EP0706100A1 - Dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps - Google Patents

Dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps Download PDF

Info

Publication number
EP0706100A1
EP0706100A1 EP95402202A EP95402202A EP0706100A1 EP 0706100 A1 EP0706100 A1 EP 0706100A1 EP 95402202 A EP95402202 A EP 95402202A EP 95402202 A EP95402202 A EP 95402202A EP 0706100 A1 EP0706100 A1 EP 0706100A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit
clock
signal
hand
flop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP95402202A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0706100B1 (fr
Inventor
Pascal Besesty
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0706100A1 publication Critical patent/EP0706100A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0706100B1 publication Critical patent/EP0706100B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04FTIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F10/00Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means
    • G04F10/04Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means by counting pulses or half-cycles of an ac
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04FTIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F10/00Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means
    • G04F10/10Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means by measuring electric or magnetic quantities changing in proportion to time

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring the duration of a time interval.
  • the field of the invention is that of chronometry, of the precise temporal measurement of a period of time, short or infinitely long, between a start signal and an end of measurement signal.
  • the present invention aims to solve these problems.
  • start (D) and end (F) signals can be completely asynchronous from the clock. This is interesting for applications in the field of telemetry of the "time of flight" type, in which (D) and (F) are given by the departure of a light pulse and by the reception of the pulse reflected on an object. , these two signals (D) and (F) possibly being asynchronous with respect to the clock.
  • the digital circuit is provided with a second clock, the pulses of which are offset from those of the first clock, the digital circuit also counts the number of pulses of the second clock which are followed by an entire period and which are between the start (D) and end (F) signal, the analog circuit determines on the one hand the time separating the signal (D) and the start of the first pulse of the second clock which begins after (D) and, on the other hand, the time separating the end signal (F) from the end of the last period of the second clock which ends before (F), and this circuit analog is able to convert the analog data obtained into digital data and the device also comprises means capable of determining which of the counts made on one of the two clocks (H1, H2) is to be taken into account, so as to solve to This ambiguity could lead to an error in counting a clock period.
  • the coarse part of the time interval is measured digitally, and the fine part analogically.
  • the parameters thus acquired are then combined to obtain the result.
  • the time measurement is thus obtained by associating a digital quantity in the form of a number of clock periods counted, and analog quantities obtained by conversion of time into voltage amplitudes.
  • t1 and t2 are then digitized, which gives two corresponding values T1 and T2.
  • a device for implementing the invention is shown in FIG. 2.
  • a clock H delivers pulses of period T on one of the inputs of an AND gate, designated by the reference 2.
  • This clock H can be produced from a quartz oscillator, operating for example at a frequency of 200 MHz.
  • the other input of the AND gate receives a signal from the output Q of a flip-flop RS designated by the reference 4, on the input S from which the start signal D is sent, while the input R is driven by the end signal F.
  • the assembly constituted by the AND gate, the flip-flop 4 and the clock H constitutes a digital measurement circuit making it possible to obtain a rough value of the time interval to be measured. This value is equal to nT where n is the number of clock periods T elapsed between the start signal D and the end signal F. It is counted in a counter 3.
  • a division of the frequency of the signals of the clock H is carried out by a divider 6, constituted for example by a rocker, the output of this divider supplying a ramp generator 8.
  • This generator can be produced by the load and the constant current discharge of a capacitor. The period and the slope of these ramps are very well defined.
  • the output of the ramp generator 8 is sent to a fast analog-digital converter 10 (for example of the flash or fast sampler + converter type), another input of which receives a signal coming for example from a flip-flop 12, controlled by the signals D and F at the start and end of the period to be measured.
  • the converter 10 takes the information on the amplitude of the ramp at the instants of start D and of end F of the time interval to be measured, as well as the information relating to the parity of the ramp at these instants, that is to say, its ascending or descending character.
  • This converter provides information on the values T1 and T2. This information is stored in a memory 13.
  • the rough information relating to nT and the “fine” information relating to the intervals T1 and T2 are sent to a processing circuit 14 which calculates the duration t v of the time interval to be measured.
  • This device makes it possible to obtain good accuracy, since it makes it possible to dispense with any synchronization of the start signals D and end signals F of measurement with respect to the clock H of the chronometer; it also overcomes the limited capacity of the chronometer to determine a small and a very large time difference, which can vary from a few picoseconds to infinity, due to its frequency which is fixed.
  • This device also makes it possible to determine large time intervals with constant precision, whatever the duration of this time interval. This is not true in the case of devices for measuring the duration of a time interval according to the prior art, in particular in the case of the device described in French patent application No. 93 08145 of July 2, 1993. Indeed, this latter device involves, at the start of measurement of the time interval, the discharge of a capacitor, and at the end of measurement of the time interval the charge of the same capacitor; however, the charge measured immediately after the arrival of the signal D can vary before the final part of the time interval to be measured is reached, just before the end signal F, and this all the more so since l The time interval to be measured is important. In the device according to the present invention, this problem is avoided by using recurrent ramps.
  • this type of device can be easily integrated to make a compact circuit.
  • a particular embodiment of the invention makes it possible to take account of the problems linked to the situations of ambiguity on the starting signal D and on the arrival signal F. These problems arise when one or the other of these signals , occur simultaneously with a rising or falling edge of the clock signals.
  • the counter of the digital part of the device part which determines the rough measurement of the time interval, can then count an additional clock pulse, which should not have been counted.
  • a clock H1 delivers signals of period T.
  • a divider makes it possible to generate signals S1, of period 2T, synchronized with the signals of the clock H1. It is thus possible to generate rising and falling ramps R1, of amplitude A.
  • a delay device makes it possible to generate a second clock signal H2, from the signal H1, the signals H2 being offset by T / 2 relative to the signals from H1.
  • a falling edge of a slot of H2 corresponds to a rising edge of a slot of H1, as can be seen in FIG. 3.
  • This clock signal H2 makes it possible to generate, in the same way as it has been explained above for the clock H1, a signal S2 of period 2T, which will itself control a ramp R2 of the same amplitude A as the ramp R1.
  • the two ramps R1 and R2 are sampled simultaneously. If for example there is ambiguity between D and H1, that is to say if the signal D is superimposed on a rising edge of a slot of H1, there cannot be simultaneously ambiguity between the signal D and the signals generated by H2, due to the offset of a half-period between the two channels.
  • the valid clock to determine the measurement of t1 is the clock H2 and the value to be taken into account is that measured on the R2 ramp.
  • a first counter 25 receives on its CE authorization input a counting order coming from a flip-flop 23 and on its input C the clock signals H1. Data from the first counter 25 are transmitted to a processing circuit 22 via a routing circuit 36 controlled by an OR circuit 32.
  • the D flip-flops 26 and 30 receive the D and F signals via an OR 40, 41 function on their D input.
  • the flip-flop 23, which delivers the CE authorization signal, is also controlled by the D and F signals both delayed by an amount close to 3 propagation times in gates by devices 19, 42 which consist for example of delays in logic gates.
  • the first AND circuit 27 performs the AND function of the output of the flip-flop 26 and of the clock H2; the signals of the latter are obtained from H1 and a delay circuit 18, constituted for example by propagation times in gates.
  • a second counter 29 receives on its CE authorization input a counting order coming from the flip-flop 23.
  • the data from this counter 29 is transmitted to the processing circuit 22 via the circuit 36.
  • the second flip-flop type D 30 works as described above.
  • the second AND circuit 31 performs the AND function between the output of circuit 30 and the clock H1.
  • the output of the circuit 32 controls the operation of the routing circuit 36 to obtain the reading of the counter 25 or 29, of which the associated D type flip-flop (26 or 30) did not switch first. It detects the first of the flip-flops 26 or 30 which has switched over and it authorizes the reading of the counter whose flip-flop has not changed state.
  • circuits 44, 45 and 46, 47 respectively for the first and second counters. Circuits 44 and 46 are AND circuits, circuits 45 and 47 are time formatting.
  • a flip-flop 33 receives on its SET input the output of an OR circuit 34 whose inputs correspond to the signals D and F delayed by circuits 42 and 19.
  • the flip-flop 33 receives on its other input the outputs of two doors AND 27, 31.
  • This flip-flop 33 controls an input of an analog-digital converter 50 and an input of an analog-digital converter 52. Another input of each of these converters 50, 52 is connected to the clock H1 (respectively H2) by l 'through a flip-flop 51 (respectively 53) which makes it possible to generate a signal S1 respectively S2 of period 2T, and of a ramp generator 55 (respectively 57) for generating a ramp R1 (respectively R2). Downstream of the analog-digital converters, there are two memories 60, 62 and a switching circuit 56 controlled by the circuit 32.

Abstract

Dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps. Ce dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps compris entre un signal de début (D) et un signal de fin (F), se caractérise en ce qu'il comporte : une première horloge (H) qui délivre des impulsions de période T, et une seconde horloge, dont les impulsions sont décalées par rapport à la première, un circuit numérique (2, 3, 4) pour compter le nombre d'impulsions des horloges qui sont suivies par une période entière T et qui sont comprises entre le signal (D) et le signal (F), un circuit analogique (6, 8, 12, 10, 13) pour déterminer les temps séparant le signal (D) et le début des premières impulsions des horloges après (D) et les temps séparant le signal (F) et la fin des dernières périodes des horloges avant (F), apte à convertir les données analogiques en données numériques, un circuit de traitement (14), pour déterminer la durée de l'intervalle de temps, des moyens pour résoudre toute situation d'ambiguïté qui pourrait conduire à une erreur de comptage d'une période d'horloge. <IMAGE>

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne un dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps.
  • Le domaine de l'invention est celui de la chronométrie, de la mesure temporelle précise d'une période de temps, courte ou infiniment longue, comprise entre un signal de départ et un signal de fin de mesure.
  • Ce type de problème se pose dans tous les dispositifs où une mesure temporelle précise est nécessaire sur des durées très longues, en particulier dans les dispositifs utilisés dans le domaine de la télémétrie laser.
  • Etat de la technique antérieure
  • Dans le domaine de la mesure de temps de grande précision, on fait appel :
    • soit à des technique de moyennage qui augmentent considérablement le temps d'acquisition par rapport au temps mesuré. Ce type de technique ne peut pas être employé dans le cas où le temps d'acquisition doit être limité, et, par ailleurs, le moyennage n'est possible que si le phénomène mesuré présente une stationnarité convenable relativement au temps de moyennage.
    • à des techniques de type "vernier", ces techniques reposant sur le comptage des périodes d'une horloge, pour une mesure grossière, et sur la détermination d'un complément temporel par une méthode analogique qui donne la précision à la mesure. Une telle technique est décrite dans l'article intitulé "The vernier time-measuring technique" de Robert G. Baron (proceedings of the IRE, janvier 1957), mais cette technique rallonge d'une quantité non négligeable le temps de mesure (5µs de temps de mesure pour une résolution de 20 µs avec des horloges de 100 mégahertz). Cette technique limite donc le nombre de mesures possibles bien en-deçà de la cadence de réalisation de certains événements.
  • La demande de brevet français déposée sous le n°93 08145 (2 juillet 1993) intitulée "Dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps" décrit un procédé de mesure de temps qui permet d'enlever l'ambiguïté de comptage d'un coup d'horloge et tient compte des problèmes de non-synchronisme. Ce procédé n'est pas adapté à la mesure de durées temporelles importantes, supérieures à 10 µs, du fait de la décharge d'un condensateur du circuit qui peut entraîner une erreur importante sur de grands intervalles de mesure, notamment pour des applications de télémétrie à moyenne distance (supérieure à 1 km).
  • Exposé de l'invention
  • La présente invention vise à résoudre ces problèmes.
  • Plus précisément, elle a pour objet un dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps compris entre un signal de début (D) et un signal de fin (F), caractérisé en ce qu'il comporte :
    • une première horloge qui délivre des impulsions avec une période T,
    • un circuit numérique pour compter le nombre d'impulsions de la première horloge qui sont suivies par une période entière T et qui sont comprises entre le signal de début (D) et le signal de fin (F),
    • un circuit analogique pour déterminer d'une part le temps t₁ séparant le signal (D) et le début de la première impulsion de la première horloge qui commence après (D) et d'autre part le temps t₂ séparant le signal de fin (F) de la fin de la dernière période de la première horloge qui s'achève avant (F), et apte à convertir les données analogiques obtenues en données numériques,
    • un circuit de traitement, pour déterminer la durée de l'intervalle de temps à partir des données fournies par le circuit numérique et celles fournies par le circuit analogique préalablement converties en données numériques.
  • Ce dispositif permet de mesurer des intervalles de temps très longs avec une très grande précision. En outre, les signaux de départ (D) et de fin (F) peuvent être complètement asynchrones de l'horloge. Ceci est intéressant pour des applications au domaine de la télémétrie du type "temps de vol", dans lequel (D) et (F) sont donnés par le départ d'une impulsion lumineuse et par la réception de l'impulsion réfléchie sur un objet, ces deux signaux (D) et (F) pouvant être asynchrones par rapport à l'horloge.
  • Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le circuit analogique peut en outre comprendre :
    • un circuit diviseur de fréquence, relié à la première horloge,
    • un premier générateur de rampes commandé par le signal de sortie du circuit diviseur de fréquence,
    • et un premier convertisseur analogique-numérique, recevant d'une part le signal engendré par le premier générateur de rampes et, d'autre part, les signaux de début (D) et de fin (F) de l'intervalle de temps à mesurer.
  • Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, le circuit numérique est muni d'une seconde horloge, dont les impulsions sont décalées par rapport à celles de la première horloge, le circuit numérique compte également le nombre d'impulsions de la seconde horloge qui sont suivies par une période entière et qui sont comprises entre le signal de début (D) et de fin (F), le circuit analogique détermine d'une part le temps séparant le signal (D) et le début de la première impulsion de la deuxième horloge qui commence après (D) et, d'autre part, le temps séparant le signal de fin (F) de la fin de la dernière période de la deuxième horloge qui s'achève avant (F), et ce circuit analogique est apte à convertir les données analogiques obtenues en données numériques et le dispositif comporte en outre des moyens aptes à déterminer lequel des comptages réalisés sur l'une des deux horloges (H₁, H₂) est à prendre en compte, de manière à résoudre toute situation d'ambiguïté qui pourrait conduire à une erreur de comptage d'une période d'horloge.
  • Ainsi, il est possible de lever toute situation d'ambiguïté dans le cas où l'un des signaux (D) et (F) est confondu avec une impulsion d'horloge.
  • D'autres aspects et modes particuliers de réalisation apparaissent dans les revendications dépendantes
  • Brève description des figures
  • De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et non limitatif, en se référant à des dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 illustre le principe de la mesure d'un intervalle de temps, selon la présente invention,
    • la figure 2 est un schéma d'un dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention,
    • la figure 3 illustre le principe de la méthode selon un mode particulier de réalisation de l'invention, dans le cas où des situations d'ambiguïté doivent être levées,
    • la figure 4 est un schéma d'un autre dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention selon un second mode particulier de réalisation.
    Exposé détaillé de modes de réalisation
  • Pour mesurer la durée d'un intervalle de temps déterminé, selon l'invention, on mesure la partie grossière de l'intervalle de temps de manière numérique, et la partie fine de manière analogique. Les paramètres ainsi acquis sont ensuite recombinés pour obtenir le résultat. La mesure de temps est ainsi obtenue en associant une grandeur numérique sous la forme d'un nombre de périodes d'horloge comptées, et des grandeurs analogiques obtenues par conversion de temps en amplitudes de tension.
  • Ce principe est illustré plus précisément à l'aide du chronogramme de la figure 1. On cherche à mesurer l'intervalle de temps tv entre une impulsion de départ D et une impulsion de fin d'intervalle à mesurer F.
  • Pour cela, on utilise une horloge de base H, de période T. On compte le nombre n d'impulsions d'horloge qui sont suivies par une période entière T, et ceci pendant la durée tv. Le temps total correspondant à l'écoulement de cette période est égal à nT. Comme l'horloge n'est pas synchrone avec le signal de départ D et de fin F, il faut en outre déterminer d'une part le temps t₁, qui s'écoule entre le signal de départ D et le début de la première impulsion d'horloge qui commence après D, et, d'autre part, le temps t₂, qui s'écoule entre le signal de fin F et la fin de la dernière période d'horloge qui s'achève avant le signal F. Pour obtenir la durée de l'intervalle de temps tv, il suffit ensuite d'additionner les trois temps mesurés : t₁+nT+t₂.
  • Pour déterminer t₁ et t₂, on utilise un signal triangulaire R, de période 2T, d'amplitude A, et synchrone avec l'horloge de base de période T. A tout instant, si a est l'amplitude mesurée sur la rampe, le t écoulé depuis le début de la rampe est égal à T A
    Figure imgb0001
    ·a.
  • En échantillonnant les rampes à l'apparition du signal de départ D et du signal de fin F, on obtient des amplitudes a₁ et a₂ représentatives respectivement de t₁ et t₂.
  • Si l'impulsion de départ se produit au cours d'une rampe montante, on a alors : t₁= T A
    Figure imgb0002
    ·a₁.
  • Si l'impulsion de départ se produit au cours d'une rampe descendante, on a : t₁=T- T A
    Figure imgb0003
    ·a₁.
  • Si l'impulsion de fin F se produit sur une rampe montante, on a : t₂= T A
    Figure imgb0004
    ·a₂.
  • Si l'impulsion de fin F se produit sur une rampe descendante, on a : t₂=T- T A
    Figure imgb0005
    ·a₂.
  • t₁ et t₂ sont ensuite numérisés, ce qui donne deux valeurs T₁ et T₂ correspondantes. On obtient ensuite la durée de l'intervalle de temps tv=nT+T₁+T₂.
  • Un dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention est représenté sur la figure 2. Une horloge H délivre des impulsions de période T sur une des entrées d'une porte ET, désignée par la référence 2. Cette horloge H peut être réalisée à partir d'un oscillateur à quartz, fonctionnant par exemple à une fréquence de 200 MHz. L'autre entrée de la porte ET reçoit un signal à partir de la sortie Q d'une bascule RS désignée par la référence 4, sur l'entrée S de laquelle on envoie le signal de départ D, tandis que l'entrée R est pilotée par le signal de fin F. L'ensemble constitué par la porte ET, la bascule 4 et l'horloge H constitue un circuit de mesure numérique permettant d'obtenir une valeur grossière de l'intervalle de temps à mesurer. Cette valeur est égale à nT où n est le nombre de périodes d'horloge T écoulé entre le signal de début D et le signal de fin F. Elle est comptabilisée dans un compteur 3.
  • En parallèle, une division de la fréquence des signaux de l'horloge H est effectuée par un diviseur 6, constitué par exemple par une bascule, la sortie de ce diviseur alimentant un générateur de rampes 8. Ce générateur peut être réalisé par la charge et la décharge à courant constant d'un condensateur. La période et la pente de ces rampes sont très bien définies. La sortie du générateur de rampes 8 est envoyée sur un convertisseur analogique-numérique rapide 10 (par exemple du type flash ou échantillonneur rapide + convertisseur), dont une autre entrée reçoit un signal provenant par exemple d'une bascule 12, pilotée par les signaux D et F de début et de fin de la période à mesurer. Ainsi, le convertisseur 10 prélève l'information sur l'amplitude de la rampe aux instants de début D et de fin F de l'intervalle de temps à mesurer, ainsi que l'information relative à la parité de la rampe à ces instants, c'est-à-dire à son caractère montant ou descendant. Ce convertisseur permet d'obtenir les informations portant sur les valeurs T₁ et T₂. Ces informations sont mémorisées dans une mémoire 13.
  • L'information grossière portant sur nT et les informations "fines" portant sur les intervalles T₁ et T₂ sont envoyées à un circuit de traitement 14 qui calcule la durée tv de l'intervalle de temps à mesurer.
  • Ce dispositif permet d'obtenir une bonne précision, puisqu'il permet de s'affranchir de toute synchronisation des signaux de départ D et de fin F de mesure par rapport à l'horloge H du chronomètre ; il permet également de s'affranchir de la capacité limitée du chronomètre à déterminer un faible et un très important écart temporel, pouvant varier de quelques picosecondes à l'infini, du fait de sa fréquence qui est fixe.
  • Ce dispositif permet également de déterminer des intervalles de temps importants avec une précision constante, quelle que soit la durée de cet intervalle de temps. Ceci n'est pas vrai dans le cas des dispositifs de mesure de la durée d'un intervalle de temps selon l'art antérieur, notamment dans le cas du dispositif décrit dans la demande de brevet français n° 93 08145 du 2 juillet 1993. En effet, ce dernier dispositif fait intervenir, en début de mesure de l'intervalle de temps, la décharge d'un condensateur, et en fin de mesure de l'intervalle de temps la charge du même condensateur ; or, la charge mesurée immédiatement après l'arrivée du signal D peut varier avant que l'on ait atteint la partie finale de l'intervalle de temps à mesurer, juste avant le signal de fin F, et ceci d'autant plus que l'intervalle de temps à mesurer est important. Dans le dispositif selon la présente invention, on évite ce problème en ayant recours à des rampes récurrentes.
  • Enfin, ce type de dispositif peut être facilement intégrable pour réaliser un circuit compact.
  • Un mode particulier de réalisation de l'invention permet de tenir compte des problèmes liés aux situations d'ambiguïté sur le signal de départ D et sur le signal d'arrivée F. Ces problèmes surgissent lorsque l'un ou l'autre de ces signaux, se produisent simultanément à un front de montée ou de descente des signaux de l'horloge. Le compteur de la partie numérique du dispositif, partie qui détermine la mesure grossière de l'intervalle de temps, peut alors compter une impulsion d'horloge supplémentaire, qui n'aurait pas du être comptée.
  • De façon à résoudre ce problème, l'invention propose un dispositif qui fonctionne sur le principe illustré sur la figure 3. Conformément à ce qui a déjà été expliqué ci-dessus, une horloge H₁ délivre des signaux de période T. Un diviseur permet de générer des signaux S₁, de période 2T, synchronisés avec les signaux de l'horloge H₁. On peut ainsi générer des rampes montantes et descendantes R₁, d'amplitude A. Un dispositif de retard permet de générer un deuxième signal d'horloge H₂, à partir du signal H₁, les signaux H₂ étant décalés de T/2 par rapport aux signaux de H₁. Ainsi, un front descendant d'un créneau de H₂ correspond à un front montant d'un créneau de H₁, comme on peut le voir sur la figure 3. Ce signal d'horloge H₂ permet de générer, de la même manière qu'il a été expliqué ci-dessus pour l'horloge H₁, un signal S₂ de période 2T, qui va commander lui-même une rampe R₂ de même amplitude A que la rampe R₁. Lorsque le signal D de départ de la mesure se présente, on échantillonne simultanément les deux rampes R₁ et R₂. S'il y a par exemple ambiguïté entre D et H₁, c'est-à-dire si le signal D se superpose à un front de montée d'un créneau de H₁, il ne peut y avoir simultanément ambiguïté entre le signal D et les signaux générés par H₂, du fait du décalage d'une demi-période entre les deux voies. Par conséquent, il suffit d'identifier l'horloge qui n'est pas en situation d'ambiguïté avec le signal de départ D, et de ne retenir alors que la valeur échantillonnée de la rampe R correspondante pour déterminer t₁. Par exemple, si la situation d'ambiguïté se présente entre le signal de départ D et l'horloge H₁, l'horloge valide pour déterminer la mesure de t₁ est l'horloge H₂ et la valeur à prendre en compte est celle mesurée sur la rampe R₂.
  • Il en va de même pour toute situation d'ambiguïté sur le signal F. Lorsque le signal de fin F se présente, on échantillonne simultanément les deux rampes R₁ et R₂. On prend pour t₂ la valeur de la rampe R₁ ou R₂ issue de l'horloge H₁ ou H₂ qui ne présente pas d'ambiguïté avec le signal F.
  • Dans le cas où une situation d'ambiguité existe simultanément sur D et F, il est possible de rajouter un troisième circuit avec une horloge H₃ décalée par rapport à H₂ et H₁.
  • Dans le cas où il n'y a aucune ambiguïté, ni avec l'horloge H₁ ni avec l'horloge H₂, les valeurs de temps obtenues (t₁ ou t₂) seront prises indifféremment sur l'un des deux circuits correspondant aux deux horloges.
  • Le dispositif correspondant à ce mode particulier de mise en oeuvre de l'invention est illustré sur la figure 4. Sur cette figure, dans un premier bloc 24, un premier compteur 25 reçoit sur son entrée autorisation CE un ordre de comptage venant d'une bascule 23 et sur son entrée C les signaux d'horloge H₁. Les données en sortie du premier compteur 25 sont transmises à un circuit de traitement 22 par l'intermédiaire d'un circuit d'aiguillage 36 commandé par un circuit OU 32.
  • Les bascules D 26 et 30 reçoivent les signaux D et F par l'intermédiaire d'une fonction OU 40, 41 sur leur entrée D. La bascule 23, qui délivre le signal d'autorisation CE est également commandée par les signaux D et F tous deux retardés d'une quantité voisine de 3 temps de propagation dans des portes par les dispositifs 19, 42 qui sont constitués par exemple de retards dans des portes logiques. Le premier circuit ET 27 réalise la fonction ET de la sortie de la bascule 26 et de l'horloge H₂ ; les signaux de cette dernière sont obtenus à partir de H₁ et d'un circuit de retard 18, constitué par exemple par des temps de propagation dans des portes.
  • Dans le second bloc 28, un second compteur 29 reçoit sur son entrée autorisation CE un ordre de comptage venant de la bascule 23. Les données de ce compteur 29 sont transmises au circuit de traitement 22 par l'intermédiaire du circuit 36. La seconde bascule de type D 30 fonctionne comme décrit ci-dessus. Le second circuit ET 31 réalise la fonction ET entre la sortie du circuit 30 et l'horloge H₁.
  • La sortie du circuit 32 commande le fonctionnement du circuit d'aiguillage 36 pour obtenir la lecture du compteur 25 ou 29 dont la bascule de type D (26 ou 30) associée n'a pas basculé la première. Il détecte la première des bascules 26 ou 30 qui a basculé et il autorise la lecture du compteur dont la bascule n'a pas changé d'état.
  • S'il y a une situation d'incertitude, par exemple au début du comptage, pour l'un ou l'autre des compteurs, le premier des circuits d'identification de présence 26, 30 qui bascule valide le choix entre les horloges H₁ ou H₂. Le compteur validé est laissé inchangé, par contre l'autre compteur est remis à zéro avant l'arrivée de la deuxième impulsion d'horloge suivant le signal D. Ceci est réalisé par les circuits 44, 45 et 46, 47 respectivement pour les premier et deuxième compteurs. Les circuits 44 et 46 sont des circuits ET, les circuits 45 et 47 sont des mises en forme temporelle.
  • Une bascule 33 (bascule de type RS) reçoit sur son entrée SET la sortie d'un circuit OU 34 dont les entrées correspondent aux signaux D et F retardés par les circuits 42 et 19. La bascule 33 reçoit sur son autre entrée les sorties des deux portes ET 27, 31.
  • Cette bascule 33 commande une entrée d'un convertisseur analogique-numérique 50 et une entrée d'un convertisseur analogique-numérique 52. Une autre entrée de chacun de ces convertisseurs 50, 52 est reliée à l'horloge H₁ (respectivement H₂) par l'intermédiaire d'une bascule 51 (respectivement 53) qui permet de générer un signal S₁ respectivement S₂ de période 2T, et d'un générateur de rampe 55 (respectivement 57) pour générer une rampe R1 (respectivement R2) . En aval des convertisseurs analogiques-numériques, on trouve deux mémoires 60, 62 et un circuit d'aiguillage 56 commandé par le circuit 32.

Claims (8)

  1. Dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps compris entre un signal de début (D) et un signal de fin (F), caractérisé en ce qu'il comporte :
    - une première horloge (H, H₁) qui délivre des impulsions avec une période T, ainsi qu'une seconde horloge (H₂), dont les impulsions sont décalées par rapport à celles de la première horloge (H₁),
    - un circuit numérique (2, 3, 4 ; 20) pour compter le nombre d'impulsions de la première horloge qui sont suivies par une période entière T et qui sont comprises entre le signal de début (D) et le signal de fin (F), le circuit numérique (20) comptant également le nombre d'impulsions de la seconde horloge qui sont suivies par une période entière T et qui sont comprises entre le signal de début (D) et de fin (F),
    - un circuit analogique (6, 8, 12, 10, 13 ; 21) pour déterminer, d'une part, le temps t₁ séparant le signal (D) et le début de la première impulsion de la première horloge qui commence après (D) et, d'autre part, le temps t₂ séparant le signal de fin (F) de la fin de la dernière période de la première horloge qui s'achève avant (F), ainsi que, d'une part, le temps séparant le signal (D) et le début de la première impulsion de la deuxième horloge qui commence après (D) et, d'autre part, le temps séparant le signal de fin (F) de la fin de la dernière période de la deuxième horloge qui s'achève avant (F), le circuit analogique étant de plus apte à convertir les données analogiques obtenues en données numériques,
    - un circuit de traitement (14, 22), pour déterminer la durée de l'intervalle de temps à partir des données fournies par le circuit numérique et celles fournies par le circuit analogique préalablement converties en données numériques,
    - des moyens aptes à déterminer lequel des comptages réalisés sur l'une des deux horloges (H₁, H₂) est à prendre en compte, de manière à résoudre toute situation d'ambiguïté qui pourrait conduire à une erreur de comptage d'une période d'horloge.
  2. Dispositif selon la revendication 1, le circuit analogique comprenant en outre :
    - un circuit (6 ; 53) diviseur de fréquence, relié à la première horloge,
    - un premier générateur de rampes (8 ; 57) commandé par le signal de sortie du circuit (6 ; 53) diviseur de fréquence,
    - et un premier convertisseur analogique-numérique (10 ; 52), recevant d'une part le signal engendré par le premier générateur de rampes (8 ; 57) et, d'autre part, les signaux de début (D) et de fin (F) de l'intervalle de temps à mesurer.
  3. Dispositif selon la revendication 2, les signaux de début (D) et de fin (F) de l'intervalle de temps à mesurer étant transmis au premier convertisseur analogique-numérique (10 ; 52) par l'intermédiaire d'une bascule (12 ; 33).
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, le circuit numérique (20) comprenant également :
    - une bascule de type RS (23), commandée sur son entrée SET par le signal de début (D) retardé après passage dans un premier circuit (42) de retard et, sur son entrée RESET par le signal de fin de délai (F) retardé, après passage dans un circuit (19) de retard,
    - un premier bloc (24) comportant un premier compteur (25), une première bascule de type D (26), un premier circuit ET (27), un premier circuit OU (40), un second circuit ET (44), un moyen de mise en forme temporelle du signal (45),
    - et un second bloc (28) comportant un second compteur (29), une seconde bascule de type D (30), un troisième circuit ET (31), un second circuit OU (41), un quatrième circuit ET (46), un moyen de mise en forme temporelle du signal (47),
    - un circuit (32) apte à effectuer une fonction OU pour détecter laquelle d'entre les sorties des bascules (26, 30) a basculé la première.
  5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel, dans le premier bloc (24), le premier compteur (25) reçoit sur son entrée autorisation CE un ordre de comptage venant de la bascule (23) de type RS, les données en sortie du premier compteur (25) sont transmises au circuit de traitement (22) par l'intermédiaire d'un circuit aiguillage (36) commandé par le circuit OU (32), la première bascule de type D (26), commandée par le premier circuit OU (40), reçoit d'une part le signal de début (D) et le signal de fin d'intervalle (F), et d'autre part, les impulsions de la première horloge (H₁), et le premier circuit ET (27) réalise la fonction ET entre, d'une part la sortie de la première bascule de type D (26) et, d'autre part, les impulsions de la seconde horloge (H₂).
  6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel, dans le second bloc (28), le second compteur (29) reçoit sur son entrée autorisation (CE) un ordre de comptage venant de la bascule (23) de type RS, les données de ce compteur (29) sont transmises au circuit de traitement (22) par l'intermédiaire d'un circuit d'aiguillage (36), la seconde bascule de type D (30), commandée par le second circuit OU (41) reçoit d'une part le signal de début (D) et le signal de fin d'intervalle (F) et, d'autre part, les impulsions de la seconde horloge (H₂), et le second circuit ET (31) réalise la fonction ET entre d'une part la sortie de cette bascule D (30) et des impulsions de la première horloge (H₁).
  7. Dispositif selon les revendications 3 et 4, dans lequel la bascule (33) reçoit d'une part la sortie d'un circuit OU (34) dont les entrées correspondent aux signaux (D) et (F) retardés et, d'autre part, les sorties des premier et troisième circuits ET (27, 31).
  8. Dispositif selon la revendication 7, comportant un deuxième convertisseur analogique-numérique (50) commandé par la sortie de la bascule (33) et par la sortie d'un second générateur de rampes (55) lui-même commandé par la sortie d'un second diviseur (51) des impulsions de la deuxième horloge (H₂).
EP95402202A 1994-10-04 1995-10-02 Dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps Expired - Lifetime EP0706100B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9411848 1994-10-04
FR9411848A FR2725326B1 (fr) 1994-10-04 1994-10-04 Dispositif de mesure de la duree d'un intervalle de temps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0706100A1 true EP0706100A1 (fr) 1996-04-10
EP0706100B1 EP0706100B1 (fr) 1998-08-12

Family

ID=9467553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP95402202A Expired - Lifetime EP0706100B1 (fr) 1994-10-04 1995-10-02 Dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5717659A (fr)
EP (1) EP0706100B1 (fr)
DE (1) DE69504000T2 (fr)
FR (1) FR2725326B1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110737189A (zh) * 2019-11-05 2020-01-31 中国电子科技集团公司第四十四研究所 脉冲激光间隔测量电路

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3451576B2 (ja) 1996-09-20 2003-09-29 株式会社日立製作所 情報処理システム
US7843771B2 (en) * 2007-12-14 2010-11-30 Guide Technology, Inc. High resolution time interpolator
CN112506031B (zh) * 2020-11-30 2021-09-21 中国计量科学研究院 一种激光干涉条纹信号的高精度时间间隔测量系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2422727A1 (de) * 1973-05-11 1974-12-05 Suwa Seikosha Kk Elektronische uhr
US4912734A (en) * 1989-02-14 1990-03-27 Ail Systems, Inc. High resolution event occurrance time counter
US5200933A (en) * 1992-05-28 1993-04-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High resolution data acquisition

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2568145Y2 (ja) * 1992-08-14 1998-04-08 株式会社アドバンテスト 信号時間差測定装置
FR2707814B1 (fr) * 1993-07-02 1995-09-01 Commissariat Energie Atomique Dispositif de mesure de la durée d'un intervalle de temps.
US5325340A (en) * 1993-07-29 1994-06-28 Ramsey Alexander W Pacing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2422727A1 (de) * 1973-05-11 1974-12-05 Suwa Seikosha Kk Elektronische uhr
US4912734A (en) * 1989-02-14 1990-03-27 Ail Systems, Inc. High resolution event occurrance time counter
US5200933A (en) * 1992-05-28 1993-04-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High resolution data acquisition

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110737189A (zh) * 2019-11-05 2020-01-31 中国电子科技集团公司第四十四研究所 脉冲激光间隔测量电路

Also Published As

Publication number Publication date
FR2725326A1 (fr) 1996-04-05
US5717659A (en) 1998-02-10
FR2725326B1 (fr) 1996-10-25
DE69504000D1 (de) 1998-09-17
DE69504000T2 (de) 1999-02-25
EP0706100B1 (fr) 1998-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0891654B1 (fr) Appareil et procede permettant de mesurer des intervalles de temps avec une tres haute resolution
EP2238471B1 (fr) Dispositif pour imagerie active 3d
FR2624802A1 (fr) Codage de la valeur de plusieurs grandeurs mesurees dans un pneumatique
FR2468153A1 (fr) Systeme chronometrique
FR2598570A1 (fr) Circuit retardateur numerique
EP0002415B1 (fr) Procédé et dispositif de comptage des erreurs de transmission dans une liaison hertzienne numérique
EP0165144A1 (fr) Système de chronométrie électronique de haute résolution
EP1521143A1 (fr) Convertisseur temps-numérique
EP0194924A1 (fr) Dispositif de détection d&#39;un train d&#39;impulsions dans du bruit, et application à un système de radionavigation du type DME
EP0706100B1 (fr) Dispositif de mesure de la durée d&#39;un intervalle de temps
FR2510809A1 (fr) Montage de commande electronique destine a produire un comportement monostable dans un relais bistable
EP0197801A2 (fr) Procédé et dispositif de calage en phase rapide d&#39;un signal d&#39;horloge
EP0793153B1 (fr) Dispositif de mesure précise de la durée d&#39;un intervalle de temps et dispositif de télémétrie laser le comprenant
FR2461957A1 (fr) Circuit de comparaison de phase
EP0632279A1 (fr) Dispositif de mesure de la durée d&#39;un intervalle de temps
EP2327160A1 (fr) Compteur analogique et imageur incorporant un tel compteur
US5196741A (en) Recycling ramp interpolator
EP0051531B1 (fr) Appareillage pour la datation précise d&#39;un évènement par rapport à une référence de temps
EP0729082B1 (fr) Chronométrie électronique très précise d&#39;un événement
FR2750495A1 (fr) Procede et dispositif de mesure d&#39;un debit de fluide en ecoulement
EP0012056B1 (fr) Dispositif de télémétrie et son utilisation dans un radar de poursuite
US5132558A (en) Recycling ramp interpolator
EP2446534B1 (fr) Dispositif à très haute précision de mesure du temps d&#39;arrivée d&#39;un signal
EP1390769B1 (fr) Dispositif d&#39;echantillonnage de signal electrique haute frequence
FR3113950A1 (fr) Mesure de fréquence

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BE DE GB IT LU

17P Request for examination filed

Effective date: 19960920

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 19971013

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): BE DE GB IT LU

REF Corresponds to:

Ref document number: 69504000

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19980917

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19981002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19981031

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19981014

BERE Be: lapsed

Owner name: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE

Effective date: 19981031

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20040929

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20041023

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20051002

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060503

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20051002