KR20050035233A

KR20050035233A - 더블에지 타임 인터벌 카운터와 이의 주파수 카운트 방법및 이를 이용한 발진기 검사장치

Info

Publication number: KR20050035233A
Application number: KR1020050024390A
Authority: KR
Inventors: 박원병; 한승호
Original assignee: 신성전자공업 주식회사
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2005-04-15
Also published as: KR100555880B1

Abstract

본 발명은 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터와 이의 주파수 카운트 방법 및 이를 이용한 발진기 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분해능을 향상시키기 위하여 인에이블신호로 사용되는 피측정 신호의 반주기 동안에 기준주파수의 클럭을 상승에지와 하강에지에서 모두 개수하여 상기 피측정 신호의 주파수를 계측하는 주파수 카운트 방법과, 상기 방법을 이용하여 피측정 신호의 주파수를 정확하게 계측할 수 있는 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터 및 이를 이용한 발진기 검사장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 발진신호를 입력받아 일정주파수로 분주하는 분주부와; 상기 분주부에서 분주된 발진신호를 인에이블신호로 사용하고, 상기 발진신호의 반주기 동안에 주파수의 크기를 알고 있는 기준주파수의 클럭을 상승에지 또는 하강에지에서 개수한 후, 상기 기준주파수의 크기를 이용하여 역산함으로써 발진신호의 주파수를 계측하는 카운터부와; 상기 카운터부에서 사용되는 기준주파수를 발생하는 클럭발생부와; 상기 분주부와 카운터부의 작동을 제어하는 제어부로 구성된 싱글에지 타임 인터벌 주파수 카운터에 있어서, 상기 카운터부는 기준주파수의 클럭을 상승에지에서 개수하는 제1카운터와; 기준주파수의 클럭을 하강에지에서 개수하는 제2카운터와; 상기 제1카운터와 제2카운터에서 개수한 출력결과를 합하여 기준주파수의 크기를 이용하여 역산함으로써 발진신호의 주파수를 계측하는 합산기로 구성됨을 특징으로 한 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터와 이의 주파수 카운트 방법 및 이를 이용한 발진기 검사장치가 제공된다.

Description

더블에지 타임 인터벌 카운터와 이의 주파수 카운트 방법 및 이를 이용한 발진기 검사장치{Double edge time interval counter and its frequency count methode and oscillator test device using the same}

일반적으로 주파수 카운터는 발진신호의 주파수를 계측하여 상기 발진기로 공급되는 조정전압 등의 제어조건에 적합한 발진신호가 출력되는지를 검사하기 위한 것으로, 종래의 주파수 카운터는 인에이블신호로 사용되는 1초(Gate Time)의 펄스신호 동안에 피측정 신호의 클럭을 상승에지 또는 하강에지에서 개수함으로써 피측정 신호의 주파수를 계측하는 직렬 카운터 방식을 사용하였다. 그러나 이러한 직렬 카운터 방식의 주파수 카운터는 계측 결과를 얻기 위해 펄스신호 만큼의 시간을 필요로 하고, 피측정 신호의 주파수 크기에 따라 카운터의 분해능이 일정하지 못하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 피측정 신호를 카운터의 인에이블신호로 사용하고, 상기 피측정 신호의 반주기 동안에 주파수 크기를 알고 있는 기준주파수의 클럭을 상승에지 또는 하강에지에서 개수하여 상기 기준주파수를 이용하여 역산함으로써 피측정 신호의 주파수를 계측하는 싱글에지 타임 인터벌 주파수 카운터가 개발되어 상용화되고 있다. 그러나 상기한 싱글에지 타임 인터벌 주파수 카운터는 고속의 카운팅과 낮은 주파수에서도 일정한 분해능을 가지지만, 높은 주파수에서는 그 분해능이 떨어지고, 비교적 높은 주파수를 가진 기준주파수의 클럭을 정확하게 감지하지 못함에 따라 계측시 오차가 많이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 주파수 카운터의 분해능을 향상시키기 위하여, 카운터의 인에이블신호로 사용되는 피측정 신호의 반주기 동안에 기준주파수의 클럭을 상승에지와 하강에지에서 모두 개수하여 상기 피측정 신호의 주파수를 계측하는 주파수 카운트 방법을 제공함에 있다. 그리고 상기 방법을 이용하여 피측정 신호의 주파수를 더욱더 정확하게 계측할 수 있는 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터를 제공함에 있다. 또한 상기 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터를 이용하여 발진기의 다양한 성능을 검사할 수 있는 발진기 검사장치를 제공함에 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 발진신호를 입력받아 일정주파수로 분주하는 분주부(1)와; 상기 분주부(1)에서 분주된 발진신호를 인에이블신호로 사용하고, 상기 발진신호의 반주기 동안에 주파수의 크기를 알고 있는 기준주파수의 클럭을 상승에지 또는 하강에지에서 개수한 후, 상기 기준주파수의 크기를 이용하여 역산함으로써 발진신호의 주파수를 계측하는 카운터부(2)와; 상기 카운터부(2)에서 사용되는 기준주파수를 발생하는 클럭발생부(3)와; 상기 분주부(1)와 카운터부(2)의 작동을 제어하는 제어부(4)로 구성된 싱글에지 타임 인터벌 주파수 카운터에 있어서, 상기 카운터부(2)는 기준주파수의 클럭을 상승에지에서 개수하는 제1카운터(5)와; 기준주파수의 클럭을 하강에지에서 개수하는 제2카운터(6)와; 상기 제1카운터(5)와 제2카운터(6)에서 개수한 출력결과를 합하여 기준주파수의 크기를 이용하여 역산함으로써 발진신호의 주파수를 계측하는 합산기(7)로 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터(100)는 종래의 싱글에지 타임 인터벌 주파수 카운터에서 비교적 높은 주파수를 가진 기준주파수 클럭을 정확하게 감지하지 못하여 발생되는 계측오차를 줄여 카운터의 분해능을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것으로, 카운터부(2)를 제1카운터(5)와 제2카운터(6)의 2개의 카운터와 한개의 합산기(7)로 구성한 것이다.

먼저 수정발진기 등과 같은 여러 종류의 발진기에서 출력되는 발진신호가 카운터부(2)로 입력되고, 상기 입력된 발진신호는 제1카운터(5)와 제2카운터(6)의 인에이블신호로 사용하게 된다. 여기서 카운터부(2)의 전단에는 분주부(1)가 구비됨에 따라 제1카운터(5)와 제2카운터(6)의 인에이블신호로 입력되는 발진신호를 일정주파수로 분주하여 카운터부(2)의 오버플로우를 방지할 수 있게 된다.

상기 분주부(1)에서 일정주파수로 분주되어 제1카운터(5)와 제2카운터(6)의 인에이블신호로 입력된 발진신호에 따라 제1카운터(5)와 제2카운터(6)가 작동됨과 동시에 클럭발생부(3)에서 발생된 기준주파수가 상기 제1카운터(5)와 제2카운터(6)의 입력단으로 입력되는데, 이때 제1카운터(5)는 발진신호의 반주기 동안에 기준주파수의 클럭을 상승에지에서 개수하고, 제2카운터(6)는 발진신호의 반주기 동안에 기준주파수의 클럭을 하강에지에서 개수한 후 합산기(7)를 통해 제1카운터(5)와 제2카운터(6)의 개수값을 합산하고, 이를 기준주파수의 크기를 이용하여 발진신호의 크기를 역산함으로써 상기 발진신호의 주파수 크기를 계측할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터(100)는 카운터부(2)가 제1카운터(5)와 제2카운터(6)와, 상기 제1카운터(5)와 제2카운터(6)의 출력을 합산하여 이를 발진신호의 주파수 크기로 연산하는 합산기(7)로 구성됨에 따라, 카운터부(2)가 1개의 카운터로만 구성된 종래의 싱글에지 타임 인버벌 주파수 카운터와 달리 기준주파수의 클럭을 상승에지 또는 하강에지에서만 개수하지 않고, 상승에지와 하강에지에서도 모두 개수하여 계측시 기준주파수의 클럭을 정확하게 감지하지 못하여 발생되는 계측오차를 줄일 수 있게 됨으로써 분해능을 최대 2배로 향상시킬 수 있게 된다.

여기서 카운터부(2)로 입력되는 발진신호를 일정주파수로 분주하는 분주부(1)를 카운터부(2)의 전단부에 구성하여, 높은 주파수를 가진 발진신호로 인해 발생되는 카운터부(2)의 오버플로우를 효과적으로 방지할 수 있게 됨으로써, 발진신호의 주파수 영역에 상관없이 향상된 분해능을 발휘할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터(100)를 이용한 발진기 검사장치(400)는 도 2에 도시된 바와 같이 전원에 필요한 전원전압을 발진기(200)에 공급하는 전원전압 공급부(8)와; 전압의 변화에 따라 발진기(200)의 출력상태를 검사하기 위한 조정전압을 발진기(200)에 공급하는 제어전압 공급부(9)와; 상기 전원전압 공급부(8)와 제어전압 공급부(9)에서 발진기로 공급되는 전원전압과 조정전압의 크기를 디지털데이터화하는 아날로그-디지털 변환부(10)와; 상기 전원전압 공급부(8)와 제어전압 공급부(9)에서 공급된 전원전압 및 조정전압에 의해 발진기(200)에서 출력되는 발진신호를 입력받아 카운터(100)가 감지할 수 있는 진폭으로 증폭하고, 상기 증폭된 발진신호의 교류성분레벨을 감지하여 상기 발진신호의 주파수 계측이 가능한지를 판단하는 전단증폭부(11) 및 신호레벨 감지부(12)와; 상기 전단증폭부(11)에서 증폭되고 주파수 계측이 가능하다고 판단된 발진신호를 인에이블신호로 사용하여 상기 발진신호의 반주기 동안에 기준주파수의 클럭을 상승에지와 하강에지에서 개수한 후 이를 상기 기준주파수의 크기를 이용하여 역산함으로써 발진신호의 주파수를 계측하는 카운터(100)와; 상기 아날로그-디지털 변환부(10)에서 디지털데이터화된 발진기(200)의 전원전압 및 조정전압의 크기와, 카운터(100)에서 계측된 발진신호의 주파수 크기에 대한 데이터를 입력받아 외부에 표시하기 위한 디스플레이부(13)로 전송하고, 상기 전압전압 공급부(8)와 제어전압 공급부(9)를 제어하여 발진기(200)로 공급되는 전원전압 및 조정전압을 설정하는 데이터처리부(16)가 하나의 인쇄회로기판에 컴팩트하게 집적되어 구성됨을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 발진기 검사장치(400)의 인쇄회로기판에는 전원전압 공급부(8)와 제어전압 공급부(9)에서 발진기(200)로 공급되는 전원전압과 조정전압을 PC 및 기타 제어기기 등의 외부기기(300)에서 데이터처리부(16)를 통해 설정할 수 있도록 상기 외부기기(300)의 병렬통신포트와 연결하여 제어신호를 전송하기 위한 병렬통신포트(15)가 더 부가되어 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 발진기 검사장치(400)의 인쇄회로기판에는 발진기(200)의 직렬통신포트와 연결하여 발진기(200)의 성능을 검사할 수 있게 한 직렬통신포트(14)가 더 부가되어 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 발진기 검사장치(400)는 수정발진기 등의 여러 종류의 발진기(200)에서 출력되는 발진신호의 주파수 크기, 공급되는 조정전압의 크기에 따른 발진신호의 주파수 변화량, 이때 발진기(200)에서 소비되는 소비전력, 그리고 전원전압이 인가된 후에 설정된 크기로 발진신호가 발진하는데 소요되는 초기발진시작시간 등의 검사항목을 하나의 검사장치로 검사할 수 있도록 구성한 것으로, 먼저 전원전압 공급부(8)와 제어전압 공급부(9)를 통해 발진기(200)의 전원에 필요한 전원전압과, 전압에 따른 발진신호의 주파수 변화량을 검사하기 위해 설정한 조정전압이 발진기(200)로 공급되면, 상기 발진기(200)의 발진신호는 전단증폭부(11) 및 신호레벨 감지부(12)로 입력되고, 전원전압 공급부(8) 및 제어전압 공급부(9)의 전압전압 및 조정전압의 크기에 관한 데이터는 아날로그-디지털 변환부(10)로 입력된다.

상기 전단증폭부(11) 및 신호레벨 감지부(12)로 입력된 발진신호는 카운터(100)에서 감지할 수 있도록 일정크기로 증폭되고, 상기 증폭된 발진신호는 신호레벨 감지부(12)에서 교류성분레벨을 감지하는데, 상기 발진신호의 교류성분레벨이 기준 레벨 이상일 때 발진신호의 주파수를 계측할 수 있도록 카운터(100)의 입력으로 전송하고, 상기 발진신호의 교류성분레벨이 기준 레벨 이하일 때 카운터(100)의 입력으로 전송하지 않고, 특정시간이 경과된 후에 다시 상기 발진신호의 교류성분레벨을 감지하여 발진신호의 교류성분레벨이 기준 레벨 이상으로 도달할 때까지의 시간을 측정하게 된다. 여기서 발진신호의 교류성분레벨이 기준레벨이하라는 것은 발진기(200)의 발진신호가 설정된 크기의 주파수로 발진하지 못함을 나타내는 것으로, 발진기 검사장치(400)의 측정시간을 단축할 수 있게 되고, 전원전압 및 조정전압이 발진기(200)로 공급되어 설정된 크기로 발진신호가 발진되는데 필요한 발진기(200)의 초기발진시작시간을 계측할 수 있게 된다. 상기 초기발진시작시간은 데이터처리부(16)로 전송된다.

상기 전단증폭부(11) 및 신호레벨 감지부(12)를 통해 카운터(100)로 전송된 발진신호는 카운터(100)의 분주부(1)를 통해 일정주파수로 분주되고, 상기 분주된 발진신호의 주파수 크기는 카운터부(2)의 제1카운터(5)와 제2카운터(6) 및 합산기(7)를 통해 계측되어 데이터처리부(16)로 전송된다.

상기 아날로그-디지털 변환부(10)로 입력된 전원전압 공급부(8) 및 제어전압 공급부(9)의 전원전압 및 조정전압의 크기는 디지털데이터화되어 데이터처리부(16)로 전송된다.

상기한 바와 같이 데이터처리부(16)로 전송된 발진기(200)의 초기발진시작과, 발진신호의 주파수와, 전원전압 및 조정전압의 크기는 상기 데이터처리부(16)를 통해 디스플레이부(13)로 전송되어 외부에 표시할 수 있게 된다.

그리고 본 발명의 발진기 검사장치(400)는 전원전압 공급부(8)와 제어전압 공급부(9)에서 발진기(200)로 공급되는 전원전압과 조정전압을 PC 및 기타 제어기기 등의 외부기기(300)에서 데이터처리부(16)를 통해 설정할 수 있도록 상기 외부기기(300)의 병렬통신포트와 연결하여 제어신호를 전송하기 위한 병렬통신포트(15)가 구비되어, 발진기(200)에 공급되는 전원전압 및 조정전압을 상기 외부기기를 통하여 정밀하게 설정하여 검사할 수 있음으로, 발진기(200)의 검사를 더욱더 정확하고 효과적으로 실시할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 발진기 검사장치(400)는 직렬통신포트가 구비된 발진기(200)와 직렬통신을 할 수 있도록 인쇄회로기판에 직렬통신포트(14)가 구비되어, 상기 발진기(200)의 직렬통신포트와 연결하여 데이터처리부(16)를 통해 직렬통신하면서 검사할 수 있어 발진기(200)의 검사를 더욱더 편리하게 실시할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 발진기 검사장치(400)는 하나의 인쇄회로기판에 발진기 (200)의 성능검사에 필요한 아날로그-디지털 변환부(10), 전원전압 공급부(8), 제어전압 공급부(9) 및 직렬통신포트(14)을 하나의 인쇄회로기판에 컴팩트하게 함으로써, 수정발진기 등과 같은 다양한 발진기(200)의 성능을 검사하여 디스플레이부(13) 또는 PC 및 기타 표시기기 등의 외부기기(300) 등에 검사결과를 표시할 수 있고, 하나의 검사장치로 발진기(200)의 성능을 검사할 수 있어 검사장치의 원가를 절감할 수 있으며, 또한 다양한 검사조건에서도 빠른 측정이 가능함에 따라 검사시간을 단축하여 발진기(200)의 제품생산성을 더욱더 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 카운터부(2)가 제1카운터(5)와 제2카운터(6) 및 합산기(7)로 구성되어, 피측정 신호의 반주기 동안에 기준주파수의 클럭을 상승에지와 하강에지에서 모두 개수하여 상기 피측정 신호의 주파수를 계측함으로써 계측오차를 줄여 카운터(100)의 분해능을 더욱더 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고 발진기(200)의 발진주파수, 조정전압에 따른 발진신호의 주파수 변화량, 초기발진시작시간 등을 하나의 검사장치로서 간편하고 편리하게 검사할 수 있어 검사장치의 원가를 절감할 수 있고, 또한 고속 측정이 가능하여 발진기(200)의 생산성도 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 더블에지 타임 인터벌 카운터의 블럭다이어그램과 타이밍 다이어그램

도 2는 본 발명의 발진기 검사장치의 블럭다이어그램

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 분주부 2 : 카운터부 3 : 클럭발생부

4 : 제어부 5 : 제1카운터 6 : 제2카운터

7 : 합산기 8 : 전원전압 공급부 9 : 제어전압 공급부

10 : 아날로그-디지털 변환부 11 : 전단증폭부

12 : 신호레벨 감지부 13 : 디스플레이부 14 : 직렬통신포트

15 : 병렬통신포트 16 : 데이터처리부 100 : 카운터

200 : 발진기 300 : 외부기기 400 : 발진기 검사장치

Claims

발진기의 발진신호를 인에이블신호로 사용하고, 상기 발진신호의 반주기 동안에 주파수의 크기를 알고 있는 기준주파수의 클럭을 상승에지와 하강에지에서 모두 개수한 후 상기 기준주파수의 크기를 이용하여 역산함으로써 발진신호의 주파수를 계측하는 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운트 방법.
발진신호를 입력받아 일정주파수로 분주하는 분주부(1)와; 상기 분주부(1)에서 분주된 발진신호를 인에이블신호로 사용하고, 상기 발진신호의 반주기 동안에 주파수의 크기를 알고 있는 기준주파수의 클럭을 상승에지 또는 하강에지에서 개수한 후, 상기 기준주파수의 크기를 이용하여 역산함으로써 발진신호의 주파수를 계측하는 카운터부(2)와; 상기 카운터부(2)에서 사용되는 기준주파수를 발생하는 클럭발생부(3)와; 상기 분주부(1)와 카운터부(2)의 작동을 제어하는 제어부(4)로 구성된 싱글에지 타임 인터벌 주파수 카운터에 있어서, 상기 카운터부(2)는 기준주파수의 클럭을 상승에지에서 개수하는 제1카운터(5)와; 기준주파수의 클럭을 하강에지에서 개수하는 제2카운터(6)와; 상기 제1카운터(5)와 제2카운터(6)에서 개수한 출력결과를 합하여 기준주파수의 크기를 이용하여 역산함으로써 발진신호의 주파수를 계측하는 합산기(7)로 구성됨을 특징으로 한 더블에지 타임 인터벌 주파수 카운터.
발진기(200)에 공급된 전원전압 및 조정전압에 따라 출력되는 발진신호를 입력받아 일정크기로 증폭한 후 이의 교류성분레벨을 감지하여 주파수 계측이 가능한지를 판단하는 전단증폭부(11) 및 신호레벨 감지부(12)와; 전단증폭부(11) 및 신호레벨 감지부(12)에서 증폭되어 주파수 계측이 가능하다고 판단된 발진신호의 주파수를 계측하는 카운터(100)와; 발진기(100)에 공급된 전원전압 및 조정전압을 디지털데이터화하는 아날로그-디지털 변환부(10)와; 카운터(100)에서 계측된 발진신호의 주파수와, 아날로그-디지털 변환부(10)에서 변환된 전원전압 및 조정전압에 대한 디지털데이터를 입력받아 외부에 표시하는 디스플레이부(13)로 전송하고, 발진기(200)로 공급되는 전원전압 및 조정전압을 제어하는 데이터처리부(16)와; 데이터처리부(16)와 연결되어 발진기(200)로 공급되는 전원전압 및 조정전압을 PC 및 기타 제어기기 등의 외부기기(300)로 설정할 수 있게 외부기기(300)의 병렬통신포트와 통신하는 병렬통신포트(15)가 하나의 인쇄회로기판에 컴팩트하게 구성되어 발진기(200)에서 출력되는 발진신호의 주파수와, 전압의 변화에 따른 발진신호의 주파수 변화량과, 발진신호 출력시 소비되는 소비전력 등을 정확하고 간편하게 하나의 장치로 검사할 수 있게 한 발진기 검사장치.
제3항에 있어서, 카운터(100)는 발진신호의 클럭을 개수하여 주파수를 계측하는 통상의 카운터이거나, 발진신호를 인에이블신호로 사용하여 발진신호의 반주기 동안에 기준주파수의 클럭을 상승에지 또는 하강에지에서 개수하여 발진신호의 주파수를 계측하는 싱글에지 타임 인터벌 주파수 카운터이거나, 발진신호를 인에이블신호로 사용하여 상기 발진신호의 반주기 동안에 기준주파수의 클럭을 상승에지와 하강에지에서 모두 개수하여 발진신호의 주파수를 계측하는 더블에지 타임 인터벌 카운터인 발진기 검사장치
제3항에 있어서, 인쇄회로기판에는 발진기(100)에 전원전압을 공급하는 전원전압 공급부(8)가 더 부가되어 별도의 전원전압 공급장치 없이 발진기(20)에 전원전압을 공급하면서 성능을 검사할 수 있게 한 발진기 검사장치.
제3항 또는 제5항에 있어서, 인쇄회로기판에는 데이터처리부(16)에서 설정된 조정전압을 발진기(200)로 공급하는 제어전압 공급부(9)가 더 부가되어 별도의 조정전압 공급장치 없이도 발진기(200)로 공급되는 조정전압의 변화에 따른 발진신호의 주파수 변화량을 검사할 수 있게 한 발진기 검사장치.
제3항 또는 제5항 또는 제6항에 있어서, 인쇄회로기판에는 직렬통신포트가 구비된 발진기(200)와 직렬통신하면서 데이터처리부(16)를 통해 발진기(200)의 성능을 검사할 수 있는 직렬통신포트(14)가 더 부가된 발진기 검사장치.