われる。この分周器の分周比１／１
０ｎを設定して画定に要する時間Ｔｇを決めるものであ
るからＴｇｉｄｎＯ値によって決められる。従って時間
Ｔｇは０．００１秒、０゜０１秒。

０．１秒、１秒、１０秒、１００秒のような１１目、に
しか設定できない。従って理論上は例えばＴｇ−２秒で
目的とする精度を満す測定イ１＾を得ることができるこ
とが解っていても実際にはＴ　ｇ　＝　１．０秒に設定
しなければならない。このため１Ｏ−２＝８秒の無駄な
時間が空費される。

〈発明の目的〉 この発明では６（１］定の途中において測定１１σを表
示させ理論上必要とする精度が得られる寸での途中の状
態において平均周波数を表示させるように構成したもの
である。但しこの場合、途中妊過を表示していることを
表示面に指示し、その表示は途中経過であることを表示
させる。

〈発明の概要〉 この発明では計数回路２２の桁上出力を計数する手段を
設け、この桁上目数により全体の測定時間Ｔｇを設定で
きるように構成したものである。

このように構成することにより計数回路２２の桁上回数
をＰとすれば計数回路２２の分周比は実例えば０，１秒
、０．２秒、０．３秒・・・・１秒、２秒・・・のよう
に分解能よく設定することができるようになり、必要な
測定Ｊ”７４度を得るだめの１ｉｉｌ＋定時間Ｔ　ｇの
選択度が犬となる。

１だ計数回路２２から桁上信号が出される毎にその桁上
げ回数Ｐと計数回路１３の計数値Ｆとから測定の途中に
おいて平均周波数を表示できる。

〈発明の実施例〉 第５図にこの発明の一実施例を示す。第５図において第
３図と対応する部分には同一符号を付してその重複説明
は省略する。

この発明においては計数回路２２として１／１０ｎ分周
器を用い、この１．／１０ｎ分周器２２の桁上出力を言
１数回路４２に力え、言１数回路４２の計数値を演算器
２８が取込むように構成したものである。

〈発明の動作〉 この発明によれば計数回路２２が１／１０　ｎであり、
その桁上出力を°４′丁　１　−計数 回路４２で計数するから計数回路４２の計数値をＰとす
れば、計数回路２２の分周比は実質的にできる。この結
果Ｔｇは１秒、２秒、３秒・・・又はＯ，１秒、０２秒
・・・・のようにと寸かい分解能で時間を設定できる。

然も計数回路２２から桁上げが行なわれてＰの数が一つ
増加する毎にｐを演算すればＮノ均周波数を演ｑ、する
ことができる。

この演算結果は第６図に示すようにＩ）＝１．、Ｐ＝２
．Ｐ＝３・・・のようにＰの数が増加するに伴なって平
均周波数は本来の平均最終値ＦＡ　に漸次収束する。こ
の収束していく様子を見ているととによりゲート時間Ｔ
ｇが理論上必要とする１１８ｉ間Ｔｇに達しなくとも真
値に近い平均周波数値を知ることかできる。この場合、
計数回路４２の目数１直Ｐが設定した精Ｊ度Ｒによって
決捷る時ｙ４Ｊ４　（４１，）　２に満たない時間の間
は表示器３１にその状態であることを表わす、例えば先
頭に（”］等かのネ′１弓を裏示してその状態を表わす
ようにすればよい。

〈発明の効果〉 以」二説明したようにこの発明によれは、全体の測定時
間Ｔｇの選択度が増し、任意に近い自由度で選択でき、
理論上必要な測定時間Ｔｇに最も近い時間を設定できる
。

更に計数回路４２の計数値Ｐが一つ増加する毎に計数回
路１３の計数値ｌ？との間でｒを演算することにより設
定した精度が保証される前の状態で平均周波数の表示を
行なうことができる。このとき精度が保証されていない
ことを表示するからその値を誤って真の測定結果として
取り違えることは々い。然もその表示値を見ていること
によシその表示値が変化しないことを確認すれば精度が
保証される時点に達していなくとも、真の測定値を知る
ことができるから測定時間を短縮することができる。

尚上述では計数回路２２の後段に計数回路４２を設けた
例を説明したが、計数回路２２の桁上げ出力を演算器２
Ｂが取込み、その桁上げ回数を演算器２８自身が計数し
て上述と同様の演算を行なわせるように構成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の平均周波数測定装置を説明するだめのブ
ロック図、紀２図はその動作を説明するための波形図、
第３図は先に本出願人により提案した平均周波数測定装
置を説明するだめのブロック図、第４図はその動作を説
明するだめの波形図、第５図はこの発明の一実施例を説
明するだめのブロック図、第６図はこの発明の詳細な説
明するためのグラフでちる。 １３：パルス変調波の搬送信号波の数を取込む計数手段
、２２：パルス変調波の入力時間を計数する計数手段、
２８：取込まれたパルス変調波の取込回数に対応した平
均値を算出する手段、３１：算出結果を表示する表示手
段。 特許出願人　タケダ理研工業株式会社 代理人草野　卓 手　続　補　正　書（自発） 昭和５９年７月３０日 １、事件の表示 特願昭５８−１３１３４５ ２、発明の名称 平均周波数測定装置 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 タケダ理研工業株式会社 ４、代理人 東京都新宿区新宿４−２−２１　相撲ビル発明の詳細な
説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書１１頁１７行〜１２頁２行「考えである。 ・・・・・・決められる。従って」を［考えである。こ
のため測定を開始してから表示が現われるまで比較的長
い時間がかかる場合があった。 計数回路２２の計数内容を演算器２８に取込んでその剖
゛数１直がらト望の１戦、つまり（−Ｘ−）２になτ　
Ｒ つたかをチェックする３２合ｉｊ　計へ回路２２の計数
内容の取込みを頻繁に行う必要があり、演算器２８の負
担が重くなる。演算器２８よりに−ＸＨＪ　・ご外Ｂに
設定して譜数回銘２２の絹慢′又内容が（７×１）２に
な−ったことを検出する場合は回路構成が比較的複雑に
なる。 計数回路２２として１／１０ｎ分周器を！ｉＪい、分片
出力が（−！−×−！−）２以上を満足するように１／
１０ｎをτ　Ｒ 設定し、計数回路２２から分周出力か得られた時に演算
器２８に割込み、又は制御回路２６へ供給するようにす
れば、演算器２８の負担がなく、かつ回路構成も簡単と
なる。この点から計数回路２２として１／１０ｎ分周器
が使われる。このため」と訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ、パルス変調波の取込み時間の累積値を計ワ１
   １」する計数手段と、 Ｂ、パルス変調波の搬゛送信号の波の数を計測する計数
   手段と、 Ｃ１取込まれたパルス変調波の取込時間に対応した平均
   値を算出する演算手段と、 Ｄ、演算手段の演算結果を表示する表示手段と、を具備
   して成る平均周波数測定装置。