(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定デューティ比の被判定信号パルスを入力して、当該被判定信号パルスの周波数高低状態を判定する周波数判定装置であって、
立上りが前記被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅を持つ基準信号パルスを生成する基準信号パルス生成器と、
前記被判定信号パルスの立下りである第１タイミングと、前記基準信号パルスの立下りである第２タイミングとを比較するタイミング比較器と、
を備え、
基準周波数に対する前記被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間の先後により判定する、
ことを特徴とする周波数判定装置。
ただし、基準周波数は、次式で表される。
ｆREF＝ＲDUTY／（τ＋ＴDELAY）
ｆREF：基準周波数
ＲDUTY：被判定信号パルスのデューティ比（０＜ＲDUTY＜１）
τ：基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY：被判定信号パルスの立上りに対する基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY＜ＲDUTY×（被判定信号パルスの周期））
【請求項２】
前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態が、
第１タイミング＜第２タイミング
第１タイミング≦第２タイミング
第１タイミング＝第２タイミング
第１タイミング≧第２タイミング
第１タイミング＞第２タイミング
の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の周波数判定装置。
【請求項３】
「立上り」を「立下り」に置き換え、「立下り」を「立上り」に置き換えてなることを特徴とする請求項１または２に記載の周波数判定装置。
【請求項４】
被判定信号パルスを入力して、前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態を判定する周波数判定装置であって、
前記被判定信号パルスの２周期を１周期とする分周被判定信号パルスを生成する分周被判定信号パルス生成器と、
立上りが前記分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅を持つ基準信号パルスを生成する基準信号パルス生成器と、
前記分周被判定信号パルスの立下りである第１タイミングと、前記基準信号パルスの立下りである第２タイミングとを比較するタイミング比較器と、
を備え、
基準周波数に対する前記被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間の先後により判定する、
ことを特徴とする周波数判定装置。
ただし、基準周波数は、次式で表される。
ｆREF＝１／（τ＋ＴDELAY）
ｆREF：基準周波数
τ：基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY：分周被判定信号パルスの立下がりに対する基準信号パルスの立下がりの遅れ時間（０≦ＴDELAY＜（分周被判定信号パルスの周期））
【請求項５】
前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態が、
第１タイミング＜第２タイミング
第１タイミング≦第２タイミング
第１タイミング＝第２タイミング
第１タイミング≧第２タイミング
第１タイミング＞第２タイミング
の少なくとも１つであることを特徴とする請求項４に記載の周波数判定装置。
【請求項６】
「立上り」を「立下り」に置き換え、「立下り」を「立上り」に置き換えてなることを特徴とする請求項４または５に記載の周波数判定装置。
【請求項７】
被判定信号パルスを入力して、前記被判定信号パルスの２周期を１周期とする分周被判定信号パルスを生成する分周被判定信号パルス生成器と、
前記分周被判定信号パルスが反転した反転分周被判定信号パルスを生成する反転分周被判定信号パルス生成器と、
立上りが前記第１分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅を持つ第１基準信号パルスを生成するとともに、立上りが前記反転分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立下りまでの時間幅が前記時間幅と同じ第２基準信号パルスを生成する基準信号生成器と、
前記分周被判定信号パルスの立下りである第１タイミングと、前記第１基準信号パルスの立下りである第２タイミングとを比較するとともに、前記反転分周被判定信号パルスの立下りである第３タイミングと、前記第２基準信号パルスの立下りである第４タイミングとを比較するタイミング比較器と、
を備え、
第１基準周波数に対する前記分周被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間の先後、または、
第２基準周波数に対する前記反転分周被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第３タイミングと前記第４タイミングとの時間の先後により判定する、
ことを特徴とする周波数判定装置。
ただし、第１基準周波数および第２基準周波数は、次式で表される。
第１基準周波数＝１／（τ1＋ＴDELAY1）
または、
第２基準周波数＝１／（τ2＋ＴDELAY2）
ｆREF1：第１基準周波数
ｆREF2：第２基準周波数
τ1：第１基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
τ2：第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY1：分周被判定信号パルスの立上りに対する第１基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY1＜ＲDUTY1×（被判定信号パルスの周期））
ＴDELAY2：反転分周被判定信号パルスの立上りに対する第２基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY2＜ＲDUTY2×（分周被判定信号パルスの周期））
【請求項８】
前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態が、
第１タイミング＜第２タイミング，または第３タイミング＜第４タイミング
第１タイミング≦第２タイミング，または第３タイミング≦第４タイミング
第１タイミング＝第２タイミング，または第３タイミング＝第４タイミング
第１タイミング≧第２タイミング，または第３タイミング≧第４タイミング
第１タイミング＞第２タイミング，または第３タイミング＞第４タイミング
の少なくとも１組であることを特徴とする請求項７に記載の周波数判定装置。
【請求項９】
「立上り」を「立下り」に置き換え、「立下り」を「立上り」に置き換えてなることを特徴とする請求項７または８に記載の周波数判定装置。
【請求項１０】
前記第１基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τ1と、前記第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τ2とが同一時間幅τであり、第１基準周波数ｆREF1と、第２基準周波数ｆREF2とが同一であることを特徴とする請求項７から９の何れかに記載の周波数判定装置。
【請求項１１】
被判定信号パルスを入力して、前記被判定信号パルスの立上りから数えた２周期を１周期とする第１分周被判定信号パルスを生成する第１分周被判定信号パルス生成器と、
前記被判定信号パルスの立下りから数えた２周期を１周期とする第２分周被判定信号パルスを生成する第２分周被判定信号パルス生成器と、
立上りが前記第１分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅を持つ第１基準信号パルスを生成する第１基準信号パルス生成器と、
立下りが前記第２分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅が前記所定の時間幅と同じ第２基準信号パルスを生成する第２基準信号パルス生成器と、
前記第１分周被判定信号パルスの立下りである第１タイミングと、前記第１基準信号パルスの立下りである第２タイミングとを比較する第１タイミング比較器と、
前記第２分周被判定信号パルスの立下りである第３タイミングと、前記第２基準信号パルスの立下りである第４タイミングとを比較する第２タイミング比較器と、
を備え、
第１基準周波数に対する前記第１分周被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間の先後、または、
第２基準周波数に対する前記第２分周被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第３タイミングと前記第４タイミングとの時間の先後により判定する、
ことを特徴とする周波数判定装置。
ただし、第１基準周波数および第２基準周波数は、次式で表される。
第１基準周波数＝１／（τ1＋ＴDELAY1）
または、
第２基準周波数＝１／（τ2＋ＴDELAY2）
ｆREF1：第１基準周波数
ｆREF2：第２基準周波数
τ1：第１基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
τ2：第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY1：第１分周被判定信号パルスの立上りに対する第１基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY1＜ＲDUTY1×（被判定信号パルスの周期））
ＴDELAY2：第２分周被判定信号パルスの立上りに対する第２基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY2＜ＲDUTY2×（分周被判定信号パルスの周期））
【請求項１２】
前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態が、
第１タイミング＜第２タイミング，または第３タイミング＜第４タイミング
第１タイミング≦第２タイミング，または第３タイミング≦第４タイミング
第１タイミング＝第２タイミング，または第３タイミング＝第４タイミング
第１タイミング≧第２タイミング，または第３タイミング≧第４タイミング
第１タイミング＞第２タイミング，または第３タイミング＞第４タイミング
の少なくとも１組であることを特徴とする請求項１１に記載の周波数判定装置。
【請求項１３】
「立上り」を「立下り」に置き換え、「立下り」を「立上り」に置き換えてなることを特徴とする請求項１１または１２に記載の周波数判定装置。
【請求項１４】
前記第１基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τ1と、前記第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τ2とが同一時間幅τであり、第１基準周波数ｆREF1と、第２基準周波数ｆREF2とが同一であることを特徴とする請求項１１から１３の何れかに記載の周波数判定装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項３の何れかに記載の周波数判定回路を用いた電圧比較回路であって、
被判定信号パルスが、電圧−周波数変換器の出力であり、当該電圧−周波数変換器の入力電圧を、請求項１に記載の基準周波数に対応する電圧値と比較することを特徴とする電圧比較回路。
【請求項１６】
請求項４から請求項６の何れかに記載の周波数判定回路を用いた電圧比較回路であって、
被判定信号パルスが、電圧−周波数変換器の出力であり、当該電圧−周波数変換器の入力電圧を、請求項４に記載の基準周波数に対応する電圧値と比較することを特徴とする電圧比較回路。
【請求項１７】
請求項１０に記載の周波数判定回路を用いた電圧比較回路であって、
被判定信号パルスが、電圧−周波数変換器の出力であり、当該電圧−周波数変換器の入力電圧を、請求項１０に記載の同一の基準周波数に対応する電圧値と比較することを特徴とする電圧比較回路。
【請求項１８】
請求項１４に記載の周波数判定回路を用いた電圧比較回路であって、
被判定信号パルスが、電圧−周波数変換器の出力であり、当該電圧−周波数変換器の入力電圧を、請求項１４に記載の同一の基準周波数に対応する電圧値と比較することを特徴とする電圧比較回路。
【請求項１９】
請求項１から３の何れかに記載の周波数判定装置において、
前記基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τの値を掃引することで、前記被判定信号パルスの周波数を検出することを特徴とする周波数測定装置。
【請求項２０】
請求項４から６の何れかに記載の周波数判定装置において、
前記基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τの値を掃引することで、前記被判定信号パルスの周波数を検出することを特徴とする周波数測定装置。
【請求項２１】
請求項１０に記載の周波数判定装置において、
前記同一時間幅τの値を掃引することで、前記被判定信号パルスの周波数を検出することを特徴とする周波数測定装置。
【請求項２２】
請求項１４に記載の周波数判定装置において、
前記同一時間幅τの値を掃引することで、前記被判定信号パルスの周波数を検出することを特徴とする周波数測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被判定信号パルスと当該被判定信号パルスを所定時間遅延させた信号（基準信号パルス）とを比較することで、基準周波数に対する前記被判定信号パルスの周波数の高低状態を判定できる周波数検出装置、電圧比較回路および周波数測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被判定信号パルスの周波数が基準周波数に達したか否かを検出するために、基準周波数の信号パルスを発生させておき、被判定信号パルスの位相と基準周波数信号の位相とを比較することが行われる。
この種の技術では、再帰的ディスクリート・フーリエ変換を用いるものや、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ループを使用したものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４４４６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらの従来技術では、基準信号発生回路、位相検出回路等が必要となり、回路が複雑になるという問題がある。
本発明は、一定幅のパルスにより、周波数高低状態を検出することができる周波数判定装置、電圧比較回路および周波数測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
デューティが一定の被判定信号パルスに適用される本発明の周波数判定装置は、（１），（２），（３）を要旨とする。
（１）
所定デューティ比の被判定信号パルスを入力して、当該被判定信号パルスの周波数高低状態を判定する周波数判定装置であって、
立上りが前記被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅を持つ基準信号パルスを生成する基準信号パルス生成器と、
前記被判定信号パルスの立下りである第１タイミングと、前記基準信号パルスの立下りである第２タイミングとを比較するタイミング比較器と、
を備え、
基準周波数に対する前記被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間の先後により判定する、
ことを特徴とする周波数判定装置。
ただし、基準周波数は、次式で表される。
ｆREF＝ＲDUTY／（τ＋ＴDELAY）
ｆREF：基準周波数
ＲDUTY：被判定信号パルスのデューティ比（０＜ＲDUTY＜１）
τ：基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY：被判定信号パルスの立上りに対する基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY＜ＲDUTY×（被判定信号パルスの周期））【０００６】
（２）
前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態が、
第１タイミング＜第２タイミング
第１タイミング≦第２タイミング
第１タイミング＝第２タイミング
第１タイミング≧第２タイミング
第１タイミング＞第２タイミング
の少なくとも１つであることを特徴とする（１）に記載の周波数判定装置。【０００７】
（３）
「立上り」を「立下り」に置き換え、「立下り」を「立上り」に置き換えてなることを特徴とする（１）または（２）に記載の周波数判定装置。【０００８】
デューティが可変の被判定信号パルスに適用される本発明の周波数判定装置は、（４），（５），（６）を要旨とする。
（４）
被判定信号パルスを入力して、前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態を判定する周波数判定装置であって、
前記被判定信号パルスの２周期を１周期とする分周被判定信号パルスを生成する分周被判定信号パルス生成器と、
立上りが前記分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅を持つ基準信号パルスを生成する基準信号パルス生成器と、
前記分周被判定信号パルスの立下りである第１タイミングと、前記基準信号パルスの立下りである第２タイミングとを比較するタイミング比較器と、
を備え、
基準周波数に対する前記被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間の先後により判定する、
ことを特徴とする周波数判定装置。
ただし、基準周波数は、次式で表される。
ｆREF＝１／（τ＋ＴDELAY）
ｆREF：基準周波数
τ：基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY：分周被判定信号パルスの立下がりに対する基準信号パルスの立下がりの遅れ時間（０≦ＴDELAY＜（分周被判定信号パルスの周期））【０００９】
（５）
前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態が、
第１タイミング＜第２タイミング
第１タイミング≦第２タイミング
第１タイミング＝第２タイミング
第１タイミング≧第２タイミング
第１タイミング＞第２タイミング
の少なくとも１つであることを特徴とする（４）に記載の周波数判定装置。【００１０】
（６）
「立上り」を「立下り」に置き換え、「立下り」を「立上り」に置き換えてなることを特徴とする（４）または（５）に記載の周波数判定装置。【００１１】
デューティが不変の被判定信号パルスに適用され、２つの反転基準信号を持つ、本発明の周波数判定装置は、（７），（８），（９），（１０）を要旨とする。
（７）
被判定信号パルスを入力して、前記被判定信号パルスの２周期を１周期とする分周被判定信号パルスを生成する分周被判定信号パルス生成器と、
前記分周被判定信号パルスが反転した反転分周被判定信号パルスを生成する反転分周被判定信号パルス生成器と、
立上りが前記第１分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅を持つ第１基準信号パルスを生成するとともに、立上りが前記反転分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立下りまでの時間幅が前記時間幅と同じ第２基準信号パルスを生成する基準信号生成器と、
前記分周被判定信号パルスの立下りである第１タイミングと、前記第１基準信号パルスの立下りである第２タイミングとを比較するとともに、前記反転分周被判定信号パルスの立下りである第３タイミングと、前記第２基準信号パルスの立下りである第４タイミングとを比較するタイミング比較器と、
を備え、
第１基準周波数に対する前記分周被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間の先後、または、
第２基準周波数に対する前記反転分周被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第３タイミングと前記第４タイミングとの時間の先後により判定する、
ことを特徴とする周波数判定装置。
ただし、第１基準周波数および第２基準周波数は、次式で表される。
第１基準周波数＝１／（τ1＋ＴDELAY1）
または、
第２基準周波数＝１／（τ2＋ＴDELAY2）
ｆREF1：第１基準周波数
ｆREF2：第２基準周波数
τ1：第１基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
τ2：第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY1：分周被判定信号パルスの立上りに対する第１基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY1＜ＲDUTY1×（被判定信号パルスの周期））
ＴDELAY2：反転分周被判定信号パルスの立上りに対する第２基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY2＜ＲDUTY2×（分周被判定信号パルスの周期））【００１２】
（８）
前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態が、
前記周波数高低状態が、
第１タイミング＜第２タイミング，または第３タイミング＜第４タイミング
第１タイミング≦第２タイミング，または第３タイミング≦第４タイミング
第１タイミング＝第２タイミング，または第３タイミング＝第４タイミング
第１タイミング≧第２タイミング，または第３タイミング≧第４タイミング
第１タイミング＞第２タイミング，または第３タイミング＞第４タイミング
の少なくとも１組であることを特徴とする（７）に記載の周波数判定装置。【００１３】
（９）
「立上り」を「立下り」に置き換え、「立下り」を「立上り」に置き換えてなることを特徴とする（７）または（８）に記載の周波数判定装置。【００１４】
（１０）
前記第１基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τ1と、前記第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τ2とが同一時間幅τであることを特徴とする（７）から（９）の何れかに記載の周波数判定装置。【００１５】
デューティが可変の被判定信号パルスに適用され、２つの反転基準信号を持つ、本発明の周波数判定装置は、（１１），（１２），（１３），（１４）を要旨とする。
（１１）
被判定信号パルスを入力して、前記被判定信号パルスの立上りから数えた２周期を１周期とする第１分周被判定信号パルスを生成する第１分周被判定信号パルス生成器と、
前記被判定信号パルスの立下りから数えた２周期を１周期とする第２分周被判定信号パルスを生成する第２分周被判定信号パルス生成器と、
立上りが前記第１分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅を持つ第１基準信号パルスを生成する第１基準信号パルス生成器と、
立下りが前記第２分周被判定信号パルスの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅が前記所定の時間幅と同じ第２基準信号パルスを生成する第２基準信号パルス生成器と、
前記第１分周被判定信号パルスの立下りである第１タイミングと、前記第１基準信号パルスの立下りである第２タイミングとを比較する第１タイミング比較器と、
前記第２分周被判定信号パルスの立下りである第３タイミングと、前記第２基準信号パルスの立下りである第４タイミングとを比較する第２タイミング比較器と、
を備え、
第１基準周波数に対する前記第１分周被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間の先後、または、
第２基準周波数に対する前記第２分周被判定信号パルスの周波数の高低状態を、前記第３タイミングと前記第４タイミングとの時間の先後により判定する、
ことを特徴とする周波数判定装置。
ただし、第１基準周波数および第２基準周波数は、次式で表される。
第１基準周波数＝１／（τ1＋ＴDELAY1）
または、
第２基準周波数＝１／（τ2＋ＴDELAY2）
ｆREF1：第１基準周波数
ｆREF2：第２基準周波数
τ1：第１基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
τ2：第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY1：第１分周被判定信号パルスの立上りに対する第１基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY1＜ＲDUTY1×（被判定信号パルスの周期））
ＴDELAY2：第２分周被判定信号パルスの立上りに対する第２基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY2＜ＲDUTY2×（分周被判定信号パルスの周期））【００１６】
（１２）
前記被判定信号パルスの周波数の前記高低状態が、
第１タイミング＜第２タイミング，または第３タイミング＜第４タイミング
第１タイミング≦第２タイミング，または第３タイミング≦第４タイミング
第１タイミング＝第２タイミング，または第３タイミング＝第４タイミング
第１タイミング≧第２タイミング，または第３タイミング≧第４タイミング
第１タイミング＞第２タイミング，または第３タイミング＞第４タイミング
の少なくとも１組であることを特徴とする（１１）に記載の周波数判定装置。【００１７】
（１３）
「立上り」を「立下り」に置き換え、「立下り」を「立上り」に置き換えてなることを特徴とする（１１）または（１２）に記載の周波数判定装置。【００１８】
（１４）
前記第１基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τ1と、前記第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τ2とが同一時間幅τであることを特徴とする（１１）から（１３）の何れかに記載の周波数判定装置。【００１９】
本発明の電圧比較回路は、（１５），（１６），（１７），（１８）を要旨とする。
（１５）
（１）から（３）の何れかに記載の周波数判定回路を用いた電圧比較回路であって、
被判定信号パルスが、電圧−周波数変換器の出力であり、当該電圧−周波数変換器の入力電圧を、（１）に記載の基準周波数に対応する電圧値と比較することを特徴とする電圧比較回路。【００２０】
（１６）
（４）から（６）の何れかに記載の周波数判定回路を用いた電圧比較回路であって、
被判定信号パルスが、電圧−周波数変換器の出力であり、当該電圧−周波数変換器の入力電圧を、（４）に記載の基準周波数に対応する電圧値と比較することを特徴とする電圧比較回路。【００２１】
（１７）
（１０）に記載の周波数判定回路を用いた電圧比較回路であって、
被判定信号パルスが、電圧−周波数変換器の出力であり、当該電圧−周波数変換器の入力電圧を、（１０）に記載の同一の基準周波数に対応する電圧値と比較することを特徴とする電圧比較回路。【００２２】
（１８）
（１４）に記載の周波数判定回路を用いた電圧比較回路であって、
被判定信号パルスが、電圧−周波数変換器の出力であり、当該電圧−周波数変換器の入力電圧を、（１４）に記載の同一の基準周波数に対応する電圧値と比較することを特徴とする電圧比較回路。
本発明の周波数測定装置は、（１９），（２０），（２１），（２２）を要旨とする。【００２３】
（１９）
（１）から（３）の何れかに記載の周波数判定装置において、
前記基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τの値を掃引することで、前記被判定信号パルスの周波数を検出することを特徴とする周波数測定装置。【００２４】
（２０）
（４）から（６）の何れかに記載の周波数判定装置において、
前記基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅τの値を掃引することで、前記被判定信号パルスの周波数を検出することを特徴とする周波数測定装置。【００２５】
（２１）
（１０）に記載の周波数判定装置において、
前記同一時間幅τの値を掃引することで、前記被判定信号パルスの周波数を検出することを特徴とする周波数測定装置。【００２６】
（２２）
（１４）に記載の周波数判定装置において、
前記同一時間幅τの値を掃引することで、前記被判定信号パルスの周波数を検出することを特徴とする周波数測定装置。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、パルスのオン時間（またはオフ時間）の比較といった簡単な手法を用いて周波数判定、電圧比較あるいは周波数測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の周波数判定装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】被判定信号パルスと、基準信号パルスとの関係（Ｔ11がＴ12より遅い場合）を示す図である。
【図３】基準信号パルス生成器およびタイミング比較器を具体化した回路を示す図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は図３の回路の動作波形を示す図である。
【図５】基準信号パルス生成器およびタイミング比較器をさらに具体化した回路を示す図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は図５の回路の動作波形を示す図である。
【図７】本発明の周波数判定装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図８】図７の回路の動作波形を示す図であり、被判定信号パルスと、分周被判定信号パルスと、基準信号パルスとの関係を示す図である。
【図９】本発明の周波数判定装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図１０】図９の回路の動作波形を示す図である。
【図１１】本発明の周波数判定装置の第４実施形態を示すブロック図である。
【図１２】図１１の回路の動作波形を示す図である。
【図１３】本発明の電圧比較回路が適用されるＤＣ／ＤＣコンバータの一例を示す図である。
【図１４】図１３のＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置の説明図である。
【図１５】ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が増大するときの図１４の制御装置の動作説明図である。
【図１６】ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が減少するときの図１４の制御装置の動作説明図である。
【図１７】本発明の周波数検出装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は本発明の周波数判定装置の第１実施形態を示すブロック図である。
図１の周波数判定装置１は、デューティ比ＲDUTYの被判定信号パルスＳUJを入力して、被判定信号パルスＳUJの周波数高低状態を判定するもので、基準信号パルス生成器１１と、タイミング比較器１２とを備えている。
【００３０】
基準信号パルス生成器１１は、立上りが被判定信号パルスＳUJの立上り（本実施形態では、立上り）に同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅τHを持つ基準信号パルスＳREFを生成する。本実施形態における被判定信号パルスＳUJは、典型的にはデューティ比一定の周波数変調されたパルスである。
【００３１】
図２に、被判定信号パルスＳUJと、基準信号パルスＳREFとの関係（Ｔ11がＴ12より遅い場合）を示す。
タイミング比較器１２は、被判定信号パルスＳUJの立下り（第１タイミングＴ11）と、基準信号パルスＳREFの立下り（第２タイミングＴ12）とを比較する。
【００３２】
本実施形態では、タイミング比較器１２の比較結果は、次の、３種である。
第１タイミングＴ11＜第２タイミングＴ12      （１−１）
第１タイミングＴ11＝第２タイミングＴ12      （１−２）
第１タイミングＴ11＞第２タイミングＴ12      （１−３）
【００３３】
基準周波数ｆREFは、
ｆREF＝ＲDUTY／（τ＋ＴDELAY）
ＲDUTY：被判定信号パルスのデューティ比（０＜ＲDUTY＜１）
τ：基準信号パルスの立上りから立ち下りＴ12までの時間幅
ＴDELAY：被判定信号パルスの立上りに対する基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY＜ＲDUTY×（被判定信号パルスの周期））
で定義される。
本実施形態では、判定結果出力器１３は、３出力端子ａ1，ａ2，ａ3を備えており、ａ1，ａ2，ａ3からはＯＵＴ1，ＯＵＴ2，ＯＵＴ3が出力される。
【００３４】
図３に基準信号パルス生成器１１およびタイミング比較器１２を具体化した回路を示し、図４（Ａ），（Ｂ）に図３の回路の動作波形を示す。
【００３５】
図５に基準信号パルス生成器１１およびタイミング比較器１２をさらに具体化した回路を示し、図６（Ａ），（Ｂ）に図５の回路の動作波形を示す。
【００３６】
図７は本発明の周波数判定装置の第２実施形態を示すブロック図である。
図７の周波数判定装置２は、変化することがあるデューティ比ＲDUTYの被判定信号パルスＳUJを入力して、被判定信号パルスＳUJの周波数高低状態を判定するもので、分周被判定信号パルス生成器２０と、基準信号パルス生成器２１と、タイミング比較器２２とを備えている。
【００３７】
分周被判定信号パルス生成器２０は、被判定信号パルスＳUJの２周期を１周期とする分周被判定信号パルスＳDVDを生成する。
基準信号パルス生成器２１は、立上りが分周被判定信号パルスＳDVDの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅τFを持つ基準信号パルスＳREFを生成する。
【００３８】
図８に、被判定信号パルスＳUJと、分周被判定信号パルスＳDVDと、基準信号パルスＳREFとの関係を示す。
タイミング比較器２２は、分周被判定信号パルスＳDVDの立下り（第１タイミングＴ21）と、基準信号パルスＳREFの立下り（第２タイミングＴ22）とを比較する。
【００３９】
タイミング比較器２２の比較結果は、次の、３種である。
第１タイミングＴ21＜第２タイミングＴ22      （２−ａ）
第１タイミングＴ21＝第２タイミングＴ22      （２−ｂ）
第１タイミングＴ21＞第２タイミングＴ22      （２−ｃ）
判定結果出力器２３は、（２−ａ）式の関係があるときは、被判定信号パルスＳUJの周波数が、基準周波数ｆREFよりも高いことを示す判定結果を出力する。
【００４０】
また、判定結果出力器１３は、（２−ｂ）式の関係があるときは、被判定信号パルスＳUJの周波数が、基準周波数ｆREFに等しいことを示す判定結果を出力する。
【００４１】
さらに、判定結果出力器１３は、（２−ｃ）式の関係があるときは、被判定信号パルスＳUJの周波数が、基準周波数ｆREFよりも低いことを示す判定結果を出力する。
【００４２】
基準周波数ｆREFは、
ｆREF＝１／（τ＋ＴDELAY）
τ：基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY：被判定信号パルスの立上りに対する基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY＜ＲDUTY×（被判定信号パルスの周期））
で定義される。
【００４３】
本実施形態では、判定結果出力器２３は、３出力端子ｏ1，ｏ2，ｏ3を備えており、ｏ1，ｏ2，ｏ3からはＯＵＴ1，ＯＵＴ2，ＯＵＴ3が出力される。
【００４４】
図９は本発明の周波数判定装置の第３実施形態を示すブロック図である。
図９の周波数判定装置３は、変化することがあるデューティ比ＲDUTYの被判定信号パルスＳUJを入力して、被判定信号パルスＳUJの周波数高低状態を判定するもので、分周被判定信号パルス生成器３０１と、反転分周被判定信号パルス生成器３０２と、第１基準信号パルス生成器３１１と、第２基準信号パルス生成器３１２と、第１タイミング比較器３２１と、第２タイミング比較器３２２とを備えている。
【００４５】
分周被判定信号パルス生成器３０１は、被判定信号パルスＳUJを入力して、被判定信号パルスＳUJの２周期を１周期とする分周被判定信号パルスＳDVDNを生成する。
【００４６】
反転分周被判定信号パルス生成器３０２は、分周被判定信号パルスＳDVDNが反転した反転分周被判定信号パルス分周被判定信号パルスＳDVDRを生成する。本実施形態では、反転分周被判定信号パルス生成器３０２は、分周被判定信号パルス生成器３０１の出力ＳDVDNを入力し、反転分周被判定信号パルスＳDVDRを生成している。
【００４７】
第1基準信号パルス生成器３１１は、立上りが分周被判定信号パルスＳDVDNの立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅τ1を持つ第１基準信号パルスＳREF1を生成する。
【００４８】
第２基準信号生成器は、立上りが反転分周被判定信号パルスＳDVDRの立上りに同期し、立下りまでの時間幅τ2が時間幅τ1と同じ第２基準信号パルスＳREF2を生成する。
【００４９】
第１タイミング比較器３２１は、分周被判定信号パルスＳDVDNの立下りで（第１タイミングＴ31）と、第１基準信号パルスＳREF1の立下り（第２タイミングＴ22）とを比較する。
【００５０】
第２タイミング比較器３２２は、反転分周被判定信号パルスの立下り（第３タイミングＴ33）と、第２基準信号パルスＳREF2の立下り（第４タイミングＴ34）とを比較する。
【００５１】
第１タイミング比較器３２１の比較結果は、次の３種である。
第１タイミングＴ31＜第２タイミングＴ32      （３−ａ１）
第１タイミングＴ31＝第２タイミングＴ32      （３−ｂ１）
第１タイミングＴ31＞第２タイミングＴ32      （３−ｃ１）
第２タイミング比較器３２２の比較結果は、次の３種である。
第３タイミングＴ33＜第４タイミングＴ34      （３−ａ２）
第３タイミングＴ33＝第４タイミングＴ34      （３−ｂ２）
第３タイミングＴ33＞第４タイミングＴ34      （３−ｃ２）
【００５２】
判定結果出力器３３は、（３−ａ１），（３−ａ２）の何れかの関係があるときは、被判定信号パルスＳUJの周波数が、基準周波数ｆREFよりも高いことを示す判定結果を出力する。
【００５３】
また、判定結果出力器３３は、（３−ｂ１），（３−ｂ２）の何れかの関係があるときは、被判定信号パルスＳUJの周波数が、基準周波数ｆREFに等しいことを示す判定結果を出力する。
【００５４】
さらに、判定結果出力器３３は、（３−ｃ１），（３−ｃ２）の何れかの関係があるときは、被判定信号パルスＳUJの周波数が、基準周波数ｆREFよりも低いことを示す判定結果を出力する。
【００５５】
基準周波数ｆREFは、
ｆREF＝１／（τ＋ＴDELAY）
τ：第１基準信号パルスまたは第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY：分周被判定信号パルスの立上りに対する第１基準信号パルスの立上りの遅れ時間、または反転分周被判定信号パルスに対する第２基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY＜ＲDUTY×（被判定信号パルスの周期））
で定義される。
【００５６】
本実施形態では、図１０に示すように判定結果出力器３３は、３出力端子ｏ1，ｏ2，ｏ3を備えており、ｏ1，ｏ2，ｏ3からはＯＵＴ1，ＯＵＴ2，ＯＵＴ3が出力される。
【００５７】
図１１は本発明の周波数判定装置の第４実施形態を示すブロック図である。
図１１の周波数判定装置４は、変化することがあるデューティ比ＲDUTYの被判定信号パルスＳUJを入力して、被判定信号パルスＳUJの周波数高低状態を判定するもので、分周被判定信号パルス生成器４０１と、第１分周被判定信号パルス生成器４０１と、第１分周被判定信号パルス生成器４０２と、第１基準信号パルス生成器４１１と、第２基準信号パルス生成器４１２と、第１タイミング比較器４２１と、第２タイミング比較器４２２とを備えている。
【００５８】
第１分周被判定信号パルス生成器４０１は、被判定信号パルスＳUJを入力して、被判定信号パルスＳUJの立上りから数えた２周期を１周期とする第１分周被判定信号パルスＳDVD1を生成する。
【００５９】
第２分周被判定信号パルス生成器４０２は、被判定信号パルスＳUJを入力して、被判定信号パルスＳUJの立下りから数えた２周期を１周期とする第２分周被判定信号パルスＳDVD2を生成する。
【００６０】
第１基準信号パルス生成器４１１は、立上りが第１分周被判定信号パルスＳDVD1の立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅τ1を持つ第１基準信号パルスＳREF1を生成する。
【００６１】
第２基準信号パルス生成器４１２は、立下りが第２分周被判定信号パルスＳDVD2の立上りに同期し、立上りから立下りまでが所定の時間幅τ2が所定の時間幅τ1と同じ第２基準信号パルスＳREF2を生成する。
【００６２】
第１タイミング比較器４２１は、第１分周被判定信号パルスＳDVD1の立下りである第１タイミングＴ41と、第１基準信号パルスＳREF1の立下りである第２タイミングＴ42とを比較する。
【００６３】
第２タイミング比較器４２２は、第２分周被判定信号パルスＳDVD2の立下りである第３タイミングＴ43と、第２基準信号パルスＳREF2の立下りである第４タイミングＴ44とを比較する。
【００６４】
第１タイミング比較器４２１の比較結果は、次の３種である。
第１タイミングＴ41＜第２タイミングＴ42      （４−ａ１）
第１タイミングＴ41＝第２タイミングＴ42      （４−ｂ１）
第１タイミングＴ41＞第２タイミングＴ42      （４−ｃ１）
第２タイミング比較器３２２の比較結果は、次の３種である。
第３タイミングＴ43＜第４タイミングＴ44      （４−ａ２）
第３タイミングＴ43＝第４タイミングＴ44      （４−ｂ２）
第３タイミングＴ43＞第４タイミングＴ44      （４−ｃ２）
【００６５】
判定結果出力器４３は、（４−ａ１），（４−ａ２）の何れかの関係があるときは、被判定信号パルスＳUJの周波数が、基準周波数ｆREFよりも高いことを示す判定結果を出力する。
【００６６】
また、判定結果出力器４３は、（４−ｂ１），（４−ｂ２）の何れかの関係があるときは、被判定信号パルスＳUJの周波数が、基準周波数ｆREFに等しいことを示す判定結果を出力する。
さらに、判定結果出力器４３は、（４−ｃ１），（４−ｃ２）の何れかの関係があるときは、被判定信号パルスＳUJの周波数が、基準周波数ｆREFよりも低いことを示す判定結果を出力する。
【００６７】
基準周波数ｆREFは、
ｆREF＝１／（τ＋ＴDELAY）
τ：第１基準信号パルスまたは第２基準信号パルスの立上りから立ち下りまでの時間幅
ＴDELAY：分周被判定信号パルスの立上りに対する第１基準信号パルスの立上りの遅れ時間、または反転分周被判定信号パルスに対する第２基準信号パルスの立上りの遅れ時間（０≦ＴDELAY＜ＲDUTY×（被判定信号パルスの周期））
で定義される。
【００６８】
本実施形態では、図１２に示すように判定結果出力器４３は、３出力端子ｏ1，ｏ2，ｏ3を備えており、ｏ1，ｏ2，ｏ3からはＯＵＴ1，ＯＵＴ2，ＯＵＴ3が出力される。
【００６９】
図１３に本発明の周波数判定装置を電力変換装置（図１３ではＤＣ／ＤＣコンバータ）に応用した例を示す。
図１３において、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、トランジスタスイッチ５２２と、スイッチ電流検出用抵抗５２３と、フライホイールダイオード５２４と、エネルギーの蓄積・放出を行うリアクトル５２５と、平滑コンデンサ５２６とを備えている。
【００７０】
トランジスタスイッチ５２２には制御回路５１が接続され、入力側には（トランジスタスイッチ５２２には）直流電源５２１（Ｅ）が接続され、出力側には負荷５２７（Ｒ）が接続されている。
【００７１】
図１４は、制御回路５１を簡略化して示すブロック図である。本実施形態では、被判定信号パルスＡが、電圧−周波数変換器（図１４ではＶＣＯ）５１１の出力であり、ＶＣＯ５１１の入力電圧（ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧Ｅo）を、基準信号パルスＢのオン時間に対応する電圧値と比較している。
【００７２】
制御回路５１は電圧−周波数変換器（図１４ではＶＣＯ）５１１と、基準信号パルス生成器５１２と、タイミング比較器５１３とスイッチ駆動回路５１４からなる。
【００７３】
図１４では、出力電圧Ｅoを検出してトランジスタスイッチ５２２を制御する例を示している。図示はしないが、さらにスイッチ電流ＩTrも検出してトランジスタスイッチ５２２を制御することもできる。スイッチ電流ＩTrの値の検出原理は出力電圧Ｅoの検出原理と同様である。
【００７４】
基準信号パルス生成器５１２は、被判定パルスＡを入力して、立上りａに同期して、基準信号パルスＢを出力する。この立下りエッジｂのタイミングは、本発明では、一定時間（ＴDELAY）だけ遅れるが、この説明では説明の便宜上、ＴDELAY＝０としてある。
【００７５】
図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、出力電圧ＥOUTが大きくなると、ＶＣＯ５１１の出力が大きくなり、ある時刻に被判定パルスＡの立下りエッジａと、基準信号パルスＢの立下りエッジｂとの先後関係が変化する。すなわち、当初（ｂ，ａ），（ｂ，ａ），・・・であった順が、（ａ，ｂ）に変化する（図１５（Ａ）の時刻ｔｒｖｓ参照）。これは、被判定パルスＡのオン幅が基準信号パルスのオン幅を超えていることを意味する。これは実質上、出力電圧ＥOUTが上限しきい値Ｔｈaに達したと等価である。
【００７６】
図１６（Ａ），（Ｂ）に示すように、出力電圧ＥOUTが小さくなると、ＶＣＯ５１１の出力が小さくなり、ある時刻に被判定パルスＡの立下りエッジａと、基準信号パルスＢの立下りエッジｂとの先後関係が変化する（図１６（Ａ）の時刻ｔｒｖｓ参照）。すなわち、当初（ａ，ｂ），（ａ，ｂ），・・・であった順が、（ｂ，ａ）に変化する。これは、被判定パルスＡのオン幅が基準信号パルスのオン幅よりも狭くなったことを意味する。これは実質上、出力電圧ＥOUTが下限しきい値Ｔｈｂに達したと等価である。
【００７７】
図１７は、本発明の周波数測定装置を示す説明である。図１７において、周波数測定装置６は、基準信号パルス生成器６１と、タイミング比較器６２とを備えている。基準信号パルス生成器６１は、オン時間幅τの大きさを一定時間ごとに増大させるように構成されている。
【００７８】
被測定信号パルスＡのオン時間幅と、基準信号パルスＢのオン時間幅τとがほぼ一致したとき、すなわち被測定信号パルスＡの立下りと、基準信号パルスＢの立下りのタイミングの先後順が逆転したときに、当該オン時間幅τの値を知ることができ、これにより基準信号パルスＢの周波数を知ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１，２，３，４  周波数判定装置
５  ＤＣ／ＤＣコンバータ
６  周波数測定装置
１１，２１，３１１，３１２，４１１，４１２  基準信号パルス生成器
１２，２２，３２１，３２２，４２１，４２２  タイミング比較器
３３，４３  判定結果出力部。
２０，３０１，３０２，  分周パルス生成器
５１  制御回路
６１  基準信号パルス生成器
６２  タイミング比較器
５１１  ＶＣＯ
５１２  基準信号パルス生成器
５１３  タイミング比較器５１３
５１４  スイッチ駆動回路
５２１  直流電源
５２２  トランジスタスイッチ
５２３  スイッチ電流検出用抵抗
５２４  フライホイールダイオード
５２５  リアクトル
５２６  平滑コンデンサ
５２７  負荷
【図１】
0005838394.tif 000002
【図２】
0005838394.tif 000003
【図３】
0005838394.tif 000004
【図４】
0005838394.tif 000005
【図５】
0005838394.tif 000006
【図６】
0005838394.tif 000007
【図７】
0005838394.tif 000008
【図８】
0005838394.tif 000009
【図９】
0005838394.tif 000010
【図１０】
0005838394.tif 000011
【図１１】
0005838394.tif 000012
【図１２】
0005838394.tif 000013
【図１３】
0005838394.tif 000014
【図１４】
0005838394.tif 000015
【図１５】
0005838394.tif 000016
【図１６】
0005838394.tif 000017
【図１７】
0005838394.tif 000018