JPS6312403B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロータリーエンコーダからのパルス
信号をアツプダウンカウンタで計数し、プログラ
マブル分周器の分周比を設定する回路に関し、大
巾な設定値の変更に際しては迅速に、また微細な
設定値の変更に関しては、きめ細かく設定変更で
きるようにするものである。

一般に、例えばPLL（フエーズロツクドルー
プ）回路等を利用したデイジタル発振回路におい
て、その発振周波数を変更するのには、プログラ
マブル分周器の分周比を変更して行なう。分周比
の設定には、スイツチ等で行なう場合もあるが、
操作性の点から、ロータリーエンコーダを用い
て、ダイヤル形式にしたものも多く使用されてい
る。

第１図は、ロータリーエンコーダの一例を示す
原理図で、等間隔に配置された貫通孔１……を有
し、かつダイヤルの回転に同調して回転する円板
２の両側に、発光素子３・３′および受光素子
４・４′を、貫通孔１と直線的に配置する。いま
貫通孔１の数をＮとすると、円板２の中心に対し
て貫通孔１の間隔Ｃは、360゜／Ｎの角度をもつ。
そのとき発光素子３・３′あるいは受光素子４・
４′の相互の間隔Ｓを間隔Ｃより小さくすると、
受光素子４・４′からのパルス信号は各々第１図
ｃのP₁・P₂に示すように、位相差ｄをもつて現
われる。この位相差ｄを持つた、２つのパルス信
号P₁・P₂の到来するタイミングを、適当に処理
することにより、ダイアルの回転方向を検知する
と共に、回転数に比例したパルス数のパルス信号
を出力せしめるものであり、既知の手段である。

上記のようなロータリーエンコーダを用いた、
プログラマブル分周器の分周比の設定は、従来次
の様に行なわれていた。第２図は、PLL回路を
用いた発振器における、プログラマブル分周器の
従来方法による、分周比設定回路の一例である。

同図において、５は基準発振回路であり、その
出力を分周器６で分周して基準信号frを作り、位
相検波器７に入力する。一方、位相検波器７に
は、出力信号foをプログラマブル分周器８に設定
された、分周比Ｎで分周された比較信号fcも入力
され、これら両信号fr・fcの位相差に応じた直流
電圧Vdを出力する。この直流電圧Vdは低域波
器９で平滑化された後、電圧制御発振器１０に印
加され、比較信号fcが基準信号frと等しくなるよ
うに、出力信号foの変化をなさしめる。

プログラマブル分周器８は、説明の便宜上、本
例ではプログラム可能部分を４段構成とし、全体
が０とならないように、５段目に固定分周比の分
周器８ｅを挿入してある。１段目８ａは一の位、
２段目８ｂは十の位、３段目８ｃは百の位、４段
目８ｄは千の位、５段目８ｅは万の位の分周比Ｎ
を設定する。即わち、１段目８ａの設定値をn₁、
２段目８ｂの設定値をn₂、３段目８ｃの設定値を
n₃、４段目８ｄの設定値をn₄とし、５段目８ｅの
分周比を１／１とすると、分周比Ｎはn₁＋10n₂＋
100n₃＋1000n₄＋10000n₅で表わされる。従つて本
例では、分周比Ｎは10000から19999まで設定可能
である。分周比Ｎは、アツプダウンカウンタ１１
により設定され、プログラマブル分周器８の各段
８ａ〜８ｄに対応して、該カウンタ１１の各段１
１ａ〜１１ｄが配置される。設定値は各桁毎に、
４ビツトの２進化10進数（BCD）コードで設定
される。

いまロータリーエンコーダ１２が回転すると、
パルス信号P₁およびP₂がクロツクジエネレータ
１３に入力される。クロツクジエネレータ１３
は、ロータリーエンコーダの回転方向により、ア
ツプ信号S₁、あるいはダウン信号S₂をアツプダウ
ンカウンタ１１の一段目１１ａに出力する。いま
ダイアルの時計方向回転に伴ない、アツプ信号S₁
がクロツクジエネレータ１３より出力されると、
アツプダウンカウンタ１１の１段目１１ａにおい
て、入力されるアツプ信号S₁のパルス数を９発ま
でカウントアツプする。10発目が入力されると、
１段目１１ａからアツプ信号S₃が２段目１１ｂに
出力され、１段目１１ａは再び０からカウントア
ツプを開始する。他の各段１１ｂ〜１１ｄにおい
ても同様に、順次10進で上位の桁に桁上げされて
いき、最高9999までカウントが可能である。ダイ
アル回転が停止すると、アツプダウンカウンタ１
１の各段１１ａ〜１１ｄの内容が、４ビツトの２
進化10進数（BCD）コードで、対応するプログ
ラマブル分周器８の各段８ａ〜８ｂに設定され
る。

ダイアルの反時計方向の回転についても同様
に、クロツクジエネレータ１３で方向が検知され
ると、ダウン信号S₂が出力され、アツプダウンカ
ウンタ１１の１段目１１ａの内容を入力パルス毎
に減じていく。１段目１１ａの内容が０に至る
と、上位の段１１ｂから桁下げを行ない、再びカ
ウントダウンを行なう。他の段１１ｂ〜１１ｄに
ついても同様に、順次上位の桁から10進で桁下げ
が行なわれる。

このように構成された、従来の分周比設定回路
において、いま仮に基準信号frを1kHzとすると、
分周比Ｎは10000から19999まで設定可能なため、
出力信号foは10000MHzから19999MHzまで、1k
Hz毎に変化可能である。説明を簡単にするため
に、ロータリーエンコーダ１２の１回転毎に、ア
ツプ信号S₁あるいはダウン信号S₂のパルス数が10
発出力されるとすると、出力信号foを10kHz変更
するのに、ロータリーエンコーダ１２を１回転す
ることになる。出力信号foの変更が少ない場合
は、ロータリーエンコーダ１２の回転数も少なく
てすむが、変更量が多い場合は、該ロータリーエ
ンコーダ１２の回転数も多くなる。例えば1MHz
の出力信号foの変更には、ロータリーエンコーダ
１２を100回転させなければならず、また本例に
おける最低設定値から最高設定値への変更には、
約1000回転させる必要があり、多大の時間を要す
る。

この欠点を解決する一つの方法として、ロータ
リーエンコーダ１２の１回転当りの出力パルス数
を増加させる方法があるが、分周比Ｎの最小単位
における微調が困難となる。また別の解決策とし
て第３図のような例が知られている。本例は、プ
ログラマブル分周器１４における分周比の変更量
の大小により、クロツクジエネレータ１５からの
アツプ信号あるいはダウン信号を、スイツチK₁
〜K₄により、アツプダウンカウンタ１６の適切
な段１６ａ〜１６ｄへ、選択入力するものであ
る。即わち、出力信号foを前記例と同様に、1k
Hz単位で変更できるものとすると、いま1kHz台
の周波数変更を行なう場合は、スイツチK₁を閉
じ、クロツクジエネレータ１５からのアツプ信号
あるいはダウン信号を、アツプダウンカウンタ１
６の１段目１６ａに入力する。同様に10kHz台の
周波数の変更の場合はスイツチK₂を、100kHz台
の場合はスイツチK₃を、1MHz台の変更の場合は
スイツチK₄を各々閉じることにより、１回転当
りの出力パルス数が比較的少ないロータリーエン
コーダ１７を用いても、迅速な分周比設定変更が
可能となる。しかしながら本方法によると、設定
値変更に際し、スイツチK₁〜K₄の選択を行なわ
なくてはならず、動作が繁雑である。

本発明は、上記欠点を解決するために成された
もので、ロータリーエンコーダの回転速度を検知
する手段を設け、その速度に応じ、クロツクジエ
ネレータからのアツプ信号あるいはダウン信号
を、アツプダウンカウンタの適切な段に、自動的
に選択入力せしめることにより、分周比の大巾な
変更に際しても、ロータリーエンコーダに同調し
たダイアルの操作のみで、迅速な変更が可能とな
る。

以下、本発明の実施例を第４図に基ずいて詳細
に説明する。この図は分周比設定回路を示すブロ
ツク図で、１８はロータリーエンコーダ、１９は
クロツクジエネレータ、２０はプログラマブル分
周器、２１はアツプダウンカウンタで、その動作
および機能は既に前述した例と同様である。本発
明において特徴的なのは、ロータリーエンコーダ
１８の回転速度を検知し、回転速度により異なる
制御信号Csを出力する機能をもつクロツクカウ
ンタ２２および該制御信号Csにより、適当なゲ
ート回路が制御される、カウンタコントロール回
路２３を具備したことである。

一般的に、例えばラジオ受信機等で、大巾に周
波数を変化させる場合、ダイアルを急速に回転さ
せる。逆に微細な周波数の変化の場合は、ダイア
ルを極めて低速に回転させる。本発明はこの特性
を巧みに利用したもので、いま第４図において、
ロータリーエンコーダ１８が回転すると、パルス
信号P₁・P₂が発生し、クロツクジエネレータ１
９に入力される。クロツクジエネレータ１９は、
ロータリーエンコーダ１８の回転方向により、例
えば時計方向の回転の場合はアツプ信号S₁を、反
時計方向の回転の場合はダウン信号S₂を、カウン
タコントロール回路２３に出力する。該コントロ
ール回路２３はゲート回路で構成されており、本
例では、４段構成となつているアツプダウンカウ
ンタ２１の各段２１ａ〜２１ｄに対応して、ゲー
ト回路２３ａ〜２３ｄが設けられている。

一方クロツクジエネレータ１９からは、ロータ
リーエンコーダ１８の回転方向にかかわらず、回
転数に比例したパルス信号P₃が、クロツクカウ
ンタ２２に出力される。該クロツクカウンタ２２
においては、一定時間ｔの間に到来するパルス信
号P₃のパルス数を計数し、そのパルス数の大小
により、異なるコントロール信号Csをカウンタ
コントロール回路２３に出力する。即わち、ロー
タリーエンコーダ１８の回転による発生パルス数
は一定であるため、一定時間ｔにおけるパルス数
は、ロータリーエンコーダ１８、即わちダイアル
の回転速度に比例する。

いま仮に、一定時間ｔの間に発生するパルス信
号P₃のパルス数が、５個以下の場合のクロツク
カウンタ２２から出力されるコントロール信号を
CS₁、６個以上20個以下の場合のコントロール信
号をCS₂、21個以上の場合のコントロール信号を
CS₃とすると、コントロール信号CS₁は、カウン
タコントロール回路２３におけるゲート２３ａの
みを開放し、他のゲート２３ｂ〜２３ｄは閉鎖す
る。従がつて、アツプ信号S₁あるいはダウン信号
S₂は、ゲート２３ａを経由して、アツプダウンカ
ウンタ２１の最下位である１段目２１ａに加えら
れ、信号S₁あるいはS₂に従がい、カウントアツプ
あるいはダウンを行なう。同様に、コントロール
信号CS₂がクロツクカウンタ２２より出力される
と、ゲート２３ｂのみが開放され、他のゲート２
３ａ，２３ｃ〜２３ｄが閉じられて、アツプ信号
S₁あるいはダウン信号S₂は、アツプダウンカウン
タ２１の２段目２１ｂに加えられる。従がつて１
段目２１ａの動作は停止され、中位以上の段２１
ｂ〜２１ｄにおいてカウント動作を行なう。更
に、コントロール信号CS₃が出力された場合は、
ゲート２３ｃが開放され、他のゲート２３ａ・２
３ｂ・２３ｄは閉じられる。そのためカウンタ２
１ａ・２１ｂの動作は停止し、上位の段２１ｃ・
２１ｄにおいてアツプあるいはダウンカウント動
作を行なう。

以上のような動作において、アツプダウンカウ
ンタ２１における選択される段が上位な程、該段
に加えられるアツプ信号S₁あるいはダウン信号S₂
の、単位時間ｔにおけるパルス数が多いため、プ
ログラマブル分周器２０に設定される分周比Ｎの
変化量に対し、加速度的に変更に要する時間を短
縮することができる。そのため、アツプダウンカ
ウンタ２１の最上位の段２１ｄに対応するゲート
２３ｄの制御は行なつていないが、必要に応じ、
コントロール信号CS₄を設け、ゲート２３ｄをも
制御できることは言うまでもない。また、クロツ
クカウンタ２２およびカウンタコントロール回路
２３を、マイクロプロセツサ等によるソフトウエ
ア処理によることも可能である。

以上説明したように、本発明によれば、プログ
ラマブル分周器の分周比の設定変更に際し、ロー
タリーエンコーダの回転速度を検知する回路を設
け、その速度に応じて、アツプ信号あるいはダウ
ン信号の、アツプダウンカウンタにおける入力段
を自動的に選択する回路を具備することにより、
所要時間に対する分周比の変更量が対数的な関係
になり、大巾な分周比の変更においては迅速に、
また細かな分周比の変更に際しては、低速で正確
かつ容易に、ダイアルによる一操作で行なうこと
ができ、人間工学上の操作性、および機能性の向
上が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ロータリーエンコーダの原理図で、
１は貫通孔、２は回転円板、３・３′は発光素子、
４・４′は受光素子を示し、第２図は、従来の分
周比設定回路を用いた発振回路を説明するブロツ
ク図、第３図は分周比設定回路の他の従来例を示
すブロツク図であり、第４図は、本発明に係る分
周比設定回路で、１８はロータリーエンコーダ、
１９はクロツクジエネレータ、２０はプログラマ
ブル分周器、２１はアツプダウンカウンタ、２２
はクロツクカウンタ、２３はカウンタコントロー
ル回路を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プログラマブル分周器の分周比を、ロータリ
   ーエンコーダからのパルス信号をもとに、クロツ
   クジエネレータおよびアツプダウンカウンタによ
   り計数し、設定する回路において、ロータリーエ
   ンコーダの回転速度を検知する機能をもつクロツ
   クカウンタ、およびその速度に対応してクロツク
   ジエネレータから出力されるパルス信号を、アツ
   プダウンカウンタにおけるいずれの段に入力すべ
   きかを選択するカウンタコントロール回路を具備
   したことを特徴とする分周比設定回路。