JPH0310171A - 分周回路を用いた特定周波数検出方式 - Google Patents

分周回路を用いた特定周波数検出方式

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JPH0310171A
JPH0310171A JP14483089A JP14483089A JPH0310171A JP H0310171 A JPH0310171 A JP H0310171A JP 14483089 A JP14483089 A JP 14483089A JP 14483089 A JP14483089 A JP 14483089A JP H0310171 A JPH0310171 A JP H0310171A
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JP
Japan
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frequency
bandpass filter
signal
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input
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JP14483089A
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English (en)
Inventor
Takenobu Matoba
的場 丈宣
Masayoshi Ogiso
小木曽 正由
Atsuo Serikawa
芹川 厚夫
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HASEGAWA DENKI SEISAKUSHO KK
Fujitsu Ltd
Fujitsu Nagoya Communication Systems Ltd
Original Assignee
HASEGAWA DENKI SEISAKUSHO KK
Fujitsu Ltd
Fujitsu Nagoya Communication Systems Ltd
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Publication date
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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】 〔概 要〕 被測定信号を入力して特定周波数の信号を検出する特定
周波数検出方式に関し、 検出すべき特定周波数以下の周波数を適用領域とするア
クティブ素子を使用して構成された帯域濾波器を用いて
特定周波数の検出を行うことを目的とし、 被測定信号を入力して特定周波数の信号を検出する特定
周波数検出方式において、被測定信号を人力して周波数
を原信号の1/n(nは任意の数)に変換して出力する
分周回路と、該分周回路の出力信号を入力し、該出力信
号の周波数が検出すべき特定周波数の1 / nである
場合に出力レベルが最大となり、特定周波数の1/nの
周波数から離れるに従って出力レベルが低下する帯域濾
波器と、該帯域濾波器の出力信号を入力し、該出力信号
のレベルが予め設定したレベル以上である場合に前記被
測定信号の周波数が特定周波数であると判定して判定結
果を出力する周波数判定手段を備えるように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被測定信号を人力して特定周波数の信号を検
出する特定周波数検出方式に関する。
近年、オペアンプ等のアクティブ素子を用いて帯域濾波
器を構成して特定周波数を検出する特定周波数検出方式
が一般的に使用されている。
かかる特定周波数検出方式においては、検出すべき周波
数に応じた周波数特性を有するアクティブ素子を選定し
て回路を構成する必要がある。この場合、数kHzの周
波数であれば交換機等で一般的に使用されているアクテ
ィブ素子で対応可能であるが、10数kHzを超える周
波数になると、より周波数帯域の広いアクティブ素子を
使用するか、−船釣に使用される素子を増幅度の低い領
域で使用するなどの方法で対処しなければならない。
即ち、高い周波数の検出を行う場合には、高価なアクテ
ィブ素子を使用するか、−i的アクティブ素子を余裕度
の少ない領域で使用するかのいずれかをとる必要がある
。このため、安価で一般的なアクティブ素子を用いて高
い周波数の検出を行う方法が求められている。
〔従来の技術] 第7図は従来の特定周波数検出回路図の一例である。
図中、21は被測定信号、22.24は比較器(CoM
P、、COMP2)、23は帯域濾波器、R1−R4は
抵抗器である。
今、被測定信号として正弦波の信号が入力され、比較器
21に加えられると、該入力信号は直流電圧+5vが抵
抗器R,とR2により分割された電圧値(比較電圧と記
す)と比較され、比較電圧を超えたときに一定レベル、
第7図の場合+5■、が出力される。即ち、一定レベル
以上の被測定信号が入力された場合、該信号は比較器2
2において周波数は同一のままで、レベルが一定値の矩
形波に変換されて帯域濾波器23に出力される。帯域濾
波器23の内部構成は図示省略されているが、入力周波
数が予め設定された中心周波数f0に一致したときに最
大の出力レベルが送出され、中心周波数foから離れる
に従い出力レベルが小さくなるように構成されている。
入力信号が周波数f0であるかfoに近い周波数である
と、帯域濾波器23よりより大きい出力が送出されるが
、出力レベルによって入力信号の周波数が予め設定した
周波数の範囲内であるか否か判定する。そのため、帯域
濾波器23の出力電圧を比較器24に加え、抵抗器R3
とR4により分割された電圧値と比較する。該比較電圧
より高いレベルが入力された場合は、比較器24より出
力が送出されるが、これは帯域濾波器23に入力された
信号の周波数が検出すべき周波数f0から一定の範囲内
にあることを意味する。即ち、第7図の回路においては
、被測定信号を入力したときに特定周波数r0が検出さ
れると比較器24の出力端子に出力が送出される。
しかし、第7図の特定周波数検出回路は入力信号の周波
数を直接検出する方式であるため、検出周波数が数10
kHzである場合には、帯域濾波器23を構成するアク
ティブ素子は数10kHzの周波数において充分な特性
を示すものである必要があり、通常、高価な素子を使用
しなければならず、また一般に使用される素子を使用す
る場合には増幅度の低い領域で使用することとなり、余
裕度が少ない状態で使用することとなる。
〔発明が解決しようとする課B] 以上のように、従来の特定周波数検出方式においては、
検出すべき周波数が高くなると高価なアクティブ素子を
使用するか、一般に使用されるアクティブ素子を余裕度
が少ない状態で使用しなければならないと言う問題があ
った。
本発明は、検出すべき特定周波数以下の周波数を適用領
域とするアクティブ素子を使用して構成された帯域濾波
器を用いて特定周波数の検出を行うことを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理説明図である。
図中、1は被測定−信号、2は分周回路で、被測定信号
lを入力して周波数を原信号のl/n (nは任意の数
)に変換して出力する回路、3は帯域濾波器で、前記分
周回路2の出力信号を入力し、該入力信号の周波数が検
出すべき周波数f0のl/nと一致する場合に最大出力
レベルを送出し、中心周波数f、/nから離れるに従っ
て出力レベルが低くなる特性を有する帯域濾波器であり
、4は周波数判定手段で、前記帯域濾波器3の出力信号
を入力し、該出力信号のレベルを予め設定したレベルと
比較し、一定レベル以上である場合に被測定信号1が検
出すべき周波数f0を中心とする一定範囲の周波数の信
号であると判定して判定結果を出力するものである。
〔作 用〕
第2図は第1図における帯域濾波器3の出力特性を説明
する図である。検出すべき特定周波数をfoとし、帯域
濾波器3を経済的に実現するために検出すべき特定周波
数f0の数分の1の周波数範囲fl−f2を適用範囲と
するアクティブ素子を用いて帯域濾波器を構成する場合
、該帯域濾波器3の中心周波数はf、〜f2の範囲内と
することが必要である。以上の条件による帯域濾波器3
を用いて特定周波数f0を検出するため、fl<f。
/n<f、となるようなnの値を決め、f 6 / n
を該帯域濾波器3の中心周波数とする。第2図は以上の
関係を図示したものである。
第1図において、被測定信号1は分周回路2に入力され
ると、該分周回路2において入力周波数の周期が予め設
定された倍数、たとえばn倍に変換されて出力される。
即ち、被測定信号の周波数をfXとすると、被測定信号
は分周回路2において周波数を原周波数の1 / nに
分周され、fX/nの周波数の信号として出力され、帯
域濾波器3に入力される。
帯域濾波器3は第2図に示したように、入力信号の周波
数が f 、 / nに一致した場合に最大の出力レベ
ルを送出し、中心周波数より離れるに従って出力レベル
が低くなるような特性を有している。
従って、分周回路2よりの出力信号の周波数f工/nが
 f 6 / nに一致した場合に帯域濾波器3の出力
レベルは最大となり、f、/nがfo/nがら離れる程
、出力レベルは低くなる。
帯域濾波器3の出力は周波数判定手段4に入力され、該
帯域濾波器3の出力レベルが中心周波数f0/nからど
の程度離れた周波数の出力レベルに相当するか判定され
る。該帯域濾波器3の出力レベルが周波数判定手段4に
予め設定されている比較レベルを超えている場合には帯
域濾波器3の入力周波数f、/nは f 、/ nから
一定範囲内の周波数であると判定される。即ち、入力さ
れた被測定信号の周波数f、は検出すべき特定周波数f
0から一定範囲内の周波数であると判定され、周波数判
定手段4より特定周波数を検出したことを示す信号が判
定結果として出力される。
以上の如く、本発明においては被測定周波数を1 / 
nに分周し、分周された周波数により特定周波数の検出
を行うため、被測定信号の周波数が高い場合でも帯域濾
波器3の図示省略された構成素子には検出すべき特定周
波数よりも低い周波数帯域を適用領域とするアクティブ
素子が使用できる。
〔実施例) 第3図は本発明の一実施例の回路図、第4図及び第5図
は第3図の実施例の波形図、第6図は第3図における帯
域濾波器の周波数特性の一例を示す図である。
第3図中、11は被測定信号、12.16は比較器(C
OMP、、COMP2 ) 、13.14はフリップ・
フロップ回路(FF+、FFz )、15は帯域濾波器
、R1−R4は抵抗器である。
第3図の特定周波数検出回路において、検出すべき特定
周波数を11.9〜12.1 kHz  (中心周波数
12 kHz ) 、検出してはいけない周波数を11
  kHz以下と13  kHz以上とし、11〜11
.9  kHz及び12.1〜13 kHzは検出して
も検出しなくてもよい領域とする。ここで、適用可能な
周波数帯域がO〜5  kHzであるアクティブ素子を
用いて帯域濾波器15を構成しようとすれば、帯域濾波
器15は5 kHz以内に中心周波数がくるようにする
必要がある。よって本例では被測定信号を174に分周
し、 12 kHz /4=3 kHz <5 kHz
を中心周波数とする帯域濾波器15を使用して特定周波
数の検出を行なう。
第3図は以上の条件により構成された特定周波数検出回
路である。今、被測定信号11を周波数f8の正弦波と
すると、該被測定信号11は比較器12の一つの入力端
子(+端子)に加えられる。比較すべき電圧は+5■を
抵抗器R5とR2で分割した■点の電圧であり、該比較
器12の他の端子(−端子)に加えられている。被測定
信号11の正弦波の正の波形部分が該比較電圧を超える
ときに比較器12より+5■が■点に出力され、比較電
圧以下の波形部分ではO■が出力される。即ち、被測定
信号11は比較器12において周波数は変化せずに出力
レベルが一定(+5 V)の矩形波に変換されてフリッ
プ・フロップ回路130CK端子に入力される。 フリ
ップ・フロップ回路13は、CK端子にパルスが入力さ
れたときのD端子のレベル(0かl)をQ0端子に出力
するD型のフリップ・フロップ回路である。いまCK端
子にパルスが入力される直前のQ0端子がルベルにある
とすれば、Q1端子はQo端子と逆のレベルとなる端子
であるため0レベルとなり、Q1端子に接続されている
D端子は0レベルとなる。従ってCK端子にパルスが入
力されると、Q0端子のレベルは1からD端子のOに変
わり、従ってQ1端子は0から1に変わる。CK端子の
パルスの終了によっては変化がなく、次にCK端子にパ
ルスが人力されるとQ0端子のレベルが0から1に変わ
り、Q、端子は1から0に変わる。即ち、フリップ・フ
ロップ回路13においては入力波形の立ち上がりの都度
、出力レベルが変わるため、比較器12から0点に出力
される出力周波数は入力周波数の1/2に分周されるこ
ととなる。同様にフリップ・フロップ回路14において
更に周波数が1/2に分周されるため、フリップ・フロ
ップ回路14の0点における出力周波数は被測定周波数
の1/4に分周される。
帯域濾波器15は検出すべき周波数f。のl/4の周波
数f0/4を中心周波数としており、f0/4の周波数
が入力されたときに最大出力を送出し、中心周波数から
離れるに従って出力レベルが低くなる特性を有している
。そこで、帯域濾波器15の出力レベルによって入力周
波数が周波数f o / nから一定の範囲内の周波数
であるか否かが判定できる。比較器16はこの判定を行
うもので、帯域濾波器15の出力を入力して予め設定し
た抵抗R3とR4により分割された電圧V6と比較を行
い、比較電圧よりも高い場合に0点に出力を送出する。
即ち、比較器16より出力が送出されたことは、r、/
nの周波数が検出されたことを示し、これは同時に被測
定信号11より特定周波数f0が検出されたことを示し
ている。
第4図は第3図の各部の波形を説明する図であり、第4
図中の■〜■は第3図中に記した同一記号部分の波形を
示す。第4図の■の正弦波は入力の被測定信号11であ
り、比較器12の比較電圧■と比較され、■を超えると
きに比較器12より■の波形が出力される。■の波形は
フリップ・フロップ回路13に入力されるが、波形の立
ち上がり部分により該フリップ・フロップ回路13を動
作させ、Q1端子より■、Q0端子より■の波形を出力
する。
■の波形は次段のフリップ・フロップ回路14に入力さ
れ、同様に立ち上がり部分により該フリップ・フロップ
回路14を動作させ、Q、より■、Qoより■が出力さ
れる。■は被測定信号の174の周波数となっており、
帯域濾波器15に入力される。
第6図は帯域濾波器15の特性の一例を示す図であり、
検出すべき特定周波数の11.9〜12.1 kHz、
検出してはいけない周波数の11kHz以下及び13k
Hz以上などはすべて第6図に示すように1/4の周波
数となっており、中心周波数は3kH2となっている。
帯域濾波器15はフリップ・フロップ回路14よりの入
力周波数により、第6図の出力電圧を送出するので、出
力電圧によって入力された周波数を判定することができ
る。即ち、特定の電圧以上が出力された場合には該帯域
濾波器15に検出すべき特定周波数の1/4の周波数が
入力されたと判定することが可能である。従って、判定
用の電圧(スレッシュホールド電圧)は第6図のv4と
V、の高い方より高く、かつ■2とV、の低い方より低
い電圧であることが必要である。即ち、第6図における
■4と■3の間に設定し、帯域濾波器15の出力をこの
電圧と比較すればよいこととなる。該スレッシュホール
ド電圧は帯域濾波器15の出力が人力される比較器16
において、+5Vを抵抗器R1とR4によって分割する
ことにより設定される。
今、■、を上記スレッシュホールド電圧とし、この電圧
を出力するときの入力周波数をf、及びfb(f、<f
b)とすれば、帯域濾波器15への入力周波数fX/4
が f、≦fX/4≦f、のときは出力が■6以上とな
って比較器6より出力が送出され、f、/4<fmおよ
びf % /4 < r bのときにはV、以下の出力
であるため出力が送出されない。
第5図は以上を図示したもので、帯域濾波器15に検出
すべき周波数が入力された場合と、検出されてはならな
い周波数が入力された場合の帯域濾波器15の出力波形
と比較器16の出力波形、即ち、第3図の■及び■点の
波形を示している。なお、帯域濾波器15には矩形波が
入力されるが、出力の波形はその基本波成分の正弦波と
なり、第3図の比較器16において前記スレ・ムシュホ
ールド電圧■、と比較され、■6を超える波形部分に対
して比較器16より出力が送出される。
以上の如く、第3図の回路においては、検出すべき特定
周波数f0の1/nを中心周波数とする帯域濾波器15
を用いて特定周波数f。を検出することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、検出すべき特定
周波数以下の周波数を適用領域とするアクティブ素子に
より構成された帯域濾波器を用いて特定周波数の検出を
行うことが可能となり、かかる特定特定周波数検出回路
の経済化に資するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明の帯域濾
波器出力特性説明図、第3図は本発明の実施例回路図、
第4図及び第5図は本発明の実施例の波形図、第6図は
本発明の実施例の周波数特性図、第7図は従来方式の回
路図である。 図中、 l ・・・・・−・・・−・・・−・・−・−・・−・
−・・被測定信号2−・・・・・・・・・−・・・・・
−・・・・・・・−・・・分周回路3 ・・・−・・・
・・・−・・・−・−・−−一−−・・−・−・−帯域
濾波器4 ・・・−・−・−・−・−・・・−・−・・
・・−・周波数判定手段である。 第1FgJ 第2図 (1) r、≦ r。 ≦f、の場合 (2)f、<f。 または f、 >fh の場合 ■ 0 f、:帯域濾波器への人力信号周波数 本発明の1tmpmyRJ (2) 第 図 本発明の実施例波形図(1) 第 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 被測定信号(1)を入力して特定周波数の信号を検出す
    る特定周波数検出方式において、被測定信号(1)を入
    力して周波数を原信号の1/n(nは任意の数)に変換
    して出力する分周回路(2)と、 該分周回路(2)の出力信号を入力し、該出力信号の周
    波数が検出すべき特定周波数の1/nである場合に出力
    レベルが最大となり、特定周波数の1/nの周波数から
    離れるに従って出力レベルが低下する帯域濾波器(3)
    と、 該帯域濾波器(3)の出力信号を入力し、該出力信号の
    レベルが予め設定したレベル以上である場合に前記被測
    定信号(1)の周波数が特定周波数であると判定して判
    定結果を出力する周波数判定手段(4)を備えたことを
    特徴とする分周回路を用いた特定周波数検出方式。
JP14483089A 1989-06-07 1989-06-07 分周回路を用いた特定周波数検出方式 Pending JPH0310171A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5583838A (en) * 1992-03-12 1996-12-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Recording apparatus having data recording rate phase-synchronized to recording time data recorded on a recording medium
JP2005337980A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Hioki Ee Corp 交流信号測定装置
JP2015175717A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 三菱電機株式会社 周波数測定装置、周波数測定方法、及びプログラム

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