JPS62195903A - 周期関数信号発生回路 - Google Patents

周期関数信号発生回路

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JPS62195903A
JPS62195903A JP3738786A JP3738786A JPS62195903A JP S62195903 A JPS62195903 A JP S62195903A JP 3738786 A JP3738786 A JP 3738786A JP 3738786 A JP3738786 A JP 3738786A JP S62195903 A JPS62195903 A JP S62195903A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は同期関数信号発生回路に関するものであり、例
えば周期的なアナログ信号に基づいて計測する回路にそ
の計測の基準となるサインウェーブ信号を供給する回路
に適用して有効な技術に関するものである。
〔従来技術〕
電話通話料金の計測回路は1通常電話交換機に内蔵され
ている。その電話交換機がアナログ信号によって動作す
る場合、断る電話交換機に内蔵される電話通話料金計測
回路もサインウェーブのようなアナログ信号を基準に電
話通話料金の計411を行うに のような電話通話料金計測回路に含まれる従来のサイン
ウェーブ発生回路は、例えば、昭和58年8月20日オ
ーム社発行のr電子通信ハンドブックJ P1409に
記載されているような掛算器、係数回路、及び加算器か
ら構成されるようなディスクリ−1−構成の5次のハイ
・パス・フィルタに、12KHz或いは16KHzのパ
ルス信号を供給してサインウェーブ信号を発生可能に構
成されている。
このサインウェーブ発生回路において、サインウェーブ
信号の出力開始及び終了のタイミングは単に通話の開始
及び終了によって指示される。通話が開始されると、1
2KHz或いは16 K Hzのパルス信号に等しい周
期でサインウェーブ信号が発生され、通話終了と同時に
信号の発生が停止される。その間、電話通話料金計測回
路は、サインウェーブ信号の極性反転回数などをカウン
トし、その回数と信号周期とで決る時間に応じて電話料
金を計測する。
〔発明が解決しようとする問題点〕 上記したサインウェーブ発生回路においては。
サインウェーブ信号の出力開始及び終了のタイミングが
単に通話の開始及び終了によって指示されるだけであか
ら、その出力信号の出力開始及び終了時点における出力
波形は、サインウェーブの半周期の途中になることがあ
る。
このように出力信号が周期の途中で切れると。
サインウェーブ信号を基準にして計測を行う回路におい
ては、サインウェーブ信号が途中で切れた部分は、その
信号の急激な立ち上がりや立ち下がりによる実質的なノ
イズとみなされ、当該信号のS/N比が低下し、それに
よって、実質的な計測精度が低下してしまう。特に、デ
ィスクリート構成の従来のサインウェーブ発生回路は、
その回路規模が大きいばかりでなく、それ自体出力信号
のS/N比が悪い。
本発明の目的は、アナログ周期関数信号の発生及び終了
をディジタル系のコントロールによってその信号周期の
所定位置とすることができる周期関数信号発生回路を提
供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書及び添付図面から明らかになるであろう。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、サインウェーブのディジタルデータを発生可
能なディジタルパターン回路から出力するデータを順次
周期的に選択する選択手段と、サインウェーブ信号の出
力動作の開始及び終了を指示する出力動作指示(=号か
ら動作の開始指示と終了指示とを検出する検出手段と、
この検出手段によって開始指示が検出されたとき、出力
されるべきサインウェーブ信号の周期に対して2倍の周
期を有する基準信号に同期したタイミングで上記選択手
段に選択動作開始指示を与えると共に、上記検出手段に
よって終了指示が検出されたとき、上記基準信号に同期
したタイミングで上記選択手段に選択動作終了指示を与
える制御手段とを含むものである。
〔作 用〕
上記した手段によれば、サインウェーブ信号の出力動作
の開始及び出力動作の終了が基準信号に同期することに
より、その出力信号の出力開始及び終了位置は、当該出
力信号周期の1/2周期における起点又は終点とされる
〔実施例〕
第1図は本発明に係る周期関数信号発生回路の1実施例
を示す機能ブロック図である。同図に示されるものは、
電話通話料金計測回路に含まれるサインウェーブ発生回
路を構成するものである。
断る回路は、電話用C0DEC回路に搭載され。
公知の半導体集積回路製造技術によって形成される。
同図においてDPGは、サインカーブに対応するような
所定ビット数の複数のディジタルデータを発生可能なデ
ィジタルパターン回路であり、特に制限されないが、半
周期弁のサインカーブにおける所定の複数位置に対応す
る9個のディジタルデータを発生可能なゲート・アレイ
、PLA (プログラマブル・ロジック・アレイ)又は
マスクR0M(リード・オンリ・メモリ)などから構成
される。
同図においてCUNTは、上記ディジタルパターン回路
DPGから出力するディジタルデータをそのカウント値
に応じて順次周期的に選択する選択手段としてのアップ
ダウンカウンタである。このアップダウンカウンタCU
 N Tのカウント数はディジタルパターン回路DPG
から出力可能なデータ数に対応する。アップダウンカウ
ンタCUNTには、サインウェーブの半周期を1周期と
するパルス状の基準信号(以下ゼロ・クロス信号とも称
する)Szcが供給される。このアップダウンカウンタ
CU N Tは、斯るアップダウンカウンタCUNTの
カウント開始及び終了をゼロ・クロス信号Scに同期制
御するコントローラC0NTから供給される制御信号φ
。がハイレベルのようなカウント開始レベルにされると
、アップカウントを開始し、それによって、サインウェ
ーブの半周期に相当するディジタルデータを順次ディジ
タルパターン回路DPGから出力させる。アップカウン
トが終了すると、アップダウンカウンタCU N ’r
は、次の周期のゼロ・クロス信号Szcのハイレベルに
よってダウンカウントを開始し、それによって、サイン
ウェーブの次の半周期に相当するディジタルデータが上
記とは逆の順番で順次ディジタルパターン回路DPGか
ら出力される。
上記ディジタルデターン回路DPGの出力端子は、出力
バッファ回路BUFFを介してD/A変換回路DACの
入力端子に結合される。出力バッファ回路BUFFは、
上記ディジタルパターン回路DPGから出力されるデー
タを、上記ゼロ・クロス信号Szeの1/9周期を有す
るサンプリングパルス信号Ssρに同期させて順次D/
A変換回路DACに供給する。D/A変換回路DACは
、供給されたディジタルデータを所定の極性で順次アナ
ログ信号に変換する。アナログ信号の極性は、上記ゼロ
・クロス信号Szcによってコントロールされるもので
、アップダウンカウンタCUNTのカウント動作開始後
におけるゼロ・クロス信号Szcの奇数周期口は正の極
性にされ、偶数周期口は負の極性にされる。第2図の実
線で示される階段波はD/A変換回路DACから出力さ
れるアナログ信号波形であり、各出力レベルにおける出
力時間はサンプリング信号Sspの周期に等しなってい
る。
D/A変換回路DACの出力端子はロウパスフィルタL
PFの入力端子に結合される。ロウパスフィルタLI’
Fは、D/A変換回路DACから供給される階段波状ア
ナログ信号を滑らかにして第2図の鎖線で示されるよう
なサインウェーブ信号を出力する。
ここで、上記アップダウンカウンタCU N Tのカウ
ント開始及び終了を制御するコントローラC○NTは、
その開始及び終了をゼロ・クロス信号Szcに同期制御
するもので、以下そのコントローラC0NTを詳細に説
明する。
第3図はコントローラC0NTの一例を示す回路図であ
る。
同図において5LIletは、サインウェーブ信号の出
力動作の開始及び終了を指示する出力動作指示信号とし
てのメータリング信号である。このメータリング信号S
 metは、特に制限されないが、電話回線接続前に通
話可能な状態が達成されたときハイレベルのような開始
指示レベルにされ、また、通話の終了によって電話回線
が切断されるときにロウレベルのような終了指示レベル
にされる。
同図において1は、上記メータリング信号Smet信号
から動作の開始指示と終了指示とを検出する検出手段で
ある。この検出手段1は、メータリング信号S met
を所定時間遅延させて出力するディレードフリップフロ
ップ回路のような遅延回路DELL、この遅延回路DE
LLからの出力信号S dmetの反転レベル信号と上
記メータリング信号Smetとが供給されるアンドゲー
ト回路ANDl、及び上記遅延回路DELLからの出力
信号S dmetと上記メータリング信号S metの
反転レベル信号とが供給されるアンドゲート回路AND
2から構成される。メータリング信号S metがハイ
レベルのような開始指示レベルにされると、遅延回路D
ELLからの出カイ8号S dietがハイレベルにさ
れるまでの所定時間アンドゲート回路AND1からの出
力がハイレベルにされ、それによってメータリング信号
S metから動作開始指示が検出される。
また、メータリング信号S metがロウレベルのよう
な終了指示レベルにされると、遅延回路DEL1からの
出力信号S dmetがロウレベルにされるまでの所定
時間アンドゲート回路AND2からの出力がハイレベル
にされ、それによってメータリング信JifSmetか
ら動作終了指示が検出される。
同図において2は、上記検出手段1によって開始指示が
検出されたとき、ゼロ・クロス信号Szc同期したタイ
ミングで上記アップダウンカウンタCUNTにカウント
開始指示を与えると共に、上記検出手段1によって終了
指示が検出されたとき、上記ゼロ・クロス信号Szcに
同期したタイミングでアップダウンカウンタCUNTに
カウント動作終了指示を与える制御手段である。
制御手J22は、特に制限されないが、上記アンドゲー
ト回路AND1及びAND2の出力端子が夫々セット端
子S工及びS2に結合されたR8型のフリップフロップ
回路FFI及びFF2が含まれる。これらフリップフロ
ップ回路FFL及びFF2は、上記アンドゲート回路A
ND1及びAND2の検出信号を夫々ラッチするもので
ある。
上記フリップフロップ回路F F 1及びFF2の出力
端子Q1及びQ2は夫々アンドゲート回路AND3及び
AND4の一方の入力端子に結合され、各アンドゲート
回路AND3及びAND4の他方の入力端子には上記ゼ
ロ・クロス信号Szcが共通に供給される。アンドゲー
ト回路AND3の出力端子はR3型フリップフロップ回
路FF3のセット端子S3に結合され、また、アンドゲ
ート回路AND4の出力端子は、オアゲート回路ORを
介してR8型フリッププロップ回路ドF3のリセット端
子R8に結合される。
メータリング信号S metから検出されたハイレベル
の動作開始指示信号が上記フリップフロップ回路FFI
にラッチされると、ゼロ・クロス信号Szcのハイレベ
ルに同期したタイミングでアンドゲート回路AND3か
らハイレベルの信号が出力され、それによって、フリッ
プフロップ回路FF3がセット状態にされ、その出力端
子Q3から出力される制御信号φ。がハイレベルにされ
る。その結果、上記アップダウンカウンタCUNTは、
ゼロ・クロス信号Szcのハイレベルに同期したタイミ
ングによってアップカウントが開始される。
このようにアップダウンカウンタCUNTにおけるカウ
ント開始動作がゼロ・クロス信号Szcのハイレベルに
同期されると、ディジタルパターン回路D P Gから
のデータの出力開始動作乃至出力バッファ回路B UF
 FによるそのデータのD/A変換回路への供給動作が
ゼロ・クロス信号Szcのハイレベルに同期することに
なる。したがって、上記ロウパスフィルタLPFから出
力されるサインウェーブ信号は、信号周期の起点から始
まる信号となる。
一方メータリング信号S metから検出されたロウレ
ベルの動作終了指示信号が上記フリップフロップ回路F
F2にラッチされると、ゼロ・クロス信号Szcのハイ
レベルに同期したタイミングでアンドゲート回路AND
4乃至オアゲート回路ORからハイレベルの信号が出力
され、それによって。
フリップフロップ回路FF3はリセット状態にされ、そ
の出力端子Q、から出力される制御信号φ。
がロウレベルにされる。その結果、上記アップダウンカ
ウンタCUNTは、ゼロ・クロス信号Szcのハイレベ
ルに同期したタイミングでカウント動作が終了される。
このようにアップダウンカウンタCtJ N Tにおけ
るカウント終了動作がゼロ・クロス信号Szcのハイレ
ベルに同期されると、ディジタルパターン回路DPGか
らのデータ出力動作の終了乃至出カバソファ回路BUF
FによるそのデータのD/A変換回路への供給動作終了
がゼロ・クロス信号Szcのハイレベルに同期すること
になる。よって、上記ロウパスフィルタLPFから出力
されるサインウェーブ信号は、その信号の1周期成いは
半周期の終点で、即ち、その出力波形におけるゼロ・ク
ロス・ポイントで終了する信号となる。
上記フリップフロップ回路r” F lのリセット端子
R0は、制御信号φ。を所定時間遅延させて出力するデ
ィレードフリップフロップ回路のような遅延回路DEL
2の出力端子に結合される。それによって、フリップフ
ロップ回路FF1は、制御信号φ。がハイレベルにされ
てから所定時間経過後に、言い換えるなら、アップダウ
ンカウンタCPUNTによるカウント開始後に所定時間
経過したときリセット状態にされる。一方、フリップフ
ロップ回路r・’ F 2のリセット端子R2は、当該
遅延回路D EL 2からの出力信号の反転レベルの信
号が供給される。それによって、フリップフロップ回路
FF2は、制御信号φ。がロウレベルにされてから所定
時間経過後に、言い換えるなら、アップダウンカウンタ
CUNTによるカウント動作終了後に所定時間経過した
ときリセット状態にされる。
また、上記オア回路ORの一方の入力端子には電源投入
時などにおけるイニシャルリセット用のリセット信号S
 resetが供給される。なおフリップフロップ回路
FF3がリセット状態にされて制御信号φ。がロウレベ
ルにされたとき、上記アップダウンカウンタCUNTは
初期状態に戻される。
次に上記コントローラC0NTの動作を第4図をも参照
しながら説明する。
時刻1nにおいてメータリング信号S metがハイレ
ベルのような開始指示レベルにされると、遅延回路DE
LLからの出力信号S dmetが時匂1tsにおいて
ハイレベルにされるまでの所定時間において、アンドゲ
ート回MANDIからの出力が、言い換えるならフリッ
プフロップ回路FFIのセット端子S1の入力信号レベ
ルがハイレベルにされ。
それによって、フリップフロップ回路FFIが時刻t1
1にセット状態とされる。即ち、時刻t。においてメー
タリング信号Smetから動作開始指示が検出され、そ
の検出信号がフリップフロップ回路FFIラッチされる
時刻t、2おいてゼロクロス信号Szcがパルス状にハ
イレベルにされると、アンドゲート回路AND3の出力
がハイレベルにされると共に、その瞬間フリップフロッ
プ回路FF3がセット状態にされ、それによって、フリ
ップフロップ回路FF3から出力される制御信号φ。は
ハイレベルにされる。即ち、ゼロクロス信号Szcのハ
イレベルに同期した時刻時刻t3において制御信号φ。
がハイレベルにされる。その結果、上記アップダウンカ
ウンタCUNTは、ゼロ・クロス信号Szcのハイレベ
ルに同期したタイミングによってアップカウントが開始
される。このようにアップダウンカウンタCUNTにお
けるカウント動作開始がゼロ・クロス信号Szeのハイ
レベルに同期されると、ディジタルパターン回路DPG
からのデータの出力動作開始乃至出力バッファ回路BU
FFによるそのデータのD/A変換回路への供給動作が
ゼロ・クロス信号Szcのハイレベルに同期することに
なる。したがって、上記ロウバスフィルタLPFから出
力されるサインウェーブ信号は、信号周期の起点から始
まる信号となる。制御信号φ。がハイレベルにされたと
き1図示しない交換機は電話回線を所定の回線に接続し
、それと同時にロウパスフィルタLPFから出力される
サインウェーブ信号D outにJ、Sづいて通話料金
の計測を開始する。
例えば、サインウェーブ信号の極性反転回数とその信号
周期とによって決る時間から通話料金を計測する。通話
料金計測の基準となる斯るサインウェーブ信号は、上述
の如く当該信号周期の起点から始まり、途中から始まる
ことはない。したがって、通話料金を計測する回路は、
サインウェーブ信号が周期途中から始まるような急激な
信号レベルの立ち上がりに基因するようなノイズの影響
を受けないから、高精度な計測が可能となる。
なお、フリップフロップ回路FFIは1時刻t3におい
て、遅延回路DEL2からの出力信号に基づいてリセッ
ト状態にされる。
時刻t4においてメータリング信号S metがロウレ
ベルのような終了指示レベルにされると、遅延回路DE
LLからの出力信号S dmctが時刻t、、において
ロウレベルにされるまでの所定時間において、アンドゲ
ート回路AND2からの出力が、言い換えるならフリッ
プフロップ回路FF2のセット端子S2の入力信号レベ
ルがハイレベルにされ。
それによって、フリップフロップ回路FF2が時刻t4
にセット状態とされる。即ち、時刻t4においてメータ
リング信号Smetから動作終了指示が検出され、その
検出信号がフリップフロップ回路FF2ラツチされる。
その後時刻し、においでゼロクロス信号Szcがパルス
状にハイレベルにされると、アンドゲート回路AND4
の出力がハイレベルにされると共に、その瞬間フリップ
フロップ回路FF3がリセット状1なにされ、それによ
って、フリップフロップ回路FF3から出力される制御
信号φ。はロウレベルにされる。即ち、ゼロクロス信号
Szcのハイレベルに同期した時刻時刻t6において制
御信号φ。
がロウレベルにされる。その結果、上記アップダウンカ
ウンタCUNTは、ゼロ・クロス信号Szcのハイレベ
ルに同期したタイミングでカウント動作が終了される。
このようにアップダウンカウンタCU N Tにおける
カウント終了動作がゼロ・クロスffi % S ZC
のハイレベルに同期されると、ディジタルパターン回路
DPGからのデータの出力動作終了乃至出力バッファ回
路BUFFによるそのデータのD/A変換回路への供給
動作終了が、ゼロ・クロス信号Szcのハイレベルに同
期することになる。よって、上記ロウパスフィルタLP
Fから出力されるサインウェーブ信号は、その信号の1
周期成いは半周期の終点で終了する信号となる。
図示しない電話交換機においては、時刻t6において通
話料金の計算を終了する。このように、通話料金を計測
するための基準となるサインウェーブ信号は、その信号
の1周期成いは半周期の終点で終了するから、サインウ
ェーブ信号が途中で切れてその信号レベルが急激に立ち
下がるようなることに基因してノイズとみなされるよう
な信号による誤動作は確実に防止される。なお、フリッ
プフロップ回路FF2は、時刻t7において、遅延回路
DEL2からの出力(it号に基づいてリセット状態に
される。
以上の説明から明らかなように上記実施例においては以
下の効果を得ることができる。
(1)メータリング信号S metによって任意にサイ
ンウェーブの出力開始及び終了が指示されても。
アップダウンカウンタCUNTによるカウント開始及び
終了動作は、検出手段1及び制御手段2の作用によって
ゼロクロス信号Szcに同期されるから、出力されるべ
きサインウェーブ信号は、確実に信号周期の起点から始
まり、且つ、その信号の1周期成いは半周期の終点で終
了することができる。
(2)上記効果より、サインウェーブ信号を基準にして
計測を行う回路においては、サインウェーブ信号が途中
で切れてその部分がノイズとみなされるようなことはな
く、当該信号のS/N比向上により計測精度の向上が達
成される。
(3)アナログ信号波形の起点及び終点をディジタル的
にコントロールするので、そのための回路構成は直接ア
ナログ的にコントロールするものに比べて極めてi素化
され、更に、そのコントロールを容易且つ確実に行うこ
とができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々
変更可能であることはいうまでもない。たとえば、ディ
ジタルパターン回路に格納されるようなデータは、サイ
ンウェーブに限定されず、その用途に応じて種々の周期
関数のデータに変更可能である。更に、格納するデータ
数についても半周期分に対応するものに限定されず、適
宜設定可能である。それに応じて選択手段は、アップダ
ウンカウンタ以外のカウンタやその他の選択回路に変更
可能である。制御手段としては、構成を簡素化するため
にRSフリップフロップ回路を含む構成としたが、その
他のフリップフロップ回路やその他出力タイミングの同
期を採りえる回路構成を採用してもよい。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった技術分野である電話通話料金計測回
路に含まれるサインウェーブ発生回路に適用した場合に
ついて説明したが、それに限定されるものではなく1周
期関数信号を必要とするその他の計測回路や音声信号発
生回路などに広く適用することが可能である。本発明は
、少なくとも、周期関数信号のアナログ系出力をディジ
タル的にコントロールする条件のものには適用すること
ができる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、サインウェーブ信号の出力動作の開始及び出
力動作の終了が基準信号に同期することにより、その出
力信号の出力開始及び終了位置は、当該出力信号周期の
172周期における始点又は終点とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る周期関数信号発生回路の1実施例
を示す機能ブロック図、 第2図はD/A変換された階段波及びサインカーブ信号
を示す出力波形図、 f53図はコントローラの一例を示す回路図、第4図は
動作説明のためのタイムチャートである。 1・・・検出手段、2・・・制御手段、DPG・・・デ
ィジタルパターン回路、CUNT・・・アップダウンカ
ウンタ、C0NT・・コン1〜ローラ、S7.C・・・
ゼロ・クロス信号、Smet・・・メータリング信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、周期関数のディジタルデータを発生可能なディジタ
    ルパターン回路から出力されるデータに基づいてアナロ
    グ周期関数信号を出力する周期関数信号発生回路であっ
    て、上記ディジタルパターン回路から出力するデータを
    順次周期的に選択する選択手段と、周期関数信号の出力
    動作の開始及び終了を指示する出力動作指示信号から動
    作の開始指示と終了指示とを検出する検出手段と、この
    検出手段によって開始指示が検出されたとき、出力され
    るべき周期関数信号の周期に対して所定の周期関係を有
    する基準信号に同期したタイミングで上記選択手段に選
    択動作開始指示を与えると共に、上記検出手段によって
    終了指示が検出されたとき、上記基準信号に同期したタ
    イミングで上記選択手段に選択動作終了指示を与える制
    御手段とを含むことを特徴とする周期関数信号発生回路
    。 2、上記基準信号は、出力されるべき周期関数信号に同
    期し、その2倍の周期を有するパルス信号であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の周期関数信号発
    生回路。
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