JPS5843931B2 - 周波数弁別器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基準信号により、比較信号を周波数弁別する回
路に関するものである。

第１図に周波数弁別回路の従来例を示し、第２図に第１
図の要部波形を示す。

第１図において、１は比較信号、２は基準信号、３はク
ロックパルス、４はカウンタ、５はカウンタ出力、６は
インバータ、７はＮＡＮＤ，８は遅延フリップ・フロッ
プ（以下Ｄ．ＦＦ．と略す）、９は弁別出力である。

また第２図の信号波形の番号は第１図と同符号の信号を
示す。

比較信号１は正極のパルス列よりなる。

まず比較信号１はカウンタ４のリセット端子Ｒとｆ）、
ＦＦ．８のトリガ端子Ｔにそれぞれ入力される。

カウンタ４は比較信号１のＮＨｕレベルでリセットされ
、そのカウンタ出力５はリセット入力に対して少し遅し
てＬ ７１レベルになる。

また、Ｄ．ＦＦ．８のデータ端子Ｄにはカウンタ出力５
が入力し、Ｄ．ＦＦ．８は比較信号１の立上り端でトリ
ガされる。

モしてＤ．ＦＦ．８はデータ端子Ｄの信号つまりカウン
タ出力５を保持し、弁別出力９とするＯしたがって、今
、Ｄ．ＦＦ．８のトリガ端子Ｔに比較信号１の”ＨＩ＋
レベルが入力したとすると、Ｄ．ＦＦ．８の弁別出力９
にはカウンタ４がリセットされる直前のカウンタ出力５
が出力される。

一方、カウンタ出力５はインバータ６を介してＮＡＮＤ
７に入力されていて、カウンタ出力５がＬ ＋１のとき
ＮＡＮＤ７は開かれて、基準信号２を通過させ、クロッ
クパルス３となる。

このクロックパルス３はカウンタ４に入力され、計数さ
れる。

ここでカウンタ４は、所定数（たとえば５個）のクロッ
ク・パルスが入力されると、そのカウンタ出力５がＨ”
になるように設定されている。

したがって、第２図イに示すように比較信号１の周波数
が基準信号２の周波数のイであれば比較信号１に次の正
極パルスが来る以前に、カウンタ４には５発のクロック
パルスが入力されたことになり、カウンタ出力５は”Ｈ
１１に反転する。

このとき同時にインバータ６を介してＮＡＮＤ７は閉ざ
され、カウンタ４は計数を停止する。

この後、比較信号１に正極パルスが来ると、前述の如く
、Ｄ、ＦＦ、８の弁別出力９はＨｎとなりカウンタ４は
リセットされてそのカウンタ出力５は＋ｌ Ｌ ？１に
反転する。

この結果、再びＮＡＮＤ７は開かれて上述の動作をくり
返す。

次に、第２図口に示すように、比較信号１の周波数力塙
く、基準信号２の周波数のＸの場合の、前記の従来の周
波数弁別器の動作を説明する。

まず比較信号１′が入力されるとカウンタ４はリセット
され、カウンタ出力５′はＬ Ｉｔになる。

同時にインバータ６を介してＮＡＮＤ７は開かれカウン
タ４にはクロックパルス３′が入力され、計数を始める
。

しかし、カウンタ出力５′がＨ”に反転する以前に次の
比較信号１′が入力されるので、再びカウンタ４はリセ
ットされる。

したがって、Ｄ、ＦＦ、８はＬ″を保持し、その弁別出
力９′はＬ”レベルとなる。

次に、比較信号１がノイズを有するときの、前記の従来
の周波数弁別器の動作を説明する。

比較信号１の周波数が基準信号２の周波数のイのときの
信号波形を第３図に示す。

同図において、比較信号１の正常なパルス群を構成する
各パルスをａ。

ｂ、ｃ、ｄとし、パルスｂとＣの間にノイズがあるとす
る。

パルスｂの時点では、弁別出力９は正常に”Ｈ“レベル
にある。

次に、ノイズが入力された時点では、クロック・パルス
３の入力数は５発未満であり、カウンタ出力５は“Ｌ′
にある。

したがって、Ｄ、ＦＦ、８の弁別出力９はＬ ｎに変化
する。

同様に次のパルスＣが入力された時点でも、カウンタ出
力５は”Ｌ ｎにあり、弁別出力９は”Ｌ Ｉｔを保持
する。

その後ノイズがなく正規のパルスｄが入力された時に、
カウンタ４は正常動作となり、弁別出力９はＨＩｔに戻
る。

このように、従来回路では、わずか１発のノイズ入力に
対しても、弁別出力９は誤動作するという欠点があった
。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、単
発のノイズに対して誤動作のない周波数弁別器を提供す
るにある。

本発明の特徴は、周波数弁別した弁別出力を複数段のり
、ＦＦで順次伝達保持し、弁別出力と最終出力の論理演
算出力により上記り、ＦＦ群を論理処理するようにした
点にある。

第４図に本発明の一実施例を示し、第５図に第４図の要
部波形を示す。

なお、第１図と同一・機能を有するものには同じ符号を
付したので、これらについては説明を省略する。

第４図において周波数弁別回路１０は第１図の全体回路
と同一である。

周波数弁別回路１０の弁別出力９は、排他的論理ＯＲ（
以下Ｅｘ ＯＲと呼ぶ）１１の１人力に接続されてい
るとともに、Ｄ、ＦＦ１２のＤ端子に人力される。

さらにこのり、ＦＦ１’２め出力１３は次段１）、ＦＦ
１４のＤ端子に入力され、Ｉ）、ＦＦ１４の出力１５は
次段り、ＦＦ１６のＤ端子に順次人力されている。

Ｄ、ＦＦ１２および１４のトリガ端子には）比較信号１
が入力されている。

また、Ｄ、ＦＦ１６のトリガ端子にはＡＮＤ１７の出力
が入力され、ＡＮＤ１７の入力には、比較信号１と前記
Ｅｘ−ＯＲＩ １の出力１８が接続されている。

Ｅ ｘ−（）Ｒ１１の他方の人力には、Ｄ、ＦＦ１６の
出力つまり検出出力１９が接続されている。

いま、比較信号１の周波数が、基準信号２の周波数の士
から上に変化する場合を考えてみる。

第３ ５図において、弁別出力９は第２図に示した動作かられ
かるように、安定時には’Ｈ”あるいはＬ”となる。

まず、比較信号１の周波数が低いａの状態のとき（基準
信号２の周波数のでのとき）、弁別出力９は”Ｈ′にあ
る。

このとき出力１３および１５は°Ｈ”であり、検出出力
１９も”ＨＩｔにある。

また弁別出力９と検出出力１９が等しいことより、ＥＸ
−ＯＲ１１の出力１８はＬ″であり、ＡＮＤ１７は論理
的に閉じていて、Ｄ、ＦＦ１６のトリガ端子にはトリガ
は入力されない。

次にｂの状態のとき、すなわち比較信号１の周波数が高
く（基準信号２の周波数の一！−）なったと３ する。

このとき次の比較信号１の正極パルスにより、まず弁別
出力９のみがＬ″に反転する（Ｃの状態）。

同時にＥＸ−ＯＲ１１の２つの入力が異なるため、その
出力１８はＨ″に変化し、ＡＮＤｌ７は論理的に開かれ
る。

その後、比較信号１の正極パルスが入力される毎に、出
力１３．１５および検出出力１９は順次＋４ Ｊ、 Ｉ
Ｔに反転する。

この結果、検出出力１９が゛°Ｌパに反転すると同時に
、この検出出力１９と弁別出力９は等しくなりＥｘ
０Ｒ１１の出力はＬ ！＋に戻る（ｄの状態）。

このように比較信号１の周波数が変化すると、検出出力
１９は安定に反転する。

次に比較信号１に単発ノズルが含まれているときの、各
部動作波形を第６図に示す。

ここで比較信号１の周波数は低い（基準信号２の「）と
する。

まず、ノイズのない定常な状態（ｅの状態）では、各出
力９’、 １３’、 １５’および検出出力１９′は’
Ｈ”にある。

またＥＸ−ＯＲ１１の出力１８′は”Ｌ ＋１にある。

いま、比較信号１に単発ノイズ２０が含まれたとすると
、まず弁別出力９′のみがＨＬ”に反転する（ｆの状態
）。

同時にＥｘ−ＯＲ１１の２つの入力が異なるようになる
ため、その出力１８′は”■１″に変化し、ＡＮＤ１γ
は論理的に開かれる。

その後、ノイズはなく正常な比較信号１が入力されると
すると、次の正極パルスにより弁別出力９′は゛Ｌパを
維持味Ｉ）、ＦＦ１２の出力１３′は＋４ Ｉ、″に反
転する（ｇの状態）。

さらに次の正常な正極パルスによりＪＩ）、ＦＦ１４の
出力１５′つまりり、ＦＩ”１６の０人力もＬ”に反転
するが、弁別出力９′は再び’Ｈ”に戻ってしまう（ｈ
の状態）。

したがって、再び弁別出力９′と検出出力１９′は等し
くなり、Ｅｘ−ＯＲＩＩの出力１８′はＬ″になりＡＮ
Ｄ１γを論理的に閉じてしまう。

このため次の正極パルスが入力されても、Ｄ、ＦＦ１６
にはトリガが入力されず、その出力つまり検出出力１９
′は安定にＨ″を維持し続ける（ｉの状態）。

以上のように弁別出力９を比較信号１により順次３段の
り、ＦＦＩ ２ 、１４および１６に伝達し、かつ最終
段のり、ＦＦ１６のトリガ入力を、弁別出力９と検出出
力１９のＥ ｘ −ＯＲ出力１８でＡ Ｎ Ｉ）ゲート
することにより、比較信号１に含まれる単発ノイズに対
しても誤動作することなく安定な検出出力１９を得るこ
とができる。

なお以上の動作においては状態−６に変化すると同時に
上記実施例に示した回路は安定になる。

つまり状態ｉの中に再び単発ノイズが含まれていても、
上記実施例の周波数弁別回路は誤動作することなく安定
に検出出力１９′を維持し続けることができる。

上記の実施例においては、検出出力１９を３段のり、Ｆ
Ｆ１２ 、１４および１６に順次伝達しているが上述の
動作説明からも容易に理解できるように上記Ｉ）、ＦＦ
は４段以上にすれば２以上の連続ノイズによる誤動作を
防ぐことができる。

上記実施例では弁別出力９と検出出力１９のＥｘ−ＯＲ
出力を利用しているが、第７図に示す他の実施例のよう
に弁別出力９と検出出力１９のＮＡＮＤ出力を利用して
、上記誤動作を防ぐこともできる。

第８図に第７図の要部波形を示す。第７図において、第
４図と同一機能を有するものには第４図の符号と同一の
符号を付したので説明を省略する。

ＮＡＮＤ２０の入力には弁別出力９と検出出力１９が接
続されていて、このＮＡＮＤ出力２１はＡＮＤｌ ７．
Ｎ０Ｒ２２および２３に入力されている。

このＮ０Ｒ２２および２３の他方の人力にはそれぞれり
、ＦＦ１２ 、１４の出力１３．１５が接続されており
、またＮ０Ｒ２２゜２３の出力はり、ＦＦ１２．１４の
セット端子に入力されている。

ここで、セット入力が’ Ｈ”のとき、Ｄ、ＦＦの出力
は’Ｈ’“になるとする。

いま、第８図のように単発ノイズを含む比較信号１が入
力されるとする。

このときノイズのない定常状態（ｊの状態）では、弁別
出力９、出力１３．１５および検出出力１９はＴ Ｈｌ
“であり、したがってＮＡＮＤ出力２１は■、″となっ
ている。

比較信号１にノイズが入力されると、まず弁別出力９の
みがＬ″に反転する（ｋの状態）。

同時にＮＡＮＤ出力２１はＮ ＨＩＴに変化し、ＡＮＴ
）１７は論理的に開かれる。

次の正極パルスにより弁別出力９は゛Ｌパを維持し、出
力１３は＋１ Ｌ ＩＴに反転する（１の状態）。

このとき出力１５は変化しない。

さらに次の正極パルスにより、出力１５はｌ Ｉ、 Ｈ
に一時的に反転する。

しかし、同時に弁別出力９は再びＩ ＨＴ“に戻るため
、ＮＡＮＤ出力２１は再びＪ Ｉ、 ｌ＋に変化する。

このとき出力１３，１５は＋１ Ｌ Ｉ＋にあるため、
ＮＡＮＤ出力２１と出力１３および出力１５を入力とす
るＮ０Ｒ２２およびＮ０Ｒ２３の出力はそれぞ゛れｌ
Ｈ＋“になる。

したがって、Ｄ、ＦＦ１２およびり、ＦＦ１４をセット
して、その出力１３，１５を°’Ｈ”に反転させる。

（ｍの状態）。つまり弁別出力９と検出出力１９がとも
に’ＩＴ”の状態になったときには、必らず出力１３，
１５は■１′”になるように構成されている。

この結果、出力１３．１５がＨ′に変化した後（ｎの状
態）では、本実施例は安定になる。

つまり状態Ｊと同じ状態になっている。

このように弁別出力９と検出出力１９によるＥｘ−ＯＲ
やＮＡＮＤなどの適当な論理演算の出力を用いて、上述
のり、ＦＦ１２ 、１４および１６を論理処理すること
により、比較信号１に含まれるノイズによる誤動作を防
ぐことができる。

以上の実施例においては、比較信号１と基準信号２を弁
別する周波数比率を５としているがこれに限るものでは
ないことは当然である。

以上のように本発明によれば、従来例のように比較信号
に含まれる単発ノイズにより誤動作することはなく、わ
ずかの素子追加で安定に動作する周波数弁別器を得るこ
とができる。

さらに高い周波数の基準信号を同一チップ内に有するサ
ーボ制御用ＩＣにおいては、ピン数の増加なく、簡単に
周波数弁別器の動作をより安定化することが可能となる
。

磁気記録再生装置等のサーボ制御回路に入力される再生
コントロールパルスやキャプスタン軸に取付けられた周
波数発電機などからの信号は、ノイズを含み易いので、
本発明を上記のようなところに利用すると誤動作軽減を
はかることができ、大きな効果を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の周波数弁別（ロ）路の回路図、第２図お
よび第３図は第１図の動作説明のための波形図、第４図
は本発明による周波数弁別器の一実施例を示す回路図、
第５図および第６図は第４図の動作説明のための波形図
、第７図は本発明による他の実施例を示す回路図、第８
図は第７図の動作説明のための波形図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周波数の異なる第１の信号と第２の信号の周波数比
   率を検出する周波数弁別器において前記第１と第２の信
   号の周波数比率を検出する周波数弁別回路と、該周波数
   弁別回路の弁別出力を順次伝達保持するように、少なく
   とも３段に接続された遅延フリップ・フロップ群と、終
   段遅延フリップ・フロップの出力と前記弁別出力とを入
   力とする第１の論理ゲート回路と、前記第１の信号と第
   ２の信号のうちの周波数の低い信号を終段を除く遅延フ
   リップ・フロップのトリガ信号として用い、前記第１の
   論理ゲート回路の出力と前記周波数の低い信号とを入力
   とする第２の論理ゲート回路の出力を終段の遅延フリッ
   プ・フロップのトリガ入力とすることを特徴とする周波
   数弁別器。 ２ 第１の論理ゲート回路が排他的論理ＯＲであり、第
   ２の論理ゲート回路がＡＮＤ回路からなることを特徴と
   する特許 の周波数弁別器。 ３ 第１の論理ゲート回路がＮＡＮＤＡＮＤ回路第２の
   論理ゲート回路がＡＮＤ回路からなり、終段を除く遅延
   フリップ・フロップの各々はそれぞれの出力と、前記Ｎ
   ＡＮＤＡＮＤ回路との否定論理和によってセットされる
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の周波
   数弁別器。