JPS6020056Y2 - 周波数測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はコンデンサの充放電パルスを利用した周波数
測定装置の改良に関するものである。

従来の周波数測定装置として、被測定交流信号源の出力
電圧を振幅変形回路で一定の振幅に整形し、この整形回
路の出力によって充電されるコンデンサの放電電流と、
上記振幅整形回路の出力を微分した後に整流された電流
との差を計器素子で計測するように構成したものがある
。

ところで、この種装置では、一般に中心周波数の±１０
％程度を目盛表示範囲として設定しているため、最小の
目盛を電気的零位の近傍に位置させである。

しかるに、上記従来のものにおいては、コンデンサの放
電電流と、微分電流を整流した電流の差を計器素子で計
測するように構成上でいるから、上記微分電流の計器素
子への通電が断たれた直後においても、上記コンデンサ
の蓄積電荷が上記計器素子に流れて計器素子の可動体部
分に対して逆指示方向のトルクが作用する傾向にある。

このトルクによって計器素子の指針が針止部に強く押し
つけられることになり、上記微分電流の通断電の繰り返
しによって、上記指針の損傷を招くおそれがある。

したがって、この考案は振幅整形回路の出力で充電され
るコンデンサからの放電電流の流入を阻止する整流素子
を計器素子に直列に接続して、微分回路の出力を整流し
た電流のみを上記計器素子に流入させ、微分回路からの
出力側の平滑コンデンサに１、上記微分回路の出力電流
による被測定周波数に比例した直流電圧と、バイアス電
圧を印加して、これらの電圧の差を上記計器素子で指示
させることにより、上記微分電流の計器素子への通電が
断たれた後は、計器素子の可動体部分に対する逆指示方
向のトルクの発生を抑制して、指針損傷等を有効に防止
でき、とくに振幅整形回路における１対の定電圧素子の
負荷の大小関係を特定とするとにより、信号電圧が定格
電圧に至らない領域でも指針の振れの適正化を確保し得
る周波数測定装置を提供することを目的としている。

以下、この考案の一実施例を図面にしたがって説明する
。

第１図において、Ｓは被測定交流信号源、ＺＣは上記交
流信号源Ｓの出力電圧を一定振幅の方形波定電圧波形に
整形する振幅変形回路で、たとえば互に逆方向接続され
たｌ対のツェナーダイオードＺ１．ｚ２、倍率抵抗体Ｒ
１および負荷抵抗体Ｒ２等からなる。

ＤＣは上記整形回路ＺＣの出力端に接続された微分回路
で、たとえば微分コンデンサＣ□および整流用ダイオー
ドＤ１．Ｄ２等から構成されている。

Ｃ２は上記微分回路鞭の出力端に接続された平滑コンデ
ンサで、このコンデンサＣ２の両端には、調整用の抵抗
体Ｒ３とコンデンサＣ３との直列回路が並列に接続され
ている。

上記抵抗体Ｒ３は整流素子Ｄ１．Ｄ２の温度補償用のサ
ーミスタＲ４、可変抵抗体Ｒ５および固定抵抗体Ｒ６か
らなり、上記コンデンサＣ３の両端電圧を平滑コンデン
サＣ２の両端電圧とで分圧するものである。

Ｄ３は上記平滑コンデンサＣ３と抵抗体Ｒ３との接続点
と微分コンデンサＣ１と倍率抵抗体Ｒ□との接続点との
間に接続された整流用ダイオードである。

Ｍは上記平滑コンデンサＣ２に並列接続される計器素子
で、この計器素子Ｍには、整流用素子Ｄ４が、上記コン
デンサＣ３の放電電流の流入を阻止する方向に向けて直
列接続されている。

つぎに、上記構成の作動について説明する。

被測定交流信号源Ｓの出力電圧ｅが整形回路ＺＣに印加
されると、この整形回路ＺＣの出力に××は、上記出力
電圧ｅと同じ周期で第２図に示すように上下の振幅がｅ
ｚ１５ ｅｚ。

で制限されたほぼ短形波の電圧ｅ２が生起する。

上記整形回路ＺＣの出力電圧ｅ２は微分回路ＤＣで第３
図に示すように微分されてパルス電流１ｃ＋となる。

さらにこのパルス電流ｉｄは整流用ダイオードＤ１で半
波整流されて第４図のように上記電圧ｅの周期に対応し
た一定方向のパルス電流ｉｒとなる。

このパルス電流ｉｆは平滑コンデンサＣ２で平滑される
とともに、計器素子Ｍに流れる。

この計器素子Ｍに流れる電流ｉ、は上記被測定交流電圧
ｅの周波数をｆ（＋とすると、下記の式で表わされる。

ｉｆ＝に１１ｆｏ１１Ｃ１・ｅｚ、・・・■上記計器素
子Ｍの実効抵抗をｒ３、とすると、上記ｉｆによって生
起される直流電圧ｅｍは下記の式％式％ 微分コンデンサＣ１の容量値および交番電圧ｅｚ□は一
定であるから、上記ｅｍは被測定電圧ｅの周波数ｆ。

に比例する。一方、上記整形回路ＺＣの出力端に負の電
圧ｅ７２が生起すると、前記コンデンサＣ３が電圧ｅ、
２によってその波高値まで充電される。

このコンデンサＣ３の充電電圧をｅ。

とすると、このｅ。はコンデンサＣ２の両端電圧ｅ、と
調整抵抗体Ｒ３の両端電圧ｅｓとに分圧される。

整流用ダイオードＤ１．Ｄ２の実効抵抗をそれぞれｒｄ
ｌ、ｒｄ□とすると、上記コンデンサＣ２の両端電圧ｅ
ｂは下記の式で表わされる。

ｒｄ１＋ｒｄ□ ”” ”Ｘｒｄ、＋ｒｄ□＋Ｒ３°°°■つまり、上記
平滑用コンデンサＣ２には、前記■式で示される電圧ｅ
□が印加されるとともに、上記■式で示される電圧ｅｂ
がバイアス電圧として印加される、これにより、上記計
器素子Ｍには、上記両電圧ｅｍ、 ｅｂの差の電圧１ｅ
＋ｎ−ｅｂｌが指示される。

上記■式から、計器素子Ｍの指示する電圧−目盛特性を
描くと、第５図のようになる。

上記第５図からも明らかなように、ｌｅｍ−ｅｂｌが正
の領域では、計器素子Ｍが被測定交流電圧の周波数ｆθ
を指示し、負の領域では、全く指示をせず、電気的に零
位に停止する。

このため、最小の目盛を電気的に零位の近傍に位置させ
てあっても、測定直後に計器素子Ｍの可動部分が逆指示
方向のトルクを受けて針止部分に衝突するのが抑制され
、したがって、指針の損傷あるいは指針と針止め部分の
衝突による吸着現象、さらには汚損等が有効に防止され
る。

ところで、被測定交流信号源Ｓの電圧が、定格値に達し
ない低い領域にある場合、ツェナーダイオードｚ１およ
びｚ２は、それぞれに係る負荷回路定数の異りなどによ
って、その電圧特性に変動を来たしＣ２１〉Ｃ２□なる
状態になることも想定できる。

而して通常上記信号源Ｓの電圧が定格電圧にある場合、
ｅｚｌおよびＣ２□がｅユニｅ、、□もしくは一定の係
数を持つ等しい電圧値を構成して、測定周波数ｆ。

に相当するｌｅｍ−ｅｂｌを得て、これを指示させるも
のである。

しかるにＣ２１〉Ｃ２２の変調なる状態においては、ｅ
ｍに係るｅ、、１およびｅ、に係る２□なることにより
測定周波数ｆ。

に相当しない、異常な１ｅ□−ｅｂｌを得て異常な指示
を生じる。

このため、上記樹皮では、上記ツェナーダイオードｚ１
の両端に負荷抵抗Ｒ２を接続し、ツェナーダイオード乙
の負荷を、ツェナーダイオードｚ２の負荷よりも大に設
定して、定格電圧に達しない変調なる場合は、常にｅｚ
ｌ＜ｅｚ□なる状態を維持し、計器回路において、ｌｅ
ｂｅｍｌを構成して異常な指示の生じないようにしてい
る。

したがって、上記被測定交流信号源Ｓからの電圧が、定
格電圧に至らない領域の場合でも、指針の振れを適正に
保つことがでる利点がある。

以上のように、この考案は微分回路の出力側の平滑コン
デンサに並列接続される計器素子に、この素子に対して
上記微分回路の出力を整流した電流のみを通電させ、か
つ振幅整形回路からの出力で充電されるコンデンサの放
電電流の流入を阻止する整流素子を直列に接続する簡単
な回路構成で、上記整流された電流の計器素子への流入
によって生起される直流電圧と上記平滑コンデンサに対
するバイアス電圧の差の電圧を上記計器素子で指示させ
るようにしたから、計器素子への通電後にこの計器素子
の可動体部分への逆指示方向のトルクの発生が抑制され
、指針等の損傷のおそれが解消でき、とくに振幅整形回
路における１対の定電圧素子の負荷の大小関係を特定し
たから、被測定交流信号源からの電圧が定格電圧に至ら
ない場合でも、指針の振れが適正になされる周波数測定
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る周波数測定装置の一例を示す電
気回路図、第２図〜第４図は同電気回路の要部の信号波
形図、第５図は同装置の電圧−目盛特性図である。 ＺＣ・・・・・・振幅整形回路、ｚＤｌ、ＺＤ２・・・
・・・定電圧素子、Ｓ・・・・・・被測定交流信号源、
ＤＣ−−−−−−微分回路、Ｃ２，Ｃ３・・・・・・コ
ンデンサ、Ｒ１・・・・・・負荷抵抗体、Ｒ３・・・・
・・バイアス調整用抵抗体、Ｍ・・・・・・計器素子、
Ｄ４・・・・・・整流素子、ｅ・・・・・・信号源Ｓの
出力電圧、Ｃ２・・・・・・振幅整形回路ＺＣの出力電
圧、ｅｚｌ、Ｃ２゜・・・・・・振ＩＬ ｅ−・・・・
・・バイアス電圧、ｅｏ・・・・・・コンデンサＣ３の
両端電圧、ｅｍ・・・・・・測定電圧、ｉ、・・・・・
・微分後に整流された電流。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 互に逆接続されたｌ対の定電圧素子Ｚ１．Ｚ２を有し、
   被測定交流信号源Ｓからの出力電圧ｅを振幅が一定のｅ
   ｚｌｗ ｅ２２に制限された短形波電圧ｅＺに整形する
   振幅整形回＆ＳｚＣと、この整形回路ＺＣの出力電圧ｅ
   ２を微分する微分回路鞭とこの微分回路ＤＣの出力を整
   流した電流Ｌｒを平滑する平滑コンデンサＣ２と、上記
   整形回路ｚＣの出力電圧ｅ２で充電されるコンデンサＣ
   ３と、上記コンデンサＣ３の両端電圧ｅｏを分圧して上
   記平滑コンデンサＣ２に対するバイアス電圧ｅ、を調整
   する抵抗体Ｒ３と、上記平滑コンデンサＣ２に並列接続
   される計器素子Ｍに対して上記微分回路況の出力を整流
   した電流ｉ、のみを通電させ、かつコンデンサＣ３から
   の放電電流の流入を阻止する整流素子り、とを備え、上
   記整流された電流ｉｆの計器素子Ｍへの流入によって生
   起される測定用直流電圧ｅｍに係る上記一方の定電圧素
   子の負荷を上記バイアス電圧ｅ、に係る他方の定電圧素
   子の負荷よりも大にさせる負荷機１．を上記一方の定電
   圧素子に並列接続し、上記直流電圧Ｃ□と上記バイアス
   電圧ｅｂとを上記コンデンサＣ２に印加させて、これら
   両電圧ｅｍ？ ｅｂの差の電圧を上記計器素子Ｍで指示
   させるようにしたとを特徴とする周波数測定装置。