KR0158633B1 - Voltage frequency measurement circuit of operation frequency - Google Patents

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KR0158633B1 KR1019950011728A KR19950011728A KR0158633B1 KR 0158633 B1 KR0158633 B1 KR 0158633B1 KR 1019950011728 A KR1019950011728 A KR 1019950011728A KR 19950011728 A KR19950011728 A KR 19950011728A KR 0158633 B1 KR0158633 B1 KR 0158633B1
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Abstract

본 발명은 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로에 관한 것으로, 동작주파수(OF)가 다양하게 변화해도 일정한 스위칭 시간(Swich_con)을 발생시킴으로써, 측정하고자 하는 아날로그 전압(MV)을 안정적으로 적분하여 디지탈 전압으로 변환시켜 전압의 크기를 측정하는 적분형 아날로그/디지탈 변환 수단(40)과, 2n개의 카운터값을 발생시키고 전체 시스템의 흐름을 제어하는 카운터 신호와 제어 신호를 발생시켜 출력하는 제어 논리 수단(50)과, 동작 주파수 선택 신호(S2)에 따라서 동작 주파수(OF)가 다양하게 변화해도 일정한 기준 시간을 발생시킴으로써, 안정적으로 주파수를 측정하고 측정된 주파수를 카운트하여 디지탈 신호로 출력하는 주파수 카운터(60)로 구성되었으며, 종래의 전압, 주파수 측정 회로에 스위칭 시간 조정 회로(44)와 기준 시간 선택 회로(64) 그리고 n-비트의 동작 주파수 선택 단자(S2)를 추가함으로써, 2n개의 주파수를 선택할 수 있도록 하고, 여러가지 동작 주파수의 변화에도 정밀도가 떨어지지 않고 노이즈 제거가 가능하도록 한 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage and frequency measuring circuit capable of changing an operating frequency, and generates a constant switching time (Swich_con) even when the operating frequency (OF) varies, thereby stably integrating the analog voltage (MV) to be measured. Integrated analog / digital conversion means 40 for converting to digital voltage and measuring the magnitude of the voltage, and generating and outputting counter signals and control signals for generating 2 n counter values and controlling the flow of the entire system. By generating a constant reference time even when the operating frequency OF varies in accordance with the logic means 50 and the operating frequency selection signal S2, it is possible to stably measure the frequency, count the measured frequency, and output the digital signal. Frequency counter 60, and the conventional voltage, frequency measuring circuit and switching time adjustment circuit 44 and the reference By adding the time selecting circuit 64 and the n-bit operating frequency selecting terminal S2, 2 n frequencies can be selected, and an operating frequency capable of removing noise without deteriorating the precision even with a change in various operating frequencies. It is possible to change the voltage and frequency of the measuring circuit.

Description

동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로Voltage and frequency measurement circuit that can change operating frequency

제1도는 종래의 전압, 주파수 측정 회로를 적용한 블럭도이고.1 is a block diagram applying a conventional voltage and frequency measurement circuit.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로를 적용한 블럭도이다.2 is a block diagram to which a voltage and frequency measuring circuit capable of changing an operating frequency according to an embodiment of the present invention is applied.

본 발명은 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로에 관한 것으로서, 더 상세히 말하자면, 디지탈 멀티 메터(DMM)용 집적 회로와 같은 적분형 아날로그/디지탈 변화기(ADC)와 주파수 카운터를 사용하는 회로에서, 여러가지 동작 주파수의 변화에도 정밀도가 떨어지지 않고 노이즈 제거가 가능한, 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to voltage and frequency measurement circuits capable of varying operating frequencies, and more particularly to circuits using integrated analog / digital transformers (ADCs) and frequency counters, such as integrated circuits for digital multimeters (DMMs). In addition, the present invention relates to a voltage and frequency measurement circuit capable of changing the operating frequency, which is capable of removing noise without deteriorating precision even when various operating frequencies are changed.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 전압, 주파수 측정 회로에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional voltage and frequency measurement circuit will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 종래의 전압, 주파수 측정 회로를 적용한 블럭도이다.1 is a block diagram to which a conventional voltage and frequency measurement circuit is applied.

제1도에 도시되어 있듯이, 종래의 전압, 주파수 측정 회로의 구성은, 측정하고자 하는 전압(MV)과 기준 전압(RV) 및 제어 논리 회로(20)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Swich_con)를 입력으로 받아, 측정하고자 하는 아날로그 전압(MV)을 적분하여 디지탈 전압으로 변환시켜 전압의 크기를 측정하는 적분형 아날로그/디지탈 변환기(10)와; 상기 적분형 아날로그/디지탈 변환기(10)로부터 출력되는 펄스 신호(pulse), 전압 또는 주파수 입력 중 하나를 선택하는 선택 신호(S1) 및 동작 주파수(OF)를 입력으로 받아, 전체 시스템의 흐름을 제어하는 제어 신호를 발생시켜 출력하는 제어 논리 회로(20)와; 상기 제어 논리 회로(20)로부터 출력되는 제어 신호, 동작 주파수(OF) 및 측정하고자 하는 주파수(MF)를 입력으로 받아, 주파수를 측정하여 측정된 주파수를 카운트하여 디지탈 신호(Digital Output)로 출력하는 주파수 카운터(30)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, in the conventional voltage and frequency measurement circuit configuration, a voltage MV, a reference voltage RV, and a switching control signal Swich_con output from the control logic circuit 20 are input. An integrated analog / digital converter 10 for measuring the magnitude of the voltage by integrating the analog voltage MV to be measured and converting it into a digital voltage; Controls the flow of the entire system by receiving a selection signal S1 and an operating frequency OF for selecting one of a pulse signal, a voltage, or a frequency input output from the integrated analog / digital converter 10 as inputs A control logic circuit 20 for generating and outputting a control signal to reciprocate; The control signal output from the control logic circuit 20, the operating frequency (OF) and the frequency (MF) to be measured as an input, by measuring the frequency to count the measured frequency and output the digital signal (Digital Output) It consists of a frequency counter 30.

상기한 적분형 아날로그/디지탈 변환기(10)의 구성은, 측정하고자 하는 전압 입력 단자(MV), 기준 전압 입력 단자(RV), 아날로그 공통 단자(Analog common)의 세 스위칭 단자를 갖고, 상기 제어 논리 회로(20)로부터 스위칭 제어 신호(Switch_con)를 입력으로 받아, 입력된 제어 신호(Swich_con)에 따라 스위칭을 하는 스위칭 회로(11)와; 상기 스위칭 회로(11)로부터 출력되는 신호를 입력으로 받아, 입력된 전압에 대해 적분을 수행하는 적분기(12)와; 상기 적분기(12)로부터 방전되는 전압을 입력으로 받아, 방전되는 시간에 비례하는 펄스(pulse)를 발생하여 출력하는 비교기(13)로 이루어진다.The integrated analog / digital converter 10 has the three switching terminals of voltage input terminal MV, reference voltage input terminal RV, and analog common terminal to be measured, and the control logic. A switching circuit 11 which receives a switching control signal Switch_con from the circuit 20 as an input and switches according to the input control signal Swich_con; An integrator 12 which receives a signal output from the switching circuit 11 as an input and performs integration on the input voltage; The comparator 13 receives a voltage discharged from the integrator 12 and generates and outputs a pulse proportional to the discharged time.

상기한 주파수 카운터(30)의 구성은, 동작 주파수(OF)를 입력으로 받아, 카운터 분주를 통해 기준 시간을 발생시켜 출력하는 기준 시간 발생기(31)와; 상기 기준 시간 발생기(31)로부터 출력되는 기준 시간과 측정하고자 하는 주파수(MF)를 입력으로 받아, 논리곱을 수행하여 기준 시간 동안의 주파수만을 선택하는 AND 게이트(32)와; 상기 AND 게이트(32)의 출력과 상기 제어 논리 회로(20)로부터 출력되는 제어 신호를 입력으로 받아, 상기 AND 게이트(32)를 통해 선택된 주파수를 카운트하는 2진 카운터(33)로 이루어진다.The frequency counter 30 includes a reference time generator 31 which receives an operating frequency OF as an input and generates and outputs a reference time through counter division; An AND gate 32 which receives a reference time output from the reference time generator 31 and a frequency MF to be measured as an input and performs a logical product to select only a frequency for a reference time; A binary counter 33 receives the output of the AND gate 32 and the control signal output from the control logic circuit 20 and counts the selected frequency through the AND gate 32.

상기한 적분기(12)의 구성은, 상기 스위칭 회로(11)를 통해서 입력되는 아날로그 전압을 받아들여 전류를 발생시켜 흘려주는 저항(R)과; 상기 제어 논리 회로(20)로부터 발생된 스위칭 제어 신호(Switch_con)에 의해 일정한 시간동안 상기 전류를 충전하고, 상기 스위칭 회로(11)를 통해서 입력된 반대 극성의 기준 전압(RV) 입력시 방전하는 커패시턴스(C)와; 상기 저항(R)의 하나의 단자를 반전 입력(-)으로 그리고 상기 스위칭 회로(11)의 아날로그 공통 단자를 비반전 입력(+)으로 받아, 연산 증폭하여 출력하는 오피 앰프(121)로 이루어진다.The configuration of the integrator 12 includes: a resistor (R) for receiving an analog voltage input through the switching circuit (11) to generate and flow a current; Capacitance to charge the current for a predetermined time by the switching control signal (Switch_con) generated from the control logic circuit 20, and to discharge when the reference voltage (RV) of the opposite polarity input through the switching circuit 11 input (C); An op amp 121 receives one terminal of the resistor R as an inverting input (-) and an analog common terminal of the switching circuit 11 as a non-inverting input (+), and amplifies and outputs the result.

상기한 종래의 전압, 주파수 측정 회로의 동작은 다음과 같다.The operation of the conventional voltage and frequency measurement circuit is as follows.

먼저, 전압 또는 주파수 입력 중 하나를 선택하는 선택 신호(S1)에 의해 전압 측정이 선택되면, 제어 논리 회로(20)로부터 발생되는 스위칭 제어 신호(Switch_con) 즉, 60Hz와 50Hz의 노이즈 제거가 가능한 시간(약 100msec 또는 200msec) 동안 측정하고자 하는 전압을 적분하여 적분기(12)에 있는 커패시터(C)에는 측정하고자 하는 전압에 비례한 값으로 전압이 충적된다.First, when the voltage measurement is selected by the selection signal S1 that selects one of the voltage or frequency inputs, the switching control signal Switch_con generated from the control logic circuit 20, that is, the time at which 60 Hz and 50 Hz noise can be removed. Integrating the voltage to be measured for about 100 msec or 200 msec, the voltage is charged to the capacitor C in the integrator 12 in proportion to the voltage to be measured.

다음에, 제어 논리 회로(20)는 측정하고자 하는 전압(MV)과 반대 극성의 기준 전압(RV)이 적분기(12)에 입력되도록 스위칭 회로(11)를 제어함으로써, 적분기(20)의 커패시턴스(C)에 충전되어 있는 값이 방전된다.Next, the control logic circuit 20 controls the switching circuit 11 so that the reference voltage RV of the opposite polarity to the voltage MV to be measured is input to the integrator 12, whereby the capacitance of the integrator 20 The value charged in C) is discharged.

이 때, 비교기(13)는 방전 시간에 비례하는 펄스(pulse)를 발생시키고, 이 펄스(pulse)의 폭을 상기 주파수 카운터(30)에 있는 2진 카운터(33)에서 카운트하여 디지탈 값(Digital Output)으로 출력함으로써, 전압 측정 기능을 수행한다.At this time, the comparator 13 generates a pulse proportional to the discharge time, and the width of the pulse is counted by the binary counter 33 in the frequency counter 30 so as to obtain a digital value. Output) to perform the voltage measurement function.

다음으로, 전압 또는 주파수 입력 중 하나를 선택하는 선택 신호(S1)에 의해 주파수 측정이 선택되면, 동작 주파수(OF)를 입력받은 기준 신호 발생기(31)는 자체 내부에 있는 카운터로 입력된 동작 주파수(OF)를 분주하여 기준 시간(보통 1sec)을 발생시키며, 이 시간동안에 입력된 측정하고자 하는 주파수(MF)만을 AND 게이트로 선택하여 2진 카운터(33)로 카운트함으로써, 주파수 측정 기능을 수행한다.Next, when the frequency measurement is selected by the selection signal S1 which selects one of the voltage or frequency input, the reference signal generator 31 which has received the operating frequency OF is inputted to the counter inside thereof. (OF) is divided to generate a reference time (usually 1 sec), and the frequency measurement function is performed by selecting only the frequency MF to be measured as the AND gate and counting it with the binary counter 33 during this time. .

그러나, 이와 같은 종래의 전압, 주파수 측정 회로는, 동작 주파수(OF)를 변화시키면 전압 측정시 60Hz와 50Hz의 노이즈를 제거하기 위하여 상기 제어논리 회로(20)에서 발생시킨 적분 시간이 주파수 증감에 따라서 가변함으로써, 정확한 노이즈 제거가 어려워지고 전체 동작의 정밀도가 낮아지는 원인이 되며, 주파수 측정시에도 기준 사간 자체가 변하므로 측정이 불가능하다는 문제점이 있다.However, in such a conventional voltage and frequency measurement circuit, if the operating frequency (OF) is changed, the integral time generated by the control logic circuit 20 in accordance with the frequency increase or decrease in order to remove noise of 60 Hz and 50 Hz during voltage measurement. By varying, it becomes difficult to remove accurate noise and lowers the precision of the entire operation, and there is a problem in that measurement is impossible because the reference interval itself changes even when measuring frequency.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디지탈 멀티 메터(DMM)용 집적 회로와 같은 적분형 아날로그/디지탈 변환기(ADC)와 주파수 카운터를 사용하는 회로에서, 여러가지 동작 주파수의 변화에도 정밀도가 떨어지지 않고 노이즈 제거가 가능한 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로를 제공하는 데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and in various circuits using an integrated analog / digital converter (ADC) and a frequency counter, such as an integrated circuit for a digital multimeter (DMM), various operating frequencies The present invention provides a voltage and frequency measurement circuit capable of changing an operating frequency that can remove noise without a drop in precision even with the change of.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 측정하고자 하는 전압, 기준 전압, n-비트의 동작 주파수 선택 신호 및 제어 논리 수단으로부터 출력되는 2n개의 카운트 제어 신호를 입력으로 받아, 동작주파수가 다양하게 변화해도 일정한 스위칭 시간을 발생시킴으로써, 측정하고자 하는 아날로그 전압을 안정적으로 적분하여 디지탈 전압으로 변환시켜 전압의 크기를 측정하는 적분형 아날로그/디지탈 변환 수단과; 상기 적분형 아날로그/디지탈 변환 수단으로부터 출력되는 펄스 신호, 전압 또는 주파수 입력 중 하나를 선택하는 선택 신호 및 동작 주파수를 입력으로 받아, 전체 시스템의 흐름을 제어하는 제어 신호를 발생시켜 출력하는 제어 논리 수단과; 상기 제어 논리 수단으로부터 출력되는 제어 신호, 동작 주파수, n-비트의 동작 주파수 선택 신호 및 측정하고자 하는 주파수를 입력으로 받아, 동작 주파수 선택 신호에 따라서 동작 주파수가 다양하게 변화해도 일정한 기준 시간을 발생시킴으로써, 안정적으로 주파수를 측정하고 측정된 주파수를 카운트하여 디지탈 신호에 출력하는 주파수 카운터로 이루어진다.In order to achieve the above object, a configuration of the present invention receives a voltage to be measured, a reference voltage, an n-bit operating frequency selection signal, and 2 n count control signals output from control logic means, and the operating frequency is An integrated analog / digital conversion means for measuring a magnitude of the voltage by stably integrating an analog voltage to be measured and converting the analog voltage to be measured by generating a constant switching time even if various changes are made; Control logic means for generating a control signal for controlling the flow of the entire system by receiving as input a selection signal and an operating frequency for selecting one of a pulse signal, a voltage or a frequency input output from the integrated analog / digital conversion means. and; By receiving the control signal output from the control logic means, the operating frequency, the n-bit operating frequency selection signal and the frequency to be measured as input, by generating a constant reference time even if the operating frequency varies in accordance with the operating frequency selection signal It consists of a frequency counter that reliably measures frequency, counts the measured frequency, and outputs it to a digital signal.

상기한 적분형 아날로그/디지탈 변환 수단의 구성은, n-비트의 동작 주파수 선택 신호와 상기 제어 논리 수단으로부터 출력되는 2n개의 카운트 제어 신호를 입력으로 받아, 입력된 n-비트의 동작 주파수 선택 신호에 의해서 선택된 다양한 동작 주파수에 대해서도 일정한 스위칭 제어신호(스위칭 시간)를 발생시킴으로써, 정확한 노이즈 제거를 가능하게 하는 스위칭 시간 조정 수단과; 측정하고자 하는 전압 입력 단자, 기준 전압 입력 단자, 아날로그 공통 단자의 세 스위칭 단자를 갖고, 상기 스위칭 시간 조정 수단으로부터 출력되는 스위칭 제어 신호를 입력으로 받아, 입력된 제어 신호에 따라 스위칭을 하는 스위칭 수단과; 상기 스위칭 수단으로부터 출력되는 신호를 입력으로 받아, 입력된 전압에 대해 적분을 수행하는 적분 수단과; 상기 적분 수단으로부터 방전되는 전압을 입력으로 받아, 방전되는 시간에 비례하는 펄스를 발생시켜 출력하는 비교 수단으로 이루어진다.The configuration of the integrated analog / digital conversion means described above receives an n-bit operating frequency selection signal and 2 n count control signals output from the control logic means, and inputs an n-bit operating frequency selection signal. Switching time adjusting means for generating a constant switching control signal (switching time) also for various operating frequencies selected by? A switching means having three switching terminals of a voltage input terminal, a reference voltage input terminal, and an analog common terminal to be measured, and receiving a switching control signal output from the switching time adjusting means and switching according to the input control signal; ; Integrating means for receiving a signal output from the switching means as an input and integrating the input voltage; And a comparison means for receiving the voltage discharged from the integration means as an input, generating and outputting a pulse proportional to the discharged time.

상기한 주파수 카운터의 구성은, 다양한 동작 주파수를 입력으로 받아, 카운터 분주를 통해 2n개의 기준 시간을 발생시켜 출력하는 기준 시간 발생 수단과; 상기 기준 시간 발생 수단으로부터 출력되는 2n개의 기준 시간과 n-비트의 동작 주파수 선택 신호를 입력으로 받아, 입력된 n-비트의 동작 주파수 선택 신호에 따라서 하나의 기준 시간을 선택하여 주파수 측정의 기준이 되는 일정한 기준 시간을 발생시켜 출력하는 기준 시간 선택 수단과; 상기 기준 시간 선택 수단으로부터 출력되는 기준 시간과 측정하고자 하는 주파수를 입력으로 받아, 논리곱을 수행하여 기준 시간 동안의 주파수만을 선택하는 논리곱 수단과; 상기 논리곱 수단의 출력과 상기 제어 논리 수단으로부터 출력되는 제어 신호를 입력으로 받아, 논리곱 수단을 통해 선택된 주파수를 카운트하는 2진 카운터로 이루어진다.The frequency counter includes: reference time generating means for receiving various operating frequencies as inputs and generating and outputting 2 n reference times through counter division; 2 n reference times and n-bit operating frequency selection signals outputted from the reference time generating means are received as inputs, and one reference time is selected according to the input n-bit operating frequency selection signal to determine the frequency measurement. Reference time selecting means for generating and outputting a predetermined reference time; Logical multiplication means for receiving a reference time output from the reference time selecting means and a frequency to be measured as an input, performing logical AND to select only a frequency during the reference time; And a binary counter which receives the output of the AND product and the control signal output from the control logic means and counts the frequency selected by the AND product.

상기한 적분 수단의 구성은, 상기 스위칭 수단을 통해서 입력되는 아날로그 전압을 받아들여 전류를 발생시켜 흘려주는 저항과; 상기 스위칭 시간 조정 수단으로부터 발생된 스위칭 제어 신호에 의해 일정한 시간동안 상기 전류를 충전하고, 상기 스위칭 수단을 통해서 입력된 반대 극성의 기준 전압 입력시 방전하는 커패시턴스와; 상기 저항의 하나의 단자를 반전 입력으로 그리고 상기 스위칭 수단의 아날로그 공통 단자를 비반전 입력으로 받아, 연산 증폭하여 출력하는 연산 증폭 수단으로 이루어진다.The configuration of the integrating means includes: a resistor that receives an analog voltage input through the switching means and generates and flows a current; A capacitance for charging the current for a predetermined time by a switching control signal generated from the switching time adjusting means and discharging at the input of a reference voltage of opposite polarity input through the switching means; And an operational amplifying means for receiving one terminal of the resistor as an inverting input and an analog common terminal of the switching means as a non-inverting input, and performing operational amplification and outputting.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위해 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention in detail.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로를 적용한 블럭도이다.2 is a block diagram to which a voltage and frequency measuring circuit capable of changing an operating frequency according to an embodiment of the present invention is applied.

제2도에 도시되어 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로의 구성은, 측정하고자 하는 전압(MV), 기준 전압(RV), n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2) 및 제어 논리 회로(50)로부터 출력되는 2n개의 카운터 신호(count_con)를 입력으로 받아, 동작주파수(OF)가 다양하게 변화해도 일정한 스위칭 시간(Switch_con)을 발생시킴으로써, 측정하고자 하는 아날로그 전압(MV)을 안정적으로 적분하여 디지탈 전압으로 변환시켜 전압의 크기를 측정하는 적분형 아날로그/디지탈 변환기(40)와; 상기 적분형 아날로그/디지탈 변환기(40)로부터 출력되는 펄스 신호(pulse), 전압 또는 주파수 입력 중 하나를 선택하는 선택 신호(S1) 및 동작 주파수(OF)를 입력으로 받아, 2n개의 카운터값을 발생시키고 전체 시스템의 흐름을 제어하는 카운터 신호와 제어 신호를 발생시켜 출력하는 제어 논리 회로(50)와; 상기 제어 논리 회로(50)로부터 출력되는 제어 신호, 동작 주파수(OF), n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2) 및 측정하고자 하는 주파수(MV)를 입력으로 받아, 동작 주파수 선택 신호(S2)에 따라서 동작 주파수(OF)가 다양하게 변화해도 일정한 기준 시간을 발생시킴으로써, 안정적으로 주파수를 측정하고 측정된 주파수를 카운트하여 디지탈 신호로 출력하는 주파수 카운터(60)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the configuration of the voltage and frequency measurement circuit capable of changing the operating frequency according to the embodiment of the present invention includes selecting a voltage MV, a reference voltage RV, and an n-bit operating frequency to be measured. 2 n counter signals count_con outputted from the signal S2 and the control logic circuit 50 are received as inputs, and a constant switching time (Switch_con) is generated even if the operating frequency OF varies. An integrated analog / digital converter 40 for stably integrating the analog voltage MV and converting the analog voltage into a digital voltage to measure the magnitude of the voltage; The input signal receives a selection signal S1 for selecting one of a pulse signal, a voltage or a frequency input and an operating frequency OF output from the integrated analog / digital converter 40, and receives 2 n counter values. A control logic circuit 50 generating and outputting a counter signal and a control signal for generating and controlling the flow of the entire system; The control signal output from the control logic circuit 50, an operating frequency (OF), an n-bit operating frequency selection signal (S2) and the frequency to be measured (MV) as input, the operating frequency selection signal (S2) According to the present invention, a constant reference time is generated even when the operating frequency (OF) varies in various ways, so that the frequency counter 60 is stably measured, the measured frequency is counted, and output as a digital signal.

상기한 적분형 아날로그/디지탈 변환기(40)의 구성은, n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2)와 상기 제어 논리 회로(50)로부터 출력되는 2n개의 카운터 신호(count_con)를 입력으로 받아, 입력된 n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2)에 따라서 적당한 카운터값을 선택함으로써, 선택된 다양한 동작 주파수(OF)에 대해서도 일정한 스위칭 제어 신호(Switch_con; 스위칭 시간)를 발생시켜 정확한 노이즈 제거를 가능하게 하는 스위칭 시간 조정 회로(44)와; 측정하고자 하는 전압 입력 단자, 기준 전압 입력 단자, 아날로그 공통 단자의 세 스위칭 단자를 갖고, 상기 스위칭 시간 조정 회로(44)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Switch_con)를 입력으로 받아, 입력된 제어 신호(Switch_con)에 따라 스위칭을 하는 스위칭 회로(41)와; 상기 스위칭 회로(41)로부터 출력되는 신호를 입력으로 받아, 입력된 전압에 대해 적분을 수행하는 적분기(42)와; 상기 적분기(42)로부터 방전되는 전압을 입력으로 받아, 방전되는 시간에 비례하는 펄스(pulse)를 발생시켜 출력하는 비교기(43)로 이루어진다.The integrated analog / digital converter 40 is configured to receive an n-bit operating frequency selection signal S2 and 2 n counter signals count_con output from the control logic circuit 50 as inputs. By selecting an appropriate counter value according to the input n-bit operating frequency selection signal S2, a constant switching control signal (Switch_con; switching time) is generated for various selected operating frequencies (OF) to enable accurate noise removal. A switching time adjustment circuit 44; It has three switching terminals of a voltage input terminal, a reference voltage input terminal, and an analog common terminal to be measured, and receives a switching control signal Switch_con output from the switching time adjusting circuit 44 as an input, and inputs an input control signal Switch_con. A switching circuit 41 for switching according to; An integrator 42 which receives a signal output from the switching circuit 41 as an input and performs integration on the input voltage; The comparator 43 receives a voltage discharged from the integrator 42 and generates and outputs a pulse proportional to the discharged time.

상기한 주파수 카운터(60)의 구성은, 다양한 동작 주파수(OF)를 입력으로 받아, 카운터 분주를 통해 2n개의 기준 시간을 발생시켜 출력하는 기준 시간 발생 회로(61)와; 상기 기준 시간 발생 회로(61)로부터 출력되는 2n개의 기준 시간과 n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2)를 입력으로 받아, 입력된 n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2)에 따라서 하나의 기준 시간을 선택하여 주파수 측정의 기준이 되는 일정한 기준 시간을 발생시켜 출력하는 기준 시간 선택 회로(64)와; 상기 기준 시간 선택 회로(64)로부터 출력되는 기준 시간과 측정하고자 하는 주파수(MF)를 입력으로 받아, 논리곱을 수행하여 기준 시간 동안의 주파수만을 선택하는 AND 게이트(62)와; 상기 AND 게이트(62)의 출력과 상기 제어 논리 회로(50)로부터 출력되는 제어 신호를 입력으로 받아, AND 게이트(62)를 통해 선택된 주파수를 카운트하는 2진 카운터(63)로 이루어진다.The frequency counter 60 includes a reference time generation circuit 61 which receives various operating frequencies OF as inputs and generates and outputs 2 n reference times through counter division; Receives 2 n reference times output from the reference time generation circuit 61 and n-bit operating frequency selection signal S2 as inputs, and receives one input signal according to the input n-bit operating frequency selection signal S2. A reference time selecting circuit 64 which selects the reference time and generates and outputs a constant reference time as a reference for frequency measurement; An AND gate 62 which receives a reference time output from the reference time selection circuit 64 and a frequency MF to be measured as an input and performs a logical product to select only a frequency for a reference time; The binary counter 63 receives an output of the AND gate 62 and a control signal output from the control logic circuit 50 and counts the selected frequency through the AND gate 62.

상기한 적분기(42)의 구성은, 상기 스위칭 회로(41)를 통해서 입력되는 아날로그 전압(MV)을 받아들여 전류를 발생시켜 흘려주는 저항(R)과; 상기 스위칭 시간 조정 회로(44)로부터 발생된 스위칭 제어 신호(Switch_con)에 의해 일정한 시간동안 상기 전류를 충전하고, 상기 스위칭 회로(41)를 통해서 입력된 반대 극성의 기준 전압(RV) 입력시 방전하는 커패시턴스(C)와; 상기 저항(R)의 하나의 단자를 반전 입력(-)으로 그리고 상기 스위칭 회로(41)의 아날로그 공통 단자를 비반전 입력(+)으로 받아, 연산 증폭하여 출력하는 오피 앰프(421)로 이루어진다.The configuration of the integrator 42 includes: a resistor (R) for receiving an analog voltage (MV) input through the switching circuit (41) to generate and flow a current; The current is charged for a predetermined time by the switching control signal Switch_con generated from the switching time adjusting circuit 44, and discharged when the reference voltage RV of the opposite polarity input through the switching circuit 41 is input. Capacitance C; The op amp 421 receives one terminal of the resistor R as an inverting input (-) and an analog common terminal of the switching circuit 41 as a non-inverting input (+), and amplifies and outputs the result.

상기와 같이 이루어져 있는 본 발명의 실시예에 따른 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로의 동작은 다음과 같다.Operation of the voltage, frequency measurement circuit that can be changed in the operating frequency according to the embodiment of the present invention made as described above is as follows.

본 발명은 종래의 전압, 주파수 측정 회로에 스위칭 시간 조정 회로(44)와 기준 시간 선택 회로(64) 그리고 n-비트의 동작 주파수 선택 단자(S2)를 추가함으로써, 2n개의 주파수를 선택할 수 있도록 하였다.The present invention adds a switching time adjusting circuit 44, a reference time selecting circuit 64, and an n-bit operating frequency selecting terminal S2 to a conventional voltage and frequency measuring circuit so that 2 n frequencies can be selected. It was.

먼저, 제어 논리 회로(50)와 기준 시간 발생 회로(61)에는 입력 가능한 2n개의 주파수들이 일정한 스위칭 시간과 일정한 기준 시간(일반적으로 1sec)을 만들수 있도록 2n개의 카운터값이 기억되어 있으며, 이 카운터값은 동작 주파수 선택 단자(S2)의 조합에 의해서 입력되는 동작 주파수(OF)에 맞는 스위칭 시간과 기준 시간을 선택할 수 있게 한다.First, 2 n counter values are stored in the control logic circuit 50 and the reference time generation circuit 61 so that the inputtable 2 n frequencies can produce a constant switching time and a constant reference time (generally 1 sec). The counter value makes it possible to select a switching time and a reference time corresponding to the operating frequency OF inputted by the combination of the operating frequency selecting terminal S2.

이해를 쉽게 하기 위하여 예를 들어 설명하기로 한다.In order to facilitate understanding, an example will be described.

예를 들어, 32.768KHz와 40KHz의 2가지로 회로를 동작시킬 경우, 먼저 전압 측정의 경우, 앞에서 설명한 바와 같이 측정 전압(MV)의 적분시 50Hz와 60Hz의 노이즈를 제거하여야 하며 이를 위해서는 100msec나 200mesec 등의 시간이면 우수한 노이즈 제거 특성을 얻을 수 있다.For example, when operating the circuit with two types of 32.768KHz and 40KHz, first, in the case of voltage measurement, the noise of 50Hz and 60Hz should be removed when the measurement voltage (MV) is integrated as described above. At such time, excellent noise removal characteristics can be obtained.

따라서, 동작 주파수(OF)가 32.768KHz인 경우에는 3276.8을 카운트하고, 40KHz인 경우에는 4000을 카운트하는 카운터가 선택되면, 100msec의 일정한 시간을 만들 수 있으므로 50Hz, 60Hz의 노이즈 제거 특성을 얻을 수 있으며, 카운터의 선택은 동작 주파수 선택 단자(S2)를 통해 조정한다.Therefore, if the counter that counts 3276.8 when the operating frequency (OF) is 32.768KHz and 4000 when 40KHz is selected, a constant time of 100msec can be made, resulting in noise rejection characteristics of 50Hz and 60Hz. The selection of the counter is adjusted through the operating frequency selection terminal S2.

다음으로, 주파수 측정의 경우, 측정의 기준이 되는 기준 시간 또한 동작 주파수(OF)의 분주로써 만들어진다. 따라서, 32.768KHz에 대해서는 32768카운터를, 40KHz에 대해서는 40000카운터를 기준 시간 선택 회로(64)에서 선택하면 동일한 기준 시간인 1sec를 만들 수 있다.Next, in the case of frequency measurement, a reference time, which is a reference of the measurement, is also made as a division of the operating frequency OF. Therefore, by selecting 32768 counters for 32.768KHz and 40000 counters for 40KHz in the reference time selecting circuit 64, the same reference time 1sec can be made.

여기에서 사용되는 스위칭 시간 조정 회로(44)와 기준 시간 선택 회로(64)는 기존의 제어 논리 회로(20)와 기준 시간 발생 회로(31)의 카운터 출력을 NAND, NOR, INVERTER 등의 기본적인 게이트를 이용하여 구성할 수 있으므로, 별도의 특별한 노력없이 여러 주파수를 동작 주파수로 이용할 수 있는 적분형 아날로그/디지탈 변환기와 주파수 카운터를 구성할 수 있다.The switching time adjustment circuit 44 and the reference time selection circuit 64 used herein use a basic gate such as NAND, NOR, INVERTER, etc. as a counter output of the conventional control logic circuit 20 and the reference time generation circuit 31. It can be configured using the integrated analog / digital converter and frequency counter, which can use various frequencies as operating frequencies without any special effort.

따라서, 상기와 같이 동작하는 본 발명의 실시예에 따른 전압, 주파수 측정 회로의 효과는, 종래의 전압, 주파수 측정 회로에 스위칭 시간 조정 회로(44)와 기준 시간 선택 회로(64) 그리고 n-비트의 동작 주파수 선택 단자(S2)를 추가함으로써, 2n개의 주파수를 선택할 수 있도록 하고, 여러가지 동작 주파수의 변화에도 정밀도가 떨어지지 않고 노이즈 제거가 가능하도록 한 것이다.Therefore, the effect of the voltage and frequency measuring circuit according to the embodiment of the present invention operating as described above is that the conventional voltage and frequency measuring circuit has a switching time adjusting circuit 44, a reference time selecting circuit 64 and n-bits. By adding the operation frequency selection terminal S2 of 2, it is possible to select 2 n frequencies and to remove noise without losing precision even with a change in various operating frequencies.

Claims (4)

측정하고자 하는 전압(MV), 기준 전압(RV), n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2) 및 제어 논리 수단(50)으로부터 출력되는 2n개의 카운터 신호(count_con)를 입력으로 받아, 동작주파수(OF)가 다양하게 변화해도 일정한 스위칭 시간(Switch_con)을 발생시킴으로써, 측정하고자 하는 아날로그 전압(MV)을 안정적으로 적분하여 디지탈 전압으로 변환시켜 전압의 크기를 측정하는 적분형 아날로그/디지탈 변환 수단(40)과; 상기 적분형 아날로그/디지탈 변환 수단(40)으로부터 출력되는 펄스 신호(pulse), 전압 또는 주파수 입력 중 하나를 선택하는 선택 신호(S1) 및 동작 주파수(OF)를 입력으로 받아, 2n개의 카운터값을 발생시키고 전체 시스템의 흐름을 제어하는 카운터 신호와 제어 신호를 발생시켜 출력하는 제어 논리 수단(50)과; 상기 제어 논리 수단(50)으로부터 출력되는 제어 신호, 동작 주파수(OF), n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2) 및 측정하고자 하는 주파수(MF)를 입력으로 받아, 동작 주파수 선택 신호(S2)에 따라서 동작 주파수(OF)가 다양하게 변화해도 일정한 기준 시간을 발생시킴으로써, 안정적으로 주파수를 측정하고 측정된 주파수를 카운트하여 디지탈 신호로 출력하는 주파수 카운터(60)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로.Receives the voltage MV, the reference voltage RV, the n-bit operating frequency selection signal S2 and the 2 n counter signals count_con output from the control logic means 50 as inputs, and the operating frequency. Integral analog / digital conversion means for measuring the magnitude of the voltage by stably integrating the analog voltage MV to be measured and converting it to a digital voltage by generating a constant switching time (Switch_con) even when (OF) varies. 40); 2 n counter values are received as inputs of a selection signal S1 for selecting one of a pulse signal, a voltage or a frequency input and an operating frequency OF output from the integrated analog / digital conversion means 40. Control logic means (50) for generating and outputting a counter signal and a control signal for generating a signal and controlling the flow of the entire system; A control signal output from the control logic means 50, an operating frequency OF, an n-bit operating frequency selection signal S2, and a frequency MF to be measured are received as inputs, and an operating frequency selection signal S2. By generating a constant reference time even if the operating frequency (OF) varies in accordance with the various, according to the frequency counter 60, characterized in that it consists of a frequency counter 60 for stably measuring the frequency and counting the measured frequency and output as a digital signal Variable voltage and frequency measurement circuit. 제1항에 있어서, 상기한 적분해 아날로그/디지탈 변환 수단(40)은, n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2)와 상기 제어 논리 수단(50)으로부터 출력되는 2n개의 카운터 신호(count_con)를 입력으로 받아, 입력된 n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2)에 따라서 적당한 카운터값을 선택함으로써, 선택된 다양한 동작 주파수(OF)에 대해서도 일정한 스위칭 제어 신호(Switch_con; 스위칭 시간)를 발생시켜 정확한 노이즈 제거를 가능하게 하는 스위칭 시간 조정 수단(44)과; 측정하고자 하는 전압 입력 단자, 기준 전압 입력 단자, 아날로그 공통 단자(Analog commom)의 세 스위칭 단자를 갖고, 상기 스위칭 시간 조정 수단(44)으로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Switch_con)를 입력으로 받아, 입력된 제어 신호(Switch_con)에 따라 스위칭을 하는 스위칭 수단(41)과; 상기 스위칭 수단(41)으로부터 출력되는 신호를 입력으로 받아, 입력된 전압에 대해 적분을 수행하는 적분기(42)와; 상기 적분기(42)로부터 방전되는 전압을 입력으로 받아, 방전되는 시간에 비례하는 펄스(pulse)를 발생시켜 출력하는 비교기(43)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로.2. The integrated resolution analog / digital conversion means 40 according to claim 1, wherein the integrated analog / digital conversion means 40 includes an n-bit operating frequency selection signal S2 and 2 n counter signals count_con output from the control logic means 50. Is inputted, and an appropriate counter value is selected according to the input n-bit operating frequency selection signal S2, thereby generating a constant switching control signal (Switch_con; switching time) for various selected operating frequencies OF. Switching time adjusting means (44) for enabling noise removal; It has three switching terminals of a voltage input terminal, a reference voltage input terminal, and an analog commom to be measured, and receives a switching control signal Switch_con output from the switching time adjusting means 44 as an input. Switching means 41 for switching in accordance with the control signal Switch_con; An integrator 42 which receives a signal output from the switching means 41 and performs integration on the input voltage; A comparator 43 for receiving a voltage discharged from the integrator 42 as an input and generating and outputting a pulse proportional to the discharged time. . 상기한 주파수 카운터(60)는, 다양한 동작 주파수(OF)를 입력으로 받아, 카운터 분주를 통해 2n개의 기준 시간을 발생시켜 출력하는 기준 시간 발생 수단(61)과; 상기 기준 시간 발생 수단(61)으로부터 출력되는 2n개의 기준 시간과 n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2)를 입력으로 받아, 입력된 n-비트의 동작 주파수 선택 신호(S2)에 따라서 하나의 기준 시간을 선택하여 주파수 측정의 기준이 되는 일정한 기준 시간을 발생시켜 출력하는 기준 시간 선택 수단(64)과; 상기 기준 시간 선택 수단(64)으로부터 출력되는 기준 시간과 측정하고자 하는 주파수(MF)를 입력으로 받아, 논리곱을 수행하여 기준 시간 동안의 주파수만을 선택하는 논리곱 수단(62)과; 상기 논리곱 수단(62)의 출력과 상기 제어 논리 수단(50)으로부터 출력되는 제어 신호를 입력으로 받아, 논리곱 수단(62)을 통해 선택된 주파수를 카운트하는 2진 카운터(63)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로.The frequency counter 60 includes: reference time generating means 61 which receives various operating frequencies OF as input, generates and outputs 2 n reference times through counter division; Receives 2 n reference times output from the reference time generating means 61 and n-bit operating frequency selection signal S2 as input, and generates one according to the input n-bit operating frequency selection signal S2. Reference time selecting means (64) for selecting and generating a reference time to generate and output a constant reference time as a reference for frequency measurement; Logical multiplication means (62) for receiving a reference time output from the reference time selecting means (64) and a frequency (MF) to be measured as an input, performing logical AND to select only a frequency for the reference time; And a binary counter 63 which receives the output of the AND product 62 and the control signal output from the control logic means 50 and counts the frequency selected by the AND product 62. Voltage and frequency measurement circuits capable of changing operating frequencies. 제2항에 있어서, 상기 스위칭 수단(41)을 통해서 입력되는 아날로그 전압(MV)을 받아들여 전류를 발생시켜 흘려주는 저항(R)과; 상기 스위칭 시간 조정 수단(44)으로부터 발생된 스위칭 제어 신호(Switch_con)에 의해 일정한 시간동안 상기 전류를 충전하고, 상기 스위칭 수단(41)을 통해서 입력된 반대 극성의 기준 전압(RV) 입력시 방전하는 커패시턴스(C)와; 상기 저항(R)의 하나의 단자를 반전 입력(-)으로 그리고 상기 스위칭 수단(41)의 비반전 입력 단자를 비반전 입력(+)으로 받아, 연산 증폭하여 출력하는 오피 앰프(421)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동작 주파수의 변화가 가능한 전압, 주파수 측정 회로.3. The resistor according to claim 2, further comprising: a resistor (R) for receiving an analog voltage (MV) input through the switching means (41) to generate and flow a current; The current is charged for a predetermined time by the switching control signal Switch_con generated from the switching time adjusting means 44, and discharged when the reference voltage RV of the opposite polarity input through the switching means 41 is input. Capacitance C; An op amp 421 which receives one terminal of the resistor R as an inverting input (-) and a non-inverting input terminal of the switching means 41 as a non-inverting input (+), and amplifies and outputs the result. A voltage and frequency measurement circuit capable of changing an operating frequency, characterized in that.
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