JPH0743398B2 - 区間長測定回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は電圧比較器を用いて所定値以上の、または以
下の信号の区間長を測定する区間長測定回路に関する。

（従来技術） 従来の区間長測定回路はたとえば第３図に示す如く信号
入力が基準電圧以上のときに高電位出力（これを正極性
側出力と記す）と正極性側出力を反転した出力（これを
負極性側出力と記す）とを出力する電圧比較器１、電圧
比較器１からの正極性側出力とT_ON/T_OFF電圧とを入力と
するE_X−ORゲートからなるスタートゲート２、電圧比較
器１から負極性側出力とT_ON/T_OFF電圧とを入力とするE_X
−ORゲートからなるストツプゲート３、スタートゲート
２の出力を反転するインバータ４およびインバータ４の
出力とスタートゲート２の出力を入力とするナンドゲー
ト５からなり、インバータ４における遅延を利用して所
定幅のスタートパルスを発生するスタートトリガパルス
発生器６、ストツプゲート３の出力を反転するインバー
タ７およびインバータ７の出力とストツプゲート３の出
力を入力とするナンドゲート８とからなり、インバータ
７における遅延を利用して所定幅のストツプパルスを発
生するストツプトリガパルス発生器９を備えている。た
とえばスタートトリガパルス発生器６からの出力の立下
りにより高周波パルスの計数を開始し、ストツプトリガ
パルス発生器９からの出力の立下りにより上記の計数を
停止して、この計数値により電圧比較器１の（＋）側の
入力端に印加した被測定入力信号レベルが基準電圧以上
の区間長を測定している。また、T_ON/T_OFF電圧の極性を
変えることで基準電圧未満の被測定入力信号レベルの区
間長を測定している。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した如き従来例によるときは電圧比較器の出力のエ
ツジが温度により傾斜する温度特性によつて被測定入力
信号の区間長測定に誤差を生ずる問題点があつた。

出力のエッジが温度により傾斜する電圧比較器の例は、
例えばナショナルセミコンダクタ社製のLM162/LM161/LM
361などにみられるところである。これらの例では基準
値で14ns、20nsのごとく周囲温度25℃の状態で規定され
ており、この伝播遅延時間は周囲温度の増加によって増
加することが特性図として公表されており、かかる電圧
比較器を用いた場合に上記の温度特性によって区間長測
定に誤差が生じること上記の通りである。また出力段が
オープンコレクタ出力の場合は立上りが遅く、この遅れ
は出力段のトランジスタに接続されている抵抗およびコ
ンデンサによる時定数によて定まる。さらに、この時定
数は温度によって変化する。したがって、出力段がオー
プンコレクタ構成のものでは出力のエッジが温度によっ
て傾斜することになる。出力段がオープンコレクタ構成
の電圧比較器を用いた場合にも温度特性によって区間長
測定に誤差が生ずること上記の通りである。

上記した従来例において、入力端子10に第４図（ａ）に
示す如き信号入力ａと、入力端子11に第４図（ａ）に示
す如き基準電圧ｂとが加えられ、入力端子12にT_ON/T_OFF
電圧が印加される。いま被測定電圧が基準電圧以上の区
間長を測定するものとする。この場合はT_ON/T_OFF電圧と
して低電位が選択される。

信号入力ａ、基準電圧ｂの印加により電圧比較器１の正
極性側出力端子OUT1からは第４図（ｂ）に示す波形の出
力が、負極性側出力端子OUT2からは第４図（ｃ）に示す
波形の出力が発生する。この出力により、スタートトリ
ガパルス発生器６からは第４図（ｄ）に示す如き負極性
のパルスが発生し、ストツプトリガパルス発生器９から
は第４図（ｅ）に示す如き負極性のパルスが発生する。
ここで第４図（ｄ）、第４図（ｅ）に示すパルスのパル
ス幅はインバータ４の遅延時間、インバータ７の遅延時
間に関連している。また、基準電圧未満の区間長を測定
する場合はT_ON/T_OFF電圧を高電位とする。

しかるに、電圧比較器１の出力に第４図（ｂ）および
（ｃ）において破線（または一点鎖線）に示す如く出力
の立上りにおいて周囲温度による出力の傾斜が生ずる如
き温度特性を有する場合、この温度特性のためにスター
トトリガパルス発生器６からの出力の立下り時期、スト
ツプトリガパルス発生器９からの出力の立下り時期に破
線（または一点鎖線）で示す如き変動が生ずる。ここ
で、第４図（ｂ）〜（ｅ）において破線は破線に、一点
鎖線は一点鎖線にそれぞれ対応している。この結果、周
期測定に誤差が生じることになる問題点が生ずること前
記の通りである。

本発明は上記の問題点を解決した区間長測定回路を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は上記の問題点を解決するために次の如く構成
した。

信号入力のレベルが基準電圧以上の区間長または信号入
力のレベルが基準電圧未満の区間長を測定する区間長測
定回路であつて、信号入力のレベルと基準電圧とを比較
する電圧比較器と、入力信号のエツジから所定幅のパル
スを出力する第１および第２のトリガパルス発生器と、
電圧比較器の正極性側出力と負極性側出力とを入力と
し、かつ測定区間長の種別に関連した選択信号によつて
入力に関連した出力から電圧比較器の出力の温度特性を
持たない方のエツジ側を選択して第１および第２のトリ
ガパルス発生器に供給するデータセレクタとを備えた。

（作 用） 上記の如く構成されたこの発明において、電圧比較器の
正極性側出力および負極性側出力はデータセレクタに供
給され、測定区間長の種別に関連した選択信号によつて
正極性側出力に関連した出力および負極性側出力に関連
した出力から電圧比較器の出力の温度特性を持たない方
のエツジ側が第１および第２トリガパルス発生器に供給
されて、温度特性から解放される。

さらに詳細には、たとえば電圧比較器の出力の立上りエ
ツジが傾斜する温度特性を有するときは、データセレク
タにより電圧比較器の正極性側出力を反転し、負極性側
出力を反転した出力を第１の区間長測定のときにはそれ
ぞれ各別に第２のトリガパルス発生器におよび第１のト
リガパルス発生器に供給することにより、温度特性を持
たない側の電圧比較器の出力で第１および第２のトリガ
パルス発生器がトリガされることになつて温度変化に関
係なく、正確に第１の区間長の測定ができる。また、第
２の区間長の測定の場合にはデータセレクタにより正極
性側の出力を反転したデータセレクタからの出力を第１
のトリガパルス発生器に、負極性側の出力を反転したデ
ータセレクタからの出力を第２のトリガパルス発生器に
供給することによつて、温度特性を持たない側の電圧比
較器の出力で第１および第２のトリガパルス発生器がト
リガされることになつて温度変化に関係なく、正確に第
２の区間長の測定ができる。

また、電圧比較器の出力の立下りエツジが傾斜する温度
特性を有するときは、データセレクタに入力を反転しな
いで出力するものを用いればよい。

なお、さらに詳細な作用は実施例によりさらに明きらか
になるであろう。

（実施例） 以下、この発明を実施例により説明する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロツク図で
ある。

この発明の一実施例において、第３図に示した従来例と
同一構成要素には同一の符号を付して示してある。

電圧比較器１の正極性側出力はデータセレクタ10の入力
端子1Bおよび2Aに、負極性側出力はデータセレクタ10の
入力端子1Aおよび2Bに供給し、T_ON/T_OFF電圧はデータセ
レクタ10の選択信号として供給してある。

セレクタ10の出力端子▲▼はスタートトリガパルス
発生器６に、出力端子▲▼はストツプトリガパルス
発生器９に供給して、それぞれ出力端子13,14に印加し
てある。

上記の如く構成された本発明の一実施例の作用について
説明する。

電圧比較器１において入力端子10に印加された信号入力
ａと入力端子11に印加された基準電圧ｂとが比較され
る。電圧比較器１の出力端子OUT1からの出力と出力端子
OUT2からの出力との間には出力端子OUT1の出力を反転し
たものが出力端子▲▼の出力となる関係があ
り、第２図（ａ）に示す信号入力ａおよび基準電圧ｂに
対し、電圧比較器１の出力端子OUT1からの出力は第２図
（ｂ）に示す如き波形であり、出力端子▲▼か
らの出力は第２図（ｃ）に示す如き波形である。ここ
で、第２図（ｂ）及び（ｃ）において実線は温度特性に
よる出力の傾斜がない理想的な場合を示し、破線部分は
温度特性による立上り傾斜が存在する場合の波形部分を
示している。なお、後記する第２図（ｄ）及び（ｅ）に
ついても同様である。

データセレクタ10はT_ON/T_OFF信号のレベルに応じて、電
圧比較器１の出力端子OUT1,▲▼からの出力を
選択して、データセレクタ10の出力端子▲▼，▲
▼にそれぞれ出力する。たとえばT_ON/T_OFF信号が低電
位の場合では入力側の“A"側が選択され、T_ON/T_OFF信号
が高電位の場合では入力側の“B"側が選択される。いま
T_ON/T_OFF信号を高電位とすればデータセレクタ10により
その出力端子▲▼に入力端子2Bの入力が、出力端子
▲▼に入力端子1Bの入力が、反転のうえ出力され
る。したがつて出力端子▲▼からの出力の波形は第
２図（ｄ）に示す如くになり、出力端子▲▼からの
出力の波形は第２図（ｅ）に示す如くになる。この結
果、スタートトリガパルス発生器６からは、電圧比較器
１の出力端子▲▼の出力の立下り時に立下る負
のパルスが第２図（ｆ）に示す如く出力され、ストツプ
トリガパルス発生器９からは、電圧比較器１の出力端子
OUT1の出力の立下り時に立下る負のパルスが第２図
（ｇ）に示す如く出力される。

しかるに、前記従来例の如く電圧比較器１の出力端子OU
T1,▲▼からの出力の立上りに第２図（ｂ）〜
（ｅ）に破線で示す如く温度特性を有しているが、スタ
ートトリガパルス発生器６からの出力は電圧比較器１の
出力端子▲▼からの立下り出力を等価的に使用
したのと同様であるため、スタートトリガパルス発生器
６から出力端子13に印加されるトリガパルスは電圧比較
器１の温度特性に影響されることはない。また、ストツ
プトリガパルス発生器９からの出力は電圧比較器１の出
力端子OUT1からの立下り出力を等価的に使用したのと同
様であるため、ストツプトリガパルス発生器９から出力
端子14に印加されるトリガパルスは電圧比較器１の温度
特性に影響されることはない。

また、T_ON/T_OFF電圧を低電位とすれば、データセレクタ
10の出力端子▲▼には電圧比較器１の出力端子OUT1
からの出力の反転出力、すなわち第２図（ｅ）に示す波
形の出力が出力され、出力端子13には第２図（ｇ）に示
す波形のトリガパルスが出力される。またセレクタ10の
出力端子1Yには電圧比較器の出力端子▲▼から
の出力の反転出力、すなわち第２図（ｄ）に示す波形の
出力が出力され、出力端子14には第２図（ｆ）に示す波
形のトリガパルスが出力される。したがつて、本実施例
において出力端子13からの出力で周波数の計数を開始
し、出力端子14からの出力で周波数の上記計数を停止す
ることにより、T_ON/T_OFF電圧が高電位のときは基準電圧
以上の信号入力レベルの区間長が測定でき、T_ON/T_OFF電
圧が低電位のときは基準電圧未満の信号入力レベルの区
間長が測定できる。

また、電圧比較器１の出力端子OUT1,▲▼から
の出力の立下りが傾斜する温度特性を有するときは、デ
ータセレクタ10において入力を反転せずに出力するよう
にし、基準電圧以上の入力信号レベルの区間長を測定す
るときには電圧比較器１の出力端子OUT1からの出力をス
タートトリガパルス発生器６に供給し、かつ出力端子▲
▼からの出力をストツプトリガパルス発生器９
に供給するようにデータセレクタで選択すればよい。さ
らにまた、基準電圧未満の信号入力レベルの区間長を測
定するときには電圧比較器１の出力端子OUT1からの出力
をストツプトリガパルス発生器９に供給し、かつ出力端
子▲▼からの出力をスタートトリガパルス発生
器６に供給するようデータセレクタで選択すればよい。

（発明の効果） 以上説明した如くこの発明によれば、電圧比較器の出力
の温度特性を持たない方のエツジをセレクタによつて選
択し、第１および第２のトリガパルス発生器に供給され
るように構成したため、第１および第２のトリガパルス
は電圧比較器の出力の温度特性に無関係となつて、正確
に区間長を測定することができる。さらにスタートパル
スから一定の計数値を減算を行なつてスタートし区間長
を測定する場合にも同様の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロツク図。 第２図はこの発明の一実施例の作用説明に供するタイミ
ング図。 第３図は従来例の構成を示すブロツク図。 第４図は従来例の作用の説明に供するタイミング図。 １……電圧比較器、６……スタートトリガパルス発生
器、９……ストツプトリガパルス発生器、10……データ
セレクタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号入力のレベルが基準電圧以上の第１の
   区間長または信号入力のレベルが基準電圧未満の第２の
   区間長を測定する区間長測定回路であつて、信号入力の
   レベルと基準電圧とを比較する電圧比較器と、入力信号
   のエツジから所定幅のパルスを出力する第１および第２
   のトリガパルス発生器と、電圧比較器の正極性側出力と
   負極性側出力とを入力とし、かつ測定区間長の種別に関
   連した選択信号に伴つて入力に関連した出力から電圧比
   較器の出力の温度特性を持たない方のエツジ側を選択し
   て第１および第２のトリガパルス発生器に供給するデー
   タセレクタとを備えたことを特徴とする区間長測定回
   路。