JPH0625785B2 - 計測装置 - Google Patents

計測装置

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JPH0625785B2
JPH0625785B2 JP59017304A JP1730484A JPH0625785B2 JP H0625785 B2 JPH0625785 B2 JP H0625785B2 JP 59017304 A JP59017304 A JP 59017304A JP 1730484 A JP1730484 A JP 1730484A JP H0625785 B2 JPH0625785 B2 JP H0625785B2
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真司 岡田
豊 太田
宰司 国平
博 水口
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
  • Measuring Phase Differences (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、入力信号の周波数もしくは位相の基準値から
の偏位量を計測し、計測値をアナログ値に変換して出力
する計測装置とりわけ、VTR,オーディオ機器等のサ
ーボ回路の周波数・電圧変換器,あるいは位相・電圧変
換器として有用な計測装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 ディジタル手法を用いた測定装置は、アナログ手法を用
いた測定装置に比べ、正確であること、経時変化がない
こと、あるいは量産時に特性のばらつきが少なく、調整
が簡易であるなどの利点を有しており、このことからそ
の利用度が急激に高まっている。第1図はディジタル手
法による従来例の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図中、1は入力信号の周波数もしくは位相の基準値
からの偏位量を計測するN段のカウンタで、このカウン
タにはカウンタの初期状態を決めるプリセットデータ
(d)とプリセットデータをカウンタにセットするリセッ
ト信号(PR)が印加されるとともに、さらにカウント動作
を進めるクロック信号(CL)とクロック入力を禁止するク
ロック制御信号(C1)がANDゲート2を介し印加されて
いる。カウンタ1の出力データ(e),(f)はそれぞれゲー
ト列3とデコーダ4に供給され、デコーダ4ではデータ
(f)の値に依存したゲート制御信号(C2),(C3)が発生しゲ
ート列3と5に印加され、ゲート列3に供給された出力
データ(e)はゲート列3およびゲート列5を通り、出力
データ(h)となってM段のレジスタ6に供給される。M
段のレジスタ6には被測定信号から作成されるラッチ信
号(LA)が印加されており、計測値が一定期間記憶され
る。この記憶内容は出力データ(i)としてディジタル・
アナログ変換器7に供給され、アナログ値として出力さ
れる。以上、第1図の概略を説明したが、第1図で示し
た計測装置の各部の信号波形とタイミングを示す第2図
を参照して計測装置の動作について詳しく説明する。
先ず、カウンタ1の初期状態を決めるためプリセット信
号(PR)が印加され、カウンタ1にプリセット値(NP)がセ
ットされる。この時、クロック制御信号(C1)はカウンタ
1の誤動作を防止するため、クロック信号(CL)のカウン
タ1への入力を禁止する。プリセットが完了すると、ク
ロック制御信号(C1)によるクロック入力の禁止が解け、
カウンタ1はクロック信号(CL)をカウントし、Nビット
のカウンタ1の出力データは(f)のように時系列的に変
化する。(f)の右下がりの傾斜部は、カウンタ1出力の
デジタル的な変化量をアナログ的に表現している。カウ
ントデータ(e)はカウントデータ(f)の下位Mビットデー
タであり、クロック信号(CL)を2Nカウントするごとに同
じ値を繰り返す。ゲート制御信号(C2)はカウンタの値が
(NH)より大きい期間低レベル“L”となる信号であり、
一方、ゲート制御信号(C3)はカウンタの値が(NL)より小
さくなる期間低レベル“L”となる信号である。これら
のゲート制御信号(C2),(C3)はカウンタ1の出力データ
(f)を一致ゲート等でデコードすることにより容易に得
られる。ゲート列5の出力データ(h)はゲート制御信号
(C2)が“L”の期間には(NH)に、また、ゲート制御信号
(C3)が“L”の期間には(NL)に固定され、(C1)と(C2)が
共に高レベル“H”の期間のみカウンタの出力データが
そのまま出力データ(h)として出力される。ラッチ信号
(LA)は被測定信号から作成されるインパルス性の信号で
あり、このインパルスの到来毎にその時点の出力データ
(h)の値がレジスタ6に記憶され、D・A変換器7を介
してアナログ値として出力される。この出力値はプリセ
ット信号(PR)の印加時からラッチ信号(LA)の到来時まで
の時間を計測したものであり、特にゲート制御信号
(C2),(C3)でカウント値をクリップして変換する方法
は、計測値がある範囲〔第2図ではゲート制御信号
(C2),(C3)が共に“H”の期間〕に限られている場合、
計測用のカウンタ1のビット数“N”に比べてビット数
が少ない“M”ビットD−A変換器7で、カウンタの1
LSBの精度まで変換が可能となる。ところで、第1図
で示す構成の計測装置を実現する場合、ゲート列をNA
NDゲートあるいはNORゲート等を用いて構成するこ
とが考えられる。しかしながら、このゲート列は各ビッ
トのデータを強制的に変えるものであるため、全ビット
にそれぞれゲートが必要となる。例えば、第1図の計測
装置ではゲート列3と5を構成するために、2×M個の
ゲートが必要となる。したがって、回路構成が複雑にな
ることが避けられず、特に、全体を集積回路化した場
合、ゲート数の増加によりチップサイズが大きくなるこ
と、歩留りが低下することなどの不都合が生じる。ま
た、電気的性能の面では、ゲートの増加により電力消費
が増大する不都合が生じる。
発明の目的 本発明の目的は、レジスタの入力信号を固定化する入力
ゲート部を設けなくても、安定なD・A変換特性が得ら
れる計測装置を提供することにある。
発明の構成 要約すると、本発明は、初期設定後、入力されるクロッ
ク信号に応じてカウント動作するN段のカウンタ(1)
と、ラッチ端子(Lφ),セット端子(Sφ),リセッ
ト端子(Rφ)を有し、前記ラッチ端子からの入力で前
記カウンタの出力値を読み込み随時その値を記憶するN
段より少ないM段のレジスタ(60)と、前記レジスタ
のデジタル出力値をアナログ値に変換するD・A変換器
(7)と、前記カウンタの出力をデコードし、初期設定
時の状態を維持して前記カウンタの第1のカウント値で
反転する第1のデコード出力信号(C2)を出力すると
共に、初期設定時の状態を維持して第2のカウント値で
反転する第2のデコード出力信号(C3)を出力するデ
コーダ(4)と、前記第1,第2のデコード出力信号
(C2,C3)の入力に対して被測定用インパルス信号
の入力されるタイミングが、前記第1のカウント値以
前、前記第1,第2のカウント値の間、及び前記第2の
カウント値以降とで、前記インパルス信号を前記セット
端子、ラッチ端子、及びリセット端子に切り換えて印加
するコントローラ(8)と、を備えた計測装置であり、 この構成により、所定期間(カウンタの第1のカウント
値から第2のカウント値)中はインパルス信号がラッチ
端子Lφに印加され、レジスタ60をラッチング動作さ
せるので、カウンタ1のカウント量に応じたD・A変換
が行われ、また、所定期間外にはレジスタ60をセット
状態またはリセット状態にする。従って、レジスタ60
が所定期間外に偽のカウント値を読み込む心配が無くな
り、折線状の飽和特性を有したD・A変換を安定に行う
ことができる。また、レジスタ60の入力の固定化を必
要としないので、従来例で用いたゲート列3,5が不要
となる。
実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第3図は本発明の一実施例にかかる計測装置の構
成を示すブロック図であり、第1図と同一の番号および
記号で示しており、入力信号の偏位量を計測するカウン
タ1、プリセットデータ(d)、プリセット信号(PR)、ク
ロック信号(CL)、クロック制御信号(C1)、ANDゲート
2、カウンタの出力データ(e,(f))、デコーダ4および
D・A変換器7は第1図のそれと同一である。なお、M
段のレジスタ60は制御信号(Sφ),(Lφ)および(R
φ)の印加が可能な構成とされており、従来の計測装置
におけるM段のレジスタ6とはこの点で相違している。
本発明の計測装置では、さらに、被測定信号から作成さ
れるインパルス性のラッチ信号(LA)と、デコーダ4
より出力される信号(C),(C)からレジスタ6
0の制御信号(Sφ),(Rφ)および(Lφ)を発生
するコントローラ8が印加されている。第4図は、第3
図で示した計測装置の各部の信号波形とタイミングを示
す図であるが、プリセット信号(PR)、クロック信号
(CL)およびクロック制御信号(C)は第2図のそ
れと同様であり省略している。第4図において、デコー
ダ4の出力(C)はカウンタ1にプリセットデータ
(NP)がプリセットされてから、カウント動作が進行
し、カウンタ値が(NH)に達するまで“L”となる信
号であり、また、デコーダ出力(C)はさらにカウン
ト動作が進み、カウンタ値がNLに達してから、再度プ
リセット動作が行なわれるまでの間“L”となる信号で
ある。両信号は第2図で示した信号(C),(C
と同じである。コントローラ出力(Sφ)は前記のデコ
ーダ出力(C)が“L”である期間にラッチ信号(L
A)が到来した時に発生する制御信号で、レジスタ60
の値をカウンタ1から供給されている出力データ(e)と
は無関係な固定値(NH)に設定する。第4図で、aの
期間がこの場合に相当し、ラッチ信号(LA)のインパ
ルスの到来で、制御信号(Sφ)のみインパルスが発生
し、(Rφ),(Lφ)は変化しない。次に、bの期間
はカウンタ1の値が(NH)と(NL)との間にある期
間、すなわち、デコーダ出力(C)と(C)が共に
“H”となり、しかもラッチ信号が到来する期間であ
る。この期間内では、レジスタ60はカウンタ1の出力
データ(e)をそのまま記憶する。cの期間はデコーダ出
力(C)が“L”となり、しかもラッチ信号(LA)
が到来する期間であり、ラッチ信号(LA)のインパル
スに対し制御信号(Rφ)のみが応答し、レジスタ60
の値はカウンタ1の出力データ(e)とは無関係な固定値
(NL)に設定される。ところで、レジスタ60の値を
制御信号(Sφ),(Rφ)のインパルスで固定値(N
H),(NL)に設定するには、レジスタ60の各ビッ
トを構成するメモリ回路をそれぞれ固定値に応じてセッ
トあるいはリセットすればよい。D・A変換器7はレジ
スタ60に設定されたディジタル値をアナログ値に変換
するためのもので、第4図で示す(OUT)の波形がD
・A変換器7のアナログ値の変化を示す。
第5図は、第3図でブロック表示したコントローラ8と
Mビットのレジスタ60を論理構成図で示した一実施例
である。たとえば、レジスタ60は6ビット構成であ
り、1個のインバータ16とNANDゲート17〜34
によって全体が構成されている。コントローラ8はイン
バータ11,12とNANDゲート13,14および1
5によって構成されている。第5図で示す回路ブロック
の動作は大略第4図を参照して説明した動作と同じであ
るが、コントローラ8の出力信号が負論理となってお
り、制御信号をそれぞれ(Sφ),(Rφ),(Lφ
と記してある。レジスタ60の動作を第4図で説明した
a,b,cの期間の順に説明する。先ず第4図のaの期
間であるが、レジスタ制御信号は(Sφ)のみがインパ
ルスを発生し、(Rφ),(Lφ)は変化しない。この
動作を第5図に当てはめると、制御信号(Lφ)と(
φ)は“H”であるから(Lφ)が印加されるインバー
タ16の出力論理レベルは“L”となり、インバータ1
6に繋がるNANDゲート17,20,23,26,2
9および32の出力は、レジスタの入力データ(e0)から
(e5)の値にかかわらずすべて“H”となる。ところで、
レジスタの各ビットはR・Sフリップフロップと1つの
NANDゲートで構成されており(例えば、レジスタ6
0のMSBであれば、NANDゲート18と19で形成
されるR・SフリップフロップとNANDゲート17で
構成されている)、各ビットのR・Sフリップフロップ
の入力信号が()を除いて常時“H”であるから()
のインパルスの到来でレジスタ出力(i0)から(i5)はすべ
て“H”となる。第4図のcの期間も同様で()のイ
ンパルスの到来で、レジスタ出力(i0)から(i5)はすべて
“L”となる。第4図bの期間は、レジスタ60の入力
データ(e0)から(e5)の値が(Lφ)のインパルスの到来
時にそれぞれのR・Sフリップフロップにセットされ、
レジスタ出力(i0)から(i5)は(e0)から(e5)と同一の値と
なる。
以上説明したように、本発明の計測装置では、計測値を
記憶するレジスタを直接制御信号でコントロールするこ
とにより、従来必要とされた2段のゲート列が不要とな
り、大幅なゲート数の削減が可能となる。また、第5図
から明らかなようにレジスタ60は既知のレジスタと基
本構成が同一であり、レジスタの各ビットにセット端子
とリセット端子とを追加すれば良く、ゲート数の増大を
招くことはない。また、コントローラ8もレジスタ60
の段数にかかわらず同一の構成でよく、レジスタの段数
が多いものほどゲートの削減効率が良くなる。
発明の効果 以上のように、被測定用のインパルス信号が所定期間外
に入力された場合、レジスタを強制的にセット状態又は
リセット状態にするから、レジスタが偽のカウント値を
読み込む心配が無く、折線状の飽和特性を有したD・A
変換を安定に行うことができる。また、レジスタの入力
信号を固定化する為に従来例で用いていた2段のゲート
列が不要となるため、装置全体としてゲート数を大幅に
削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の計測装置の構成を示すブロック図、第
2図は第1図で示す計測装置の動作を説明するための各
部の信号波形図、第3図は本発明の計測装置の一実施例
を示すブロック図、第4図は第3図で示す計測装置の動
作を説明するための信号波形図、第5図は本発明の計測
装置のレジスタおよびコントローラの具体的な構成例を
示す論理構成図である。 1……カウンタ、2……ANDゲート、3,5……ゲー
ト列、4……デコーダ、6,60……レジスタ、7……
D・A変換器、8……コントローラ、11,12,16
……インバータ、13〜15,17〜34……NAND
ゲート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】初期設定後、入力されるクロック信号に応
    じてカウント動作するN段のカウンタと、 ラッチ端子,セット端子,リセット端子を有し、前記ラ
    ッチ端子からの入力で前記カウンタの出力値を読み込み
    随時その値を記憶するN段より少ないM段のレジスタ
    と、 前記レジスタのデジタル出力値をアナログ値に変換する
    D・A変換器と、 前記カウンタの出力をデコードし、初期設定時の状態を
    維持して前記カウンタの第1のカウント値で反転する第
    1のデコード出力信号を出力すると共に、初期設定時の
    状態を維持して第2のカウント値で反転する第2のデコ
    ード出力信号を出力するデコーダと、 前記第1,第2のデコード出力信号の入力に対して被測
    定用インパルス信号の入力されるタイミングが、前記第
    1のカウント値以前、前記第1,第2のカウント値の
    間、及び前記第2のカウント値以降とで、前記インパル
    ス信号を前記セット端子、ラッチ端子、及びリセット端
    子に切り換えて印加するコントローラと、 を備えた計測装置。
JP59017304A 1984-02-01 1984-02-01 計測装置 Expired - Lifetime JPH0625785B2 (ja)

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JPS60161565A JPS60161565A (ja) 1985-08-23
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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