JPS6042382Y2 - Average frequency measuring device - Google Patents

Average frequency measuring device

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JPS6042382Y2
JPS6042382Y2 JP7628481U JP7628481U JPS6042382Y2 JP S6042382 Y2 JPS6042382 Y2 JP S6042382Y2 JP 7628481 U JP7628481 U JP 7628481U JP 7628481 U JP7628481 U JP 7628481U JP S6042382 Y2 JPS6042382 Y2 JP S6042382Y2
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JP
Japan
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signal
output
frequency
phase
gate
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JP7628481U
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Japanese (ja)
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JPS57186876U (en
Inventor
尚治 仁木
Original Assignee
株式会社アドバンテスト
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Publication date
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  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案の入力信号の周波数を複数回測定してその平均
値により入力信号の周波数を測定する平均周波数測定装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to an average frequency measuring device that measures the frequency of an input signal multiple times and measures the frequency of the input signal based on the average value.

このような平均周波数測定装置においては平均周波数測
定のためのゲート信号と入力信号の位相とが一致してい
ると平均化することにより測定精度は向上しない。
In such an average frequency measuring device, if the gate signal for average frequency measurement and the input signal are in phase, the measurement accuracy will not be improved by averaging.

このような点より従来においては第1図に示すような構
成がとられていた。
From this point of view, conventionally a configuration as shown in FIG. 1 has been adopted.

即ち雑音発生器11を設け、その雑音発生器の出力によ
りクロック発生器12よりのクロック信号の位相を変調
器13において変調し、その位相変調されたクロックと
同期してゲート信号発生器14よリゲート信号を発生し
、そのゲート回路信号によりゲート回路15を開閉制御
し端子16からのパルス入力信号を一定期間開いてその
ゲート出力をカウンタ17にて累積計数し平均化回路1
8に累積計数値をゲート信号の数で割算することによっ
て平均周波数を求めていた。
That is, a noise generator 11 is provided, and the output of the noise generator modulates the phase of the clock signal from the clock generator 12 in the modulator 13, and the gate signal generator 14 modulates the phase of the clock signal from the clock signal generator 12 in synchronization with the phase-modulated clock. A signal is generated, the gate circuit 15 is controlled to open and close by the gate circuit signal, the pulse input signal from the terminal 16 is opened for a certain period of time, the gate output is cumulatively counted by the counter 17, and the averaging circuit 1
The average frequency was obtained by dividing the cumulative count value by the number of gate signals.

このように従来の平均周波数測定装置においてはそのゲ
ート信号の位相を変化させることによって入力信号に対
する測定位相をゲート回路信号ごとにランダムに変化さ
せることによって測定精度を向上している。
In this way, in the conventional average frequency measuring device, measurement accuracy is improved by changing the phase of the gate signal to randomly change the measurement phase for the input signal for each gate circuit signal.

このようにこの従来の装置においてはゲート信号の位相
と変化させるため例えばバースト状の入力信号、つまり
搬送波をパルスによって100%変調した断続信号を測
定する場合においては、そのパルスの幅内における搬送
波の周波数を測定することになるが、パルス変調信号に
対してゲート信号の位相が前後に変化してもそのゲート
回路信号が入力パルス変調信号のパルス幅内に入るよう
にする必要がある。
In this way, in order to change the phase of the gate signal in this conventional device, for example, when measuring a burst input signal, that is, an intermittent signal in which the carrier wave is 100% modulated by pulses, the phase of the carrier wave within the width of the pulse is measured. Although the frequency will be measured, it is necessary to ensure that the gate circuit signal falls within the pulse width of the input pulse modulation signal even if the phase of the gate signal changes back and forth with respect to the pulse modulation signal.

よってそれだけゲート信号の幅を狭くする必要があり、
同一測定精度とする場合には測定時間を長く腰つまり平
均するべき測定繰返し数を多くする必要がある。
Therefore, it is necessary to narrow the width of the gate signal accordingly,
In order to achieve the same measurement accuracy, it is necessary to lengthen the measurement time, that is, it is necessary to increase the number of repeated measurements to be averaged.

更に従来においてはゲート信号の位相を変化するために
わざわざ変調器13を設けて行っていた。
Furthermore, in the prior art, a modulator 13 was purposely provided to change the phase of the gate signal.

この考案の目的は比較的簡単な構成で、しかも高い精度
の測定を短時間で行うことを可能とする平均周波数測定
装置を提供することにある。
The purpose of this invention is to provide an average frequency measuring device that has a relatively simple configuration and can perform highly accurate measurements in a short time.

この考案によれば入力信号を局部信号により周波数変換
してその周波数変換された信号をゲート回路を通じてカ
ウンタに供給して周波数を測定するが、その局部信号と
して位相同期ループ、いわゆるPLLによって安定化さ
れた発振器を用い、しかもそのPLLの位相検出回路の
出力に対してランダム信号を重畳する。
According to this invention, the input signal is frequency-converted by a local signal, and the frequency-converted signal is supplied to a counter through a gate circuit to measure the frequency, but the local signal is stabilized by a phase-locked loop, so-called PLL. A random signal is superimposed on the output of the phase detection circuit of the PLL.

これにより局部信号周波数の位相をランダムに変化させ
る。
This changes the phase of the local signal frequency randomly.

しかしゲート回路を開いて周波数変換された入力信号を
計数している間は局部発振器の発振位相を変化させない
ように保持させる。
However, while the gate circuit is open and the frequency-converted input signal is counted, the oscillation phase of the local oscillator is held unchanged.

このようにして比較的簡単な構成て精度の良い比較的短
かい時間で行うことが可能となる。
In this way, it is possible to perform the process with a relatively simple configuration and with high accuracy in a relatively short time.

例えば第2図に示すように入力端子16よりの入力信号
は周波数変換器21において周波数変換される。
For example, as shown in FIG. 2, the input signal from the input terminal 16 is frequency-converted by a frequency converter 21.

その周波数変換器21に対する局部信号は位相同期ルー
プ、いわゆるPLLによって安定化された局部発振器2
2の出力が用いられる。
The local signal to the frequency converter 21 is a local oscillator 2 stabilized by a phase-locked loop, so-called PLL.
2 outputs are used.

即ち局部発振器22としては電圧制御発振器、いわゆる
VCOを用いその発振器22の出力は必要に応じて分周
器23で17Mに分周され、その分周出力は位相検出器
24において基準発信器25の基準信号と位相比較され
、その位相比較出力は後で説明する加算器26を通じ、
更に位相補償回路27を通じてVCO22に制御信号と
して与えられる。
That is, a voltage controlled oscillator (so-called VCO) is used as the local oscillator 22, and the output of the oscillator 22 is divided by a frequency of 17M by a frequency divider 23 as necessary. The phase is compared with the reference signal, and the phase comparison output is passed through an adder 26, which will be explained later.
Furthermore, it is given as a control signal to the VCO 22 through the phase compensation circuit 27.

このようにしてVCO22の発振精度は基準信号発生器
25の精度によって決まり、かつ分局器23の存在によ
って周波数がM倍とされた安定化した局部信号出力が得
られる。
In this way, the oscillation accuracy of the VCO 22 is determined by the accuracy of the reference signal generator 25, and the presence of the divider 23 provides a stabilized local signal output whose frequency is multiplied by M.

このvco 22、分周器23、位相検出器24、加算
器26、位相補償器27により位相同期ループ、いわゆ
るPLL28が構成される。
The VCO 22, frequency divider 23, phase detector 24, adder 26, and phase compensator 27 constitute a phase locked loop, so-called PLL 28.

周波数変換器21の出力は例えば入力信号が局部発振信
号によって中間周波数の信号に変換され、その信号は必
要に応じて増幅器29により増幅されてゲート回路15
に供給される。
The output of the frequency converter 21 is, for example, an input signal converted into an intermediate frequency signal by a local oscillation signal, and the signal is amplified by an amplifier 29 as necessary and sent to a gate circuit 15.
supplied to

又この例においては入力信号が第3図Aに示すようなパ
ルス変調波の場合であり、そのパルス変調波と同期して
その信号の存在する期間内にゲート信号を発生するよう
にした場合である。
Also, in this example, the input signal is a pulse modulated wave as shown in Figure 3A, and the gate signal is generated in synchronization with the pulse modulated wave within the period in which that signal exists. be.

このため中間周波数増幅器29の出力は検波器31にも
供給され、これにより第3図Bに示すような包路線検波
出力が得られる。
Therefore, the output of the intermediate frequency amplifier 29 is also supplied to the wave detector 31, thereby obtaining an envelope detection output as shown in FIG. 3B.

その検波出力の立上りと同期して一定幅のゲート信号が
ゲート信号発生回路14より第3図Cに示すように発生
される。
In synchronization with the rise of the detected output, a gate signal of a constant width is generated from the gate signal generation circuit 14 as shown in FIG. 3C.

このゲート信号がゲート回路15に与えられてゲート回
路15が開閉制御される。
This gate signal is applied to the gate circuit 15 to control opening and closing of the gate circuit 15.

このゲート信号のゲート幅を正確にするためゲート信号
発生器14は基準信号発生器25の精度によって決定さ
れるようになっている。
In order to make the gate width of this gate signal accurate, the gate signal generator 14 is determined by the accuracy of the reference signal generator 25.

ゲート回路15の出力はカウンタ17で累積計数され、
その累積加算値は平均演算回路18で測定回数、即ちゲ
ート信号の数で割算され、その割算結果は表示器32に
周波数として表示される。
The output of the gate circuit 15 is cumulatively counted by a counter 17,
The cumulative addition value is divided by the number of measurements, that is, the number of gate signals, in the average calculation circuit 18, and the division result is displayed on the display 32 as a frequency.

この考案においてはランダム信号発生器33が設けられ
、そのランダム信号発生器の出力がPLL28の位相検
波器24の出力に対して重畳される。
In this invention, a random signal generator 33 is provided, and the output of the random signal generator is superimposed on the output of the phase detector 24 of the PLL 28.

ゲート回路15が開かれている間においては位相検波器
24の出力に重畳されるランダム信号の値は一定に保持
される。
While the gate circuit 15 is open, the value of the random signal superimposed on the output of the phase detector 24 is held constant.

この実施例においては検波器31の出力の立下りでラン
ダム信号発生器33の出力がサンプルホールド回路34
においてサンプルホールドされる。
In this embodiment, when the output of the detector 31 falls, the output of the random signal generator 33 is transferred to the sample and hold circuit 34.
The sample is held at .

そのサンプルホールドされた出力が加算器26に供給さ
れて位相検出器24の出力と重畳される。
The sampled and held output is supplied to an adder 26 and superimposed on the output of the phase detector 24.

例えばランダム信号発生器33より第3図りに示すよう
に振幅がランダムに変化する信号が発生し、この信号は
検波器31の出力の立下りによりサンプルホールドされ
、サンプルホールド回路34より第3図Eに示すような
出力が得られる。
For example, the random signal generator 33 generates a signal whose amplitude changes randomly as shown in Figure 3, this signal is sampled and held by the fall of the output of the detector 31, and the sample and hold circuit 34 generates a signal whose amplitude changes randomly as shown in Figure 3E. You will get the output shown in .

このサンプルホールド回路34の出力は検波器31の出
力立下りから次の立下りまでは一定で変化しないが、そ
のレベルは検波器31の出力の立下りごとにランダムに
変化する。
The output of the sample and hold circuit 34 is constant and does not change from one fall of the output of the detector 31 to the next fall, but its level changes randomly every time the output of the detector 31 falls.

このサンプルホールド回路34の出力は加算器26に供
給される。
The output of this sample and hold circuit 34 is supplied to an adder 26.

従って発振器22の発振位相はサンプルホールド回路3
4よりの出力レベルが変化するごとにランダムに位相が
変化して発振を続けることになる。
Therefore, the oscillation phase of the oscillator 22 is determined by the sample and hold circuit 3.
Each time the output level from 4 changes, the phase changes randomly and oscillation continues.

このため入力端子16の入力信号と発振器22の出力と
の位相関係がランダムに変化される。
Therefore, the phase relationship between the input signal of the input terminal 16 and the output of the oscillator 22 is changed randomly.

よってゲート信号発生器14のゲート信号と増幅器29
の出力信号、つまり入力信号と対応する信号との位相関
係がそのゲート信号の発生ごとに異なった状態となり、
つまりランダムに変化することになる。
Therefore, the gate signal of the gate signal generator 14 and the amplifier 29
The output signal of , that is, the phase relationship between the input signal and the corresponding signal will be in a different state each time the gate signal occurs,
In other words, it will change randomly.

従ってこのようにしてゲート信号ごとに周波数を測定し
てその平均値を求めるときはその平均周波数の測定精度
が向上することになる。
Therefore, when the frequency is measured for each gate signal and the average value is determined in this manner, the accuracy of measuring the average frequency is improved.

以上述べた第2図に示した実施例によればそのパルス入
力信号がパルス変調波の場合においてもその入力変調信
号を充分広い範囲で利用することができ、つまりゲート
信号の位相をランダムに変化させるものでないため、こ
のようなパルス変調信号を測定する場合においてゲート
信号を充分広くすることができる。
According to the embodiment shown in FIG. 2 described above, even if the pulse input signal is a pulse modulation wave, the input modulation signal can be used in a sufficiently wide range, that is, the phase of the gate signal can be randomly changed. Therefore, when measuring such a pulse modulated signal, the gate signal can be made sufficiently wide.

しかし第1図に示した場合においてはゲート信号をラン
ダムにその位相を変化させるため常にゲート信号がパル
ス変調波の中にあるようにゲート信号の幅を狭くする必
要があり、それだけ同一測定精度を得るには多数回の回
数測定を行う必要があり、測定時間が長くなる。
However, in the case shown in Figure 1, since the phase of the gate signal is changed randomly, it is necessary to narrow the width of the gate signal so that it is always within the pulse modulation wave, and this increases the same measurement accuracy. To obtain this, it is necessary to perform measurements many times, which increases the measurement time.

又この第2図に示した実施例においてはそのゲート信号
に対して入力信号の位相を変化させる場合のためのPL
Lの位相検出器の出力に対してランダム信号を重畳して
いるため、第1図に示したような変調器13に対応する
ものは設けることなく簡単に構成することができる。
In addition, in the embodiment shown in FIG. 2, there is a PL for changing the phase of the input signal with respect to the gate signal.
Since a random signal is superimposed on the output of the L phase detector, it can be easily constructed without providing anything corresponding to the modulator 13 as shown in FIG.

更に測定中、つまりゲート回路15が開かれている状態
においては発振器22の位相は変化せず固定位相となっ
ているため測定誤差がそれだけ生じない。
Furthermore, during measurement, that is, when the gate circuit 15 is open, the phase of the oscillator 22 does not change and remains a fixed phase, so that no measurement error occurs.

第2図においては入力信号周波数が高い場合を測定し、
一方基準信号発生器25の周波数は一般に例えばIMH
z又は10MHz程度であり、入力信号がマイクロファ
ンのような場合において局部信号も高い周波数とするた
めPLL28に分周器23を挿入して高い周波数の安定
な局部信号出力を得て入力周波数を正確に測定できるよ
うにした。
In Figure 2, measurements are taken when the input signal frequency is high,
On the other hand, the frequency of the reference signal generator 25 is generally, for example, IMH.
If the input signal is from a micro fan, the frequency divider 23 is inserted into the PLL 28 to obtain a stable local signal output at a high frequency and to accurately determine the input frequency. It was made possible to measure the

しかし入力信号周波数が低い場合においては分周器23
は省略できる。
However, when the input signal frequency is low, the frequency divider 23
can be omitted.

又高い周波数の発振器22を得る場合においても例えば
第4図に示すように発振器22の出力を基準発振器25
の出力でサンブリソゲし、位相検出器24として高調波
位相検波器を用いてその出力を加算器24に供給しても
よい。
Also, when obtaining a high frequency oscillator 22, the output of the oscillator 22 is converted to a reference oscillator 25 as shown in FIG.
A harmonic phase detector may be used as the phase detector 24, and the output may be supplied to the adder 24.

又周波数変換器21としては、いわゆる高周波ミキサー
を用いてもよい。
Further, as the frequency converter 21, a so-called high frequency mixer may be used.

ランダム信号発振器33としては例えばツェナダイオー
ドを用いた雑音源の他に、いわゆるクロックパルスを帰
還回路性の計数器によって計数して疑似ランダムパルス
を発生し、その出力をアナログ信号に変換したものを用
いることもできる。
As the random signal oscillator 33, for example, in addition to a noise source using a Zener diode, a so-called clock pulse is counted by a feedback circuit type counter to generate a pseudo-random pulse, and the output thereof is converted into an analog signal. You can also do that.

そのようにクロックによって雑音を発生する場合におい
ては、先のゲート信号発生器14のゲート信号のパルス
間の期間だけクロックの供給を停止させてカウンタ17
の計数期間中は加算器26に加算されるランダム信号を
一定値に保持するようニジてもよい。
In such a case where noise is generated by the clock, the supply of the clock is stopped only during the period between the pulses of the gate signal of the gate signal generator 14, and the counter 17
During the counting period, the random signal added to the adder 26 may be maintained at a constant value.

又上述においてはこの考案をパルス変調波の搬送波周波
数を測定する場合に適用したが、そのような場合に限る
ことなく連続波の周波数測定にも適用できる。
Further, in the above description, this invention was applied to the case of measuring the carrier wave frequency of a pulse modulated wave, but it is not limited to such a case, but can also be applied to the frequency measurement of a continuous wave.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の平均周波数測定装置を示すブロック図、
第2図はこの考案による平均周波数測定装置の一例を示
すブロック図、第3図はその動作の説明に供するための
波形図、第4図はこの考案による周波数測定装置の一部
変形例を示すブロック図である。 14:ゲート信号発生器、16:入力端子、17:カウ
ンタ、18:平均化演算回路、21:周波数変換器、2
2:局部発振器、24:位相検出器、25:基準信号発
生器、26:加算器、28:P比、31:検波器、33
:ランダム信号発生器、34:サンプルホールド回路。
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional average frequency measuring device.
Fig. 2 is a block diagram showing an example of the average frequency measuring device according to this invention, Fig. 3 is a waveform diagram for explaining its operation, and Fig. 4 shows a partially modified example of the frequency measuring device according to this invention. It is a block diagram. 14: Gate signal generator, 16: Input terminal, 17: Counter, 18: Averaging operation circuit, 21: Frequency converter, 2
2: Local oscillator, 24: Phase detector, 25: Reference signal generator, 26: Adder, 28: P ratio, 31: Detector, 33
: Random signal generator, 34: Sample and hold circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 位相同期ループにより周波数が安定化された局部発振器
と、その局部発振器の出力を局部信号として入力信号を
周波数変換する周波数変換器と、その周波数変換器の出
力が供給されてゲート信号により開閉されるゲート回路
と、そのゲート回路の出力を計数してその計数値を複数
のゲート信号について平均化する平均化計数手段と、ラ
ンダム信号を発生するランダム信号発生器と、そのラン
ダム信号の出力を上記位相同期ループ内の位相検出器の
出力に重畳する加算器と、少なくとも上記ゲート回路が
開いている間は上記加算器に入力されるランタム信号を
変化しないように保持する手段とを具備する平均周波数
測定装置。
A local oscillator whose frequency is stabilized by a phase-locked loop, a frequency converter that uses the output of the local oscillator as a local signal to convert the frequency of the input signal, and the output of the frequency converter is supplied and opened and closed by a gate signal. a gate circuit; an averaging counter that counts the output of the gate circuit and averages the counted value for a plurality of gate signals; a random signal generator that generates a random signal; Average frequency measurement comprising an adder superimposed on the output of a phase detector in a locked loop, and means for holding the random signal input to the adder unchanged at least while the gate circuit is open. Device.
JP7628481U 1981-05-22 1981-05-25 Average frequency measuring device Expired JPS6042382Y2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7628481U JPS6042382Y2 (en) 1981-05-25 1981-05-25 Average frequency measuring device
DE19823219283 DE3219283C2 (en) 1981-05-22 1982-05-22 Average frequency meter

Applications Claiming Priority (1)

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JP7628481U JPS6042382Y2 (en) 1981-05-25 1981-05-25 Average frequency measuring device

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Publication Number Publication Date
JPS57186876U JPS57186876U (en) 1982-11-27
JPS6042382Y2 true JPS6042382Y2 (en) 1985-12-26

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ID=29871977

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7628481U Expired JPS6042382Y2 (en) 1981-05-22 1981-05-25 Average frequency measuring device

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JPS57186876U (en) 1982-11-27

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