JP2019176358A - Time digital conversion circuit and time digital conversion method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、時間デジタル変換回路(TDC:Time Digital Converter)及び時間デジタル変換方法に関し、特に、バーニア形遅延チェーンを用いた時間デジタル変換回路及び時間デジタル変換方法に関する。 The present invention relates to a time digital conversion circuit (TDC) and a time digital conversion method, and more particularly to a time digital conversion circuit and a time digital conversion method using a vernier delay chain.
以前より、測定の対象信号と基準信号との時間間隔を、遅延チェーンを用いてデジタル値に変換する時間デジタル変換回路がある。代表的な遅延チェーンは、複数の遅延回路が直列に接続された伝送路と、伝送路の複数の遅延段にそれぞれ対応して設けられた複数のフリップフロップとを有する。各フリップフロップは、同時に入力される基準信号に同期して、伝送路の対応する遅延段の信号レベルを捕捉する。このような回路においては、対象信号が伝送路に入力され、対象信号が伝送路を進んでいる間に基準信号が複数のフリップフロップに入力される。例えば、ハイレベルの対象信号がx段目の遅延段に到達したタイミングで基準信号が入力されると、x段目のフリップフロップまではハイレベルの信号を捕捉し、x+1段目から以降のフリップフロップはローレベルの信号を捕捉する。したがって、複数のフリップフロップの出力により、対象信号が伝送路の何段目の遅延回路まで進んだときに、基準信号が入力されたのかが判明される。そして、各遅延回路の遅延量τから対象信号と基準信号との時間間隔が求められる。上記の例では、x×τが、対象信号と基準信号との時間間隔となる。このような回路において、測定される時間間隔の分解能は遅延量τである。 There has been a time digital conversion circuit for converting a time interval between a measurement target signal and a reference signal into a digital value using a delay chain. A typical delay chain includes a transmission line in which a plurality of delay circuits are connected in series, and a plurality of flip-flops provided corresponding to the plurality of delay stages of the transmission line. Each flip-flop captures the signal level of the corresponding delay stage of the transmission line in synchronization with the reference signal input simultaneously. In such a circuit, the target signal is input to the transmission path, and the reference signal is input to the plurality of flip-flops while the target signal travels through the transmission path. For example, when the reference signal is input at the timing when the high-level target signal reaches the x-th delay stage, the high-level signal is captured until the x-th stage flip-flop, and the flip-flops from the x + 1 stage onward Captures low level signals. Therefore, the output of the plurality of flip-flops reveals to which delay circuit in the transmission path the target signal has been input when the target signal has advanced. Then, the time interval between the target signal and the reference signal is obtained from the delay amount τ of each delay circuit. In the above example, x × τ is the time interval between the target signal and the reference signal. In such a circuit, the resolution of the measured time interval is the delay amount τ.
従来、遅延チェーンに含まれる各遅延回路の遅延量よりも高い分解能で時間間隔をデジタル値に変換できる、バーニア形の遅延チェーンを用いた時間デジタル変換回路が知られている。バーニア形の遅延チェーンは、基準信号の伝送路も複数の遅延回路を直列に接続して構成される。バーニア形の遅延チェーンは、異なる遅延量τ1、τ2を有する2種類の遅延回路を使用することにより、測定可能な時間間隔の分解能が遅延量の差|τ1−τ2|となる。 Conventionally, a time digital conversion circuit using a vernier type delay chain that can convert a time interval into a digital value with a resolution higher than the delay amount of each delay circuit included in the delay chain is known. The vernier type delay chain is configured by connecting a plurality of delay circuits in series to the reference signal transmission path. The vernier-type delay chain uses two types of delay circuits having different delay amounts τ1 and τ2, so that the measurable time interval resolution becomes a delay amount difference | τ1−τ2 |.
特許文献1の図8〜図11には、本発明に関連する技術として、時間デジタル変換回路に含まれる遅延チェーンの各遅延段のフリップフロップ(12)の出力を2つのフリップフロップ(L1、L2)に保持させる構成が開示されている。
8 to 11 of
バーニア形の遅延チェーンを用いた回路は、基準信号にも複数段に遅延を付加することで、高い分解能で対象信号と基準信号との時間間隔を測定できる。このため、時間間隔の測定に要する時間が、測定可能な時間間隔の最大値よりも長くなるという課題がある。例えば、対象信号が伝送される伝送路の各遅延回路が遅延量τ1を有し、基準信号が伝送される伝送路の各遅延回路が遅延量τ2を有し、各伝送路の遅延段をn段とする。すると、分解能が|τ1−τ2|となるので、測定可能な時間間隔の最大は|τ1−τ2|×nである。一方、1回の測定に要する時間は、対象信号が伝送路に沿って伝送される時間とすると、τ1×nであり、測定に要する時間の方が長い。 A circuit using a vernier delay chain can measure the time interval between the target signal and the reference signal with high resolution by adding a delay to the reference signal in a plurality of stages. For this reason, there is a problem that the time required for measuring the time interval becomes longer than the maximum value of the measurable time interval. For example, each delay circuit of the transmission path through which the target signal is transmitted has a delay amount τ1, each delay circuit of the transmission path through which the reference signal is transmitted has a delay amount τ2, and the delay stage of each transmission path is n A step. Then, since the resolution becomes | τ1-τ2 |, the maximum measurable time interval is | τ1-τ2 | × n. On the other hand, the time required for one measurement is τ1 × n, which is the time required for transmitting the target signal along the transmission path, and the time required for the measurement is longer.
このため、基準信号が周期的なクロック信号として入力され、測定が繰り返し行われる場合、クロック周期を1回の測定に要する時間に合わせた場合、測定可能な最大の時間間隔はクロック周期内の一部の期間に限られてしまう。この場合、クロック周期内のその他の期間に対象信号が入力されても時間間隔を測定することができない。また、クロック周期を、測定可能な最大の時間間隔に合わせた場合、1つのクロック信号が遅延チェーンに入力されてから1回の測定が完了する前に、次のクロック信号が遅延チェーンに入力されて次の測定が開始されてしまう。このため、1回目の測定結果のデジタル値を出力する際、次のクロック信号によって始端側のデジタル値が更新されてしまい、正常な結果が得られないという課題が生じる場合がある(図9及び比較例の説明を参照)。このような課題は特許文献1の技術でも解決されない。
For this reason, when the reference signal is input as a periodic clock signal and the measurement is repeatedly performed, when the clock cycle is adjusted to the time required for one measurement, the maximum measurable time interval is one in the clock cycle. It will be limited to the part period. In this case, the time interval cannot be measured even if the target signal is input in another period within the clock cycle. Also, when the clock period is set to the maximum measurable time interval, the next clock signal is input to the delay chain before one measurement is completed after one clock signal is input to the delay chain. The next measurement will start. For this reason, when outputting the digital value of the first measurement result, the digital value on the start end side is updated by the next clock signal, which may cause a problem that a normal result cannot be obtained (FIG. 9 and FIG. 9). (See description of comparative example). Such a problem is not solved by the technique of
本発明は、クロック信号と対象信号との時間間隔を、各遅延回路の遅延量よりも高い分解能で、かつ、正常にデジタル値に変換できる時間デジタル変換回路を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a time digital conversion circuit capable of normally converting a time interval between a clock signal and a target signal into a digital value with a resolution higher than the delay amount of each delay circuit.
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的特徴乃至は発明特定事項を含んで構成される。 The present invention for solving the above problems includes the following technical features or invention specific matters.
すなわち、ある観点に従う本発明は、複数の遅延回路が直列に接続されかつ測定の対象信号が伝送される伝送路と、前記遅延回路とは異なる遅延量を有する複数のクロック遅延回路が直列に接続されたクロック伝送路と、前記伝送路の複数の遅延段及び前記クロック伝送路の複数の遅延段にそれぞれ対応して設けられ、前記クロック伝送路の対応する遅延段に到達したクロック信号に基づき、前記伝送路の対応する遅延段の信号レベルを捕捉する複数の捕捉部と、を有するバーニア形遅延チェーンと、前記複数の捕捉部にそれぞれ対応して設けられた複数の記憶処理部と、前記複数の記憶処理部の出力を制御するコントローラとを備え、前記複数の記憶処理部の各々は、対応する前記捕捉部の複数回分の捕捉結果を記憶可能な記憶部と、対応する前記捕捉部の捕捉結果を前記記憶部に順次記憶させる処理部と、を有し、前記コントローラは、1つのクロック信号が前記クロック伝送路に伝送されたことにより前記複数の捕捉部に捕捉されかつ前記複数の記憶処理部に記憶された複数の捕捉結果を含んだ出力データを、前記複数の記憶処理部から一斉に出力させる時間デジタル変換回路である。 In other words, according to one aspect of the present invention, a transmission path in which a plurality of delay circuits are connected in series and a signal to be measured is transmitted, and a plurality of clock delay circuits having a delay amount different from the delay circuit are connected in series. The clock transmission path, a plurality of delay stages of the transmission path and a plurality of delay stages of the clock transmission path, respectively, and based on the clock signal that has reached the corresponding delay stage of the clock transmission path, A plurality of capture units that capture the signal level of the corresponding delay stage of the transmission line, a plurality of vernier delay chains, a plurality of storage processing units provided corresponding to the plurality of capture units, and the plurality A controller for controlling the output of the storage processing unit, each of the plurality of storage processing units, and a storage unit capable of storing a plurality of capture results of the corresponding capture unit, A processing unit that sequentially stores the capturing results of the capturing unit in the storage unit, and the controller is captured by the plurality of capturing units when one clock signal is transmitted to the clock transmission path. And a time digital conversion circuit for outputting output data including a plurality of capture results stored in the plurality of storage processing units simultaneously from the plurality of storage processing units.
ここで、前記複数の記憶処理部の各々は、前記クロック伝送路の対応する遅延段に到達したクロック信号に同期して、前記捕捉結果を順次記憶し、前記コントローラは、前記クロック伝送路に順次供給されるクロック信号に同期して、前記出力データを順次出力させるように構成されてもよい。 Here, each of the plurality of storage processing units sequentially stores the capture results in synchronization with the clock signal that has reached the corresponding delay stage of the clock transmission path, and the controller sequentially stores the clock transmission path. The output data may be sequentially output in synchronization with a supplied clock signal.
さらに、前記記憶処理部は、対応する前記捕捉部の捕捉結果をクロック信号に基づき保持可能な複数の保持回路と、前記クロック伝送路の対応する遅延段に順次到達するクロック信号を、順次、前記複数の保持回路に分配する分配部と、前記コントローラの制御に基づき前記複数の保持回路に保持された前記複数回分の捕捉結果のいずれかを出力するマルチプレクサと、を備えてもよい。 Further, the storage processing unit sequentially stores a plurality of holding circuits capable of holding the capture results of the corresponding capturing units based on a clock signal, and a clock signal that sequentially reaches the corresponding delay stage of the clock transmission path, A distribution unit that distributes to a plurality of holding circuits, and a multiplexer that outputs any of the plurality of capture results held in the plurality of holding circuits based on the control of the controller.
さらに、前記複数の記憶処理部の各々はk回分の捕捉結果を記憶可能であり、前記コントローラは、前記伝送路の最後の遅延段に対応する前記記憶処理部から最も新しく記憶された捕捉結果を出力させるように構成されてもよい。 Further, each of the plurality of storage processing units can store k times of acquisition results, and the controller stores the most recently stored acquisition result from the storage processing unit corresponding to the last delay stage of the transmission path. It may be configured to output.
さらに、前記クロック信号の周期pと、前記記憶部が記憶可能な前記捕捉結果の数kと、前記対象信号が前記伝送路の始端から最後の遅延段に到達する時間Tとは、p×k≧Tの関係を満たしてもよい。 Furthermore, the period p of the clock signal, the number k of the capture results that can be stored in the storage unit, and the time T for the target signal to reach the last delay stage from the beginning of the transmission path are p × k. A relationship of ≧ T may be satisfied.
さらに、デジタル値に変換できる最大の時間間隔が、前記クロック信号の周期以上であってもよい。 Furthermore, the maximum time interval that can be converted into a digital value may be equal to or longer than the period of the clock signal.
別の観点に従う本発明は、 複数の遅延回路が直列に接続されかつ測定の対象信号が伝送される伝送路と、前記遅延回路と遅延量が異なる複数のクロック遅延回路が直列に接続されたクロック伝送路と、前記伝送路の複数の遅延段及び前記クロック伝送路の複数の遅延段にそれぞれ対応して設けられ、前記クロック伝送路の対応する遅延段に到達したクロック信号に基づき、前記伝送路の対応する遅延段の信号レベルを捕捉する複数の捕捉部と、を有するバーニア形遅延チェーンと、前記複数の捕捉部にそれぞれ対応して設けられた複数の記憶部と、を用いた時間デジタル変換方法であって、前記複数の記憶部の各々に、対応する前記捕捉部の複数回分の捕捉結果を順次記憶させ、1つのクロック信号に基づいて前記複数の捕捉部に捕捉されかつ前記複数の記憶部に記憶された複数の捕捉結果を含む出力データを、前記複数の記憶部から一斉に出力させる、時間デジタル変換方法である。 According to another aspect of the present invention, there is provided a clock in which a plurality of delay circuits are connected in series and a signal to be measured is transmitted, and a clock in which a plurality of clock delay circuits having different delay amounts from the delay circuits are connected in series. A transmission line, a plurality of delay stages of the transmission line, and a plurality of delay stages of the clock transmission line, respectively, and based on the clock signal reaching the corresponding delay stage of the clock transmission line, the transmission line Time digital conversion using a vernier delay chain having a plurality of capturing units that capture signal levels of corresponding delay stages, and a plurality of storage units provided corresponding to the plurality of capturing units, respectively In the method, each of the plurality of storage units sequentially stores a plurality of capture results of the corresponding capture unit, and is captured by the plurality of capture units based on one clock signal. One output data including the plurality of the plurality of capture results stored in the storage unit, to output simultaneously from said plurality of storage units, the time-digital conversion process.
ここで、前記複数の記憶部の各々には、前記クロック伝送路の対応する遅延段に到達したクロック信号に同期して、前記捕捉結果を記憶させる一方、前記クロック伝送路に順次供給されるクロック信号に同期して、前記出力データを順次出力させてもよい。 Here, in each of the plurality of storage units, the capture result is stored in synchronization with the clock signal that has reached the corresponding delay stage of the clock transmission path, while the clock sequentially supplied to the clock transmission path The output data may be sequentially output in synchronization with the signal.
本発明によれば、クロック信号と対象信号との時間間隔を、伝送路の遅延回路の遅延量及びクロック伝送路のクロック遅延回路の遅延量よりも高い分解能で、かつ、正常にデジタル値に変換することができるという効果が得られる。 According to the present invention, the time interval between the clock signal and the target signal is normally converted into a digital value with a resolution higher than the delay amount of the delay circuit of the transmission path and the delay amount of the clock delay circuit of the clock transmission path. The effect that it can do is acquired.
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る時間デジタル変換回路の構成の一例を示すブロックダイアグラムである。同図に示すように、時間デジタル変換回路1は、例えば、バーニア形の遅延チェーン11、複数のコンテナ13、及びコントローラ15を備える。時間デジタル変換回路1は、所定周期pのクロック信号CLKと、測定の対象信号とを外部から受け、クロック信号と対象信号との入力タイミングの時間間隔をデジタル値である出力データOUT0〜OUTnに変換する。上記構成要素のうち、コンテナ13は本発明に係る記憶処理部の一例に相当する。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a time digital conversion circuit according to an embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the time
遅延チェーン11は、複数の遅延回路eが直列に接続された伝送路111と、複数の遅延回路fが直列に接続されたクロック伝送路112とを備える。伝送路111には対象信号が伝送され、クロック伝送路112にはクロック信号が伝送される。以下、伝送路111の入力ノードを0段目の遅延段、入力側からu個目(uは1〜nのいずれか)の遅延回路eの出力ノードをu段目の遅延段と定義する。0段目からu段目までの遅延段の総数は、0段目を計数せずにu段と定義する。クロック伝送路112についても同様である。遅延チェーン11は、さらに、フリップフロップ列113を備える。フリップフロップ列113には、0段目からn段目の複数の遅延段に対応するn+1個のフリップフロップgが含まれる。上記の構成要素のうち、遅延回路fは、本発明に係るクロック遅延回路の一例に相当する。フリップフロップgは、本発明に係る捕捉部の一例に相当する。以下、u段目の遅延段に対応するフリップフロップgを、u段目のフリップフロップgとも記す。
The
伝送路111における各遅延回路eの遅延量τ1と、クロック伝送路112における各各遅延回路fの遅延量τ2とは異なる。例えば、τ1=38ps、τ2=28psである。図1中、信号sig1〜signは伝送路111の1段目からn段目の遅延段の信号をそれぞれ示し、クロック信号ck1〜cknはクロック伝送路112の1段目からn段目の遅延段のクロック信号をそれぞれ示す。
The delay amount τ1 of each delay circuit e in the transmission path 111 is different from the delay amount τ2 of each delay circuit f in the
複数のフリップフロップgの各々は、伝送路111の対応する遅延段の信号がデータ端子に入力され、クロック伝送路112の対応する遅延段の信号が制御端子に入力されるように結線される。これにより、m段目(mは0〜nのいずれか)のフリップフロップgは、m段目の遅延段のクロック信号ckmに基づき、m段目の遅延段の信号sigmの信号レベルを捕捉する。そして、m段目のフリップフロップgは、次のクロック信号ckmが入力されるまで、補足した信号レベルの出力を継続する。
Each of the plurality of flip-flops g is connected so that the signal of the delay stage corresponding to the transmission path 111 is input to the data terminal and the signal of the delay stage corresponding to the
ここで、遅延チェーン11による時間測定原理を説明する。(遅延回路eの遅延量τ1)>(遅延回路fの遅延量τ2)である場合、対象信号が入力された後のクロック信号が時間間隔を測定する基準信号となる。遅延量の関係τ1>τ2により、対象信号が伝送路111を進む速度よりも、基準信号であるクロック信号がクロック伝送路112を進む速度の方が速い。そして、対象信号が伝送路111のx段目の遅延段に到達したときに、クロック信号がクロック伝送路112のx段目の遅延段に追いついたとする。この場合、x段目より前では、クロック信号が到達したときには、既に対象信号が到達済みである。また、x段目より後では、クロック信号が到達したときには、まだ対象信号は到達していない。このため、対象信号が、ローレベルからハイレベルに変化する信号であると仮定すると、x段目までのフリップフロップgがハイレベルの信号を捕捉し、x+1段目から後段のフリップフロップgがローレベルの信号を捕捉する。したがって、複数のフリップフロップgの捕捉データ(捕捉結果)F0〜Fnにより、対象信号が何段目の遅延段まで進んだときに、クロック信号が追い付いたのかが判明される。クロック信号がx段目の遅延段に到達したタイミングは、クロック信号がクロック伝送路112に入力されたタイミング+x×τ2である。対象信号がx段目の遅延段に到達したタイミングは、対象信号が伝送路111に入力されたタイミング+x×τ1である。そして、これらは同一タイミングと見なせる。これらから、対象信号とクロック信号との入力タイミングの時間間隔[x×(τ1−τ2)]が求められる。xは伝送路111及びクロック伝送路112の或る遅延段数を意味するので、測定可能な時間間隔の分解能rは(τ1−τ2)である。τ1=38ps、τ2=28psであれば、分解能rは10psとなり、分解能rは遅延回路e、fの遅延量τ1、τ2よりも小さい。
Here, the principle of time measurement by the
遅延チェーン11の遅延段数nは、クロック周期p内の何れのタイミングに、対象信号が入力された場合でも、クロック信号と対象信号との時間間隔が測定できるように設定される。すなわち、測定可能な最大の時間間隔(遅延段数n×分解能r)が、クロック周期p以上であればよいので、遅延段数nは、クロック周期p/分解能r以上の整数に設定される。なお、遅延段数n=p/r(整数の場合)、又は、=[p/rの小数点第1位を繰り上げた整数]とすることで、遅延段の冗長が省かれる。なお、クロック信号は、時間デジタル変換回路1の外部から供給するように構成してもよいし、時間デジタル変換回路1が、このような周期のクロック信号を生成するクロック生成回路を備えていてもよい。
The delay stage number n of the
複数のコンテナ13は、図1に示すように、遅延チェーン11の複数のフリップフロップgに対応して、すなわち、遅延チェーン11の0段目からn段目の複数の遅延段にそれぞれ対応して設けられている。以下、m段目(mは0〜nのいずれか)の遅延段に対応するコンテナ13を、m段目のコンテナ13とも記す。複数のコンテナ13は、それぞれ、対応する遅延段に到達したクロック信号ck0〜cknと、対応する遅延段のフリップフロップgの捕捉データF0〜Fnと、コントローラ15の選択信号SEL0、SEL1とを入力する。そして、複数のコンテナ13は、対応するフリップフロップgの複数回分の捕捉データF0〜Fnをそれぞれ記憶する。さらに、複数のコンテナ13は、コントローラ15の選択信号SEL0、SEL1に応じて、記憶されたいずれか一つの捕捉データF0〜Fnを出力データOUT0〜OUTnとしてそれぞれ出力する。
As shown in FIG. 1, the plurality of
図2は、本発明の一実施形態に係る時間デジタル変換回路のコンテナの構成の一例を示すブロックダイアグラムである。図3は、図2のカウンタの構成の一例を示す回路図である。図4は、図2のセレクタの構成の一例を示す回路図である。図5は、本発明の一実施形態に係る時間デジタル変換回路におけるコンテナの動作を示すタイミングチャートである。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the container of the time digital conversion circuit according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the counter of FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the selector of FIG. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the container in the time digital conversion circuit according to the embodiment of the present invention.
m段目のコンテナ13には、図2にも示すように、例えば、m段目の遅延段に到達したクロック信号ckmと、m段目の遅延段に対応するフリップフロップgの捕捉データFmとが入力される。コンテナ13は、カウンタ131、インバータIV、複数のセレクタ132、複数の保持回路133及びマルチプレクサ134、135を備える。複数の保持回路133は、本発明に係る記憶部の一例に相当する。カウンタ131、インバータIV及び複数のセレクタ132は、本発明に係る処理部の一例に相当する。カウンタ131及び複数のセレクタ132は、本発明に係る分配部の一例に相当する。
As shown in FIG. 2, the m-
カウンタ131とインバータIVと複数のセレクタ132とは、クロック信号ckmに同期して同期信号c0〜c3を生成し、保持回路133へ出力する。図5に示すように、同期信号c0〜c3は、4クロック周期でクロック信号の半周期程度ハイレベルとなる信号であり、同期信号c0〜c3の順で、1クロック周期ごとに、ハイレベルとなる信号が循環的に変化する。同期信号c0〜c3の立ち上りタイミングは、クロック信号ckmの立ち上りから1クロック周期の半分程度遅れるように設定されている。
The
例えば、図3に示すように、カウンタ131は、4つのフリップフロップaを有するステートマシンにより構成される。このカウンタ131は、4つのステート信号s0〜s3のいずれか一つがハイレベルとなるように初期化され、クロック信号ckmに同期して、ハイレベルとされるステート信号s0〜s3を、この順で循環的に変化させる。また、図4に示すように、各セレクタ132は、例えば一方の入力端子に対応するステート信号s0〜s3を受け、他方の入力端子にインバータIVにより反転されたクロック信号ckmbを受けるAND回路bから構成される。このような構成により、上述した同期信号c0〜c3が生成される。
For example, as shown in FIG. 3, the
複数の保持回路133は、複数回分の捕捉データFmを順次記憶する記憶部として機能する。保持回路133は、例えばフリップフロップから構成できる。複数の保持回路133はそれぞれ、同期信号c0〜c3に基づいて、捕捉データFmを保持し、次の同期信号c0〜c3の入力まで、保持データq0〜q3の出力を維持する。図5に示すように、1クロック周期で循環的に立ち上がる同期信号c0〜c3により、複数の保持回路133は、1クロック周期で変化する捕捉データFm「D0、D1、…」を、順に循環的に保持していく。そして、複数の保持回路133は、4クロック周期の間、保持データq0〜q3「D0、D1、…」を維持する。
The plurality of holding
マルチプレクサ134、135は、複数の保持回路133に記憶された複数回分の保持データq0〜q3のいずれか1つを、コントローラ15の選択によって出力データOUTmとして出力する。マルチプレクサ134は、クロック信号ckmとは非同期に、コントローラ15の選択信号SEL0、SEL1に同期して動作する。
The
なお、図2では、4つの保持回路133を有する場合を図示しているが、これらの個数としては4以外の複数個が採用される場合もある。以下、これらが一般化されたk個の場合について説明する。この場合、カウンタ131のステート信号s0〜shの個数(hはk−1)、セレクタ132の個数、同期信号c0〜chの個数、保持データq0〜qhの個数、マルチプレクサ134、135が選択できる信号数は、k個となる。そして、同期信号c0〜chは、kクロック周期でクロック信号の半周期程度ハイレベルとなる信号となり、同期信号c0〜chの順で、1クロック周期ごとに、ハイレベルにされる対象が循環的に変化する信号となる。また、k個の保持回路133は、同時にkクロック周期分の捕捉データFmを記憶し、各保持回路133は、保持データq0〜qhをkクロック周期の間、出力し続けるように動作する。
Note that FIG. 2 illustrates a case where the four holding
コンテナ13に設けられる保持回路133の個数k、すなわち、同時に保持可能な捕捉データFmの個数kは、次のように設計される。すなわち、個数kは、遅延チェーン11にクロック信号が入力されて測定が開始された後、1回の測定時間Tが経過する前に、k+1回目の測定が開始されてしまうことがないように設定される。ここで、1回の測定時間Tは、対象信号が伝送路111に入力されてからn段目の遅延段に到達するまでの時間(n×τ1)と定義される。1回の測定時間Tが経過する前に、k+1回目の測定が開始されてしまうと、遅延チェーン11の始端側で、コンテナ13に1回目からその回までの捕捉データFmを保持しきれなくなり、正常な測定結果を出力できなくなる。上記の設定により、このような事態を回避することができる。1回目の測定が開始されてからk+1回目の測定が開始されるまでの時間長は、k×クロック周期pであり、これが1回の測定時間T以上であればよいので、個数kは、T/p以上の整数となる。なお、保持可能な捕捉データの個数kは、T/p(整数の場合)、又は、[T/p(非整数の場合)の小数点第1位を繰り上げた整数]とすることで、コンテナ13の構成の冗長を省くことができる。
The number k of holding
図6は、本発明の一実施形態に係る時間デジタル変換回路のコントローラの構成の一例を示すブロックダイアグラムである。図7は、図6のエンコーダの構成の一例を示す回路図である。図8は、本発明の一実施形態に係る時間デジタル変換回路におけるコントローラの動作を示すタイミングチャートである。ここでは、各コンテナ13に4つの保持データq0〜q3が保持され、コントローラ15が4つの保持データq0〜q3のいずれかを選択する構成について説明する。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the controller of the time digital conversion circuit according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the encoder of FIG. FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the controller in the time digital conversion circuit according to the embodiment of the present invention. Here, a description will be given of a configuration in which four holding data q0 to q3 are held in each
コントローラ15は、遅延チェーン11に供給されるクロック信号に同期して、複数のコンテナ13の出力を選択する2ビットの選択信号SEL0、SEL1を出力する。選択信号SEL0、SEL1は、各コンテナ13の複数の保持回路133が捕捉データFm(mは、0〜nのいずれか)を捕捉する順序と、同じ順序で保持データq0〜q3を出力するように生成される。選択信号SEL0、SEL1は、遅延したクロック信号ck1〜cknとは非同期に、遅延が付加される前のクロック信号に同期して複数のコンテナ13に出力される。
The
コントローラ15は、図6に示すように、クロック信号に同期して4つのステート信号s0〜s3を切り替えるカウンタ151と、4つのステート信号s0〜s3に応じた選択信号SEL0、SEL1を生成するエンコーダ152とを備えるように構成できる。カウンタ151は、図3のコンテナ13のカウンタ131と同様に構成できる。また、エンコーダ152は、図7に示すように、3つのステート信号s1〜s3から2ビットの選択信号SEL0、SEL1を生成する2つのOR回路cから構成できる。この場合、カウンタ151は、ステート信号s0〜s3のうちハイレベルとする対象を循環的に切り替えるサイクルは、コンテナ13のカウンタ131のそれと比較して、1クロック周期分早くなるように初期状態が設定される。例えば、カウンタ151のステート信号s0がハイレベルの期間(クロック信号の3番、7番、11番)には、コンテナ13のカウンタ131のステート信号s3がハイレベルとなるように選択される(図5と図8を参照)。
As shown in FIG. 6, the
なお、コンテナ13がk個の保持データq0〜qhを保持する場合には、コントローラ15は、この中の一つを順番に循環的に選択していく(j+1)ビットの選択信号SEL0〜SELjを生成するように構成される。この場合、図6のカウンタ151がk個のステート信号s0〜shを生成し、図6のエンコーダ152がハイレベルのステート信号の番号を選択する(j+1)ビットの選択信号SEL0〜SELjを生成するように構成される。この場合でも、エンコーダ152は、複数の論理ゲートを適宜組み合わせて構成することができる。
When the
<比較例の測定動作>
先ず、バーニア形の遅延チェーンを用いた、比較例の時間デジタル変換回路の動作について説明する。図9は、比較例の時間デジタル変換回路の各信号のタイミングチャートを示す。比較例の時間デジタル変換回路遅延チェーンは、図1の構成から複数のコンテナ13とコントローラ15とが省かれ、複数の遅延段の捕捉データF0〜Fnを出力とするように構成される。
<Measurement operation of comparative example>
First, the operation of the time digital conversion circuit of the comparative example using a vernier type delay chain will be described. FIG. 9 shows a timing chart of each signal of the time digital conversion circuit of the comparative example. The time digital conversion circuit delay chain of the comparative example is configured such that the plurality of
比較例の遅延チェーン11においては、対象信号を伝送する伝送路111の遅延回路eは遅延量τ1=38psを及ぼし、クロック伝送路112の遅延回路fは遅延量τ2=28psを及ぼし、分解能はτ1−τ2=10psである。比較例の遅延チェーン11は、100段の遅延段を有し、入力されるクロック周期は、遅延チェーン11で測定可能な時間間隔の最大値1ns(=遅延段数100×分解能10ps)に設定されている。
In the
図9において、対象信号、sig1〜sig100は、伝送路111の0段目、1段目〜100段目の遅延段の信号レベルをそれぞれ示す。クロック信号、ck1〜ck100は、クロック伝送路112の0段目、1段目〜100段目の遅延段の信号レベルをそれぞれ示す。F0〜F100は、0段目〜100段目のフリップフロップgの出力をそれぞれ示す。図9では、各遅延段を通過する同一のクロック信号に同一の番号が記されている。
In FIG. 9, target signals, sig1 to sig100, indicate the signal levels of the 0th stage, the 1st stage to the 100th stage of the transmission line 111, respectively. Clock signals ck1 to ck100 indicate the signal levels of the 0th stage, the 1st stage to the 100th stage of the
図9の対象信号、sig1〜sig100に示すように、対象信号は各遅延段で遅延量τ1ずつ遅延して伝送される。また、図9のクロック信号、ck1〜ck100に示すように、クロック信号は各遅延段で遅延量τ2ずつ遅延して伝送される。このため、0段目の遅延段と比較して、50段目の遅延段では、対象信号とクロック信号との時間間隔がクロック周期の半分だけ変化している。100段目の遅延段では、対象信号とクロック信号との時間間隔がクロック周期分だけ変化している。 As shown in the target signals sig1 to sig100 in FIG. 9, the target signal is transmitted with a delay amount τ1 at each delay stage. Further, as indicated by the clock signals ck1 to ck100 in FIG. 9, the clock signal is transmitted with a delay amount τ2 at each delay stage. For this reason, compared with the 0th delay stage, in the 50th delay stage, the time interval between the target signal and the clock signal changes by half the clock cycle. In the 100th delay stage, the time interval between the target signal and the clock signal changes by the clock period.
各遅延段のフリップフロップgは、クロック伝送路112の対応する遅延段のクロック信号の立ち上りに同期して、伝送路111の対応する遅延段の信号レベルを捕捉し、その後、捕捉した信号レベルを出力する。このため、0段目から100段目のフリップフロップgの出力は、図9のF0〜F100のようになる。
The flip-flop g of each delay stage captures the signal level of the corresponding delay stage of the transmission path 111 in synchronization with the rising edge of the clock signal of the corresponding delay stage of the
このような時間デジタル変換回路では、例えば2番目のクロック信号で測定された時間間隔の結果は、2番目のクロック信号で捕捉された各フリップフロップgの捕捉データF0〜F100の組み合わせとなる(図9に丸枠j2で示す)。しかしながら、2番目のクロック信号が100段目の遅延段に到達したタイミングt1では、始端側の各遅延段のフリップフロップgの出力が、後続(3番目、4番目)のクロック信号により更新されている(図9に丸枠j3、j4で示す)。このため、2番目のクロック信号が100段目の遅延段に到達したタイミングt1で、複数の遅延段のフリップフロップgから一斉に捕捉データを読み出しても、後続のクロック信号により更新されてしまった捕捉データが含まれ、正常な測定結果が得られない。例えば図9の1列目〜3列目の遅延チェーン11の捕捉データは、ハイレベル(H)であるべきところ、ローレベル(L)に更新されている。
In such a time digital conversion circuit, for example, the result of the time interval measured with the second clock signal is a combination of the captured data F0 to F100 of each flip-flop g captured with the second clock signal (FIG. 9 is indicated by a round frame j2). However, at the timing t1 when the second clock signal reaches the 100th delay stage, the output of the flip-flop g of each delay stage on the start side is updated by the subsequent (third and fourth) clock signals. (Indicated by round frames j3 and j4 in FIG. 9). For this reason, at the timing t1 when the second clock signal reaches the 100th delay stage, even if the captured data is read simultaneously from the flip-flops g of the plurality of delay stages, it is updated by the subsequent clock signal. Captured data is included and normal measurement results cannot be obtained. For example, the captured data of the
<実施形態の測定動作>
図10は、本発明の一実施形態に係る時間デジタル変換回路の各信号のタイミングチャートである。図10において、qm0〜qm3(mは0〜nのいずれか)は、m段目のコンテナ13における4つの保持回路133の保持データを示す。OUTmは、m段目のコンテナ13の出力データを示す。また、図10は各遅延段を通過する同一のクロック信号に同一の番号を付している。データの値「D0−0、D0−1、…、Dn−8」は1又は0の二値データである。
<Measurement Operation of Embodiment>
FIG. 10 is a timing chart of each signal of the time digital conversion circuit according to the embodiment of the present invention. In FIG. 10, qm0 to qm3 (m is any one of 0 to n) indicate data held by the four holding
遅延チェーン11の0段目のフリップフロップgでは、図10の捕捉データF0に示すように、0番〜10番のクロック信号に基づいて値「D0−0、D0−1、…、D0−10」を、クロック周期ごとに捕捉している。また、遅延チェーン11の1段目のフリップフロップgでは、図10の捕捉データF1に示すように、0番〜10番のクロック信号に基づいて値「D1−0、D1−1、…、D1−10」を、クロック周期ごとに捕捉している。また、遅延チェーン11の2段目のフリップフロップgでは、図10の捕捉データF2に示すように、0番〜10番のクロック信号に基づいて値「D2−0、D2−1、…、D2−10」を、クロック周期ごとに捕捉している。また、遅延チェーン11のn段目のフリップフロップgでは、図10の捕捉データFnに示すように、0番〜8番のクロック信号に基づいて値「Dn−0、Dn−1、…、Dn−8」を、クロック周期ごとに捕捉している。
In the flip-flop g at the 0th stage of the
これらのうち、例えば0番目のクロック信号を基準信号として測定された時間間隔は、捕捉データF0〜Fnの値「D0−0、D1−0、…、Dn−0」により表わされる。1番目のクロック信号を基準信号として測定された時間間隔は、捕捉データF0〜Fnの値「D0−1、D1−1、…、Dn−1」により表わされる。同様に、8番目のクロック信号を基準信号として測定された時間間隔は、捕捉データF0〜Fnの値「D0−8、D1−8、…、Dn−8」により表わされる。 Among these, for example, the time interval measured using the 0th clock signal as a reference signal is represented by the values “D0-0, D1-0,..., Dn-0” of the captured data F0 to Fn. The time interval measured using the first clock signal as a reference signal is represented by the values “D0-1, D1-1,..., Dn-1” of the captured data F0 to Fn. Similarly, the time interval measured using the eighth clock signal as the reference signal is represented by the values “D0-8, D1-8,..., Dn-8” of the captured data F0 to Fn.
各遅延段では、遅延したクロック信号ck1〜cknに基づき各フリップフロップgが伝送路111の信号レベルを捕捉するため、同一番号のクロック信号で捕捉された捕捉データF0〜Fnは、n段目の捕捉データFnが最も遅れて確定する。 In each delay stage, each flip-flop g captures the signal level of the transmission line 111 based on the delayed clock signals ck1 to ckn. Therefore, the captured data F0 to Fn captured by the clock signal with the same number is stored in the nth stage. The captured data Fn is determined with the latest delay.
前述の通り、各段のコンテナ13には、各遅延段のフリップフロップgの捕捉データF0〜Fnのうち、その時点で最新のものから4つを、4クロック周期の間、保持している(図10の保持データq00〜qn3を参照)。
As described above, the
ここで、0番目のクロック信号により最も遅れて捕捉された捕捉データFn=「Dn−0」が、コンテナ13に保持されたタイミングt10(図10)に注目する。すると、タイミングt10からクロック周期の間、0番目のクロック信号により捕捉された全ての捕捉データF0〜Fnの値「D0−0、D1−0、…、Dn−0」が、複数のコンテナ13の0番目の保持回路133に保持されることが判明される。同様に、クロック周期後の次のタイミングt11からクロック周期の間、1番目のクロック信号により捕捉された測定結果「D0−1、D1−1、…、Dn−1」が、複数のコンテナ13の1番目の保持回路133に保持されている。このように、クロック周期ごとに、次のクロック信号に基づく測定結果の値が、複数のコンテナ13の0番目の保持回路133から3番目の保持回路133へと、循環的に保持されている。
Here, attention is paid to the timing t10 (FIG. 10) in which the captured data Fn = “Dn-0” captured with the latest delay by the 0th clock signal is held in the
そして、コントローラ15は、同一番号のクロック信号に基づき最も遅れて捕捉データFnの保持動作を行うn段目のコンテナ13に合わせたタイミングで、次の選択信号SEL0、SEL1を出力する。すなわち、捕捉データFnがn段目のコンテナ13に保持されたタイミングから1クロック周期の間、全てのコンテナ13の同一番号の保持回路133から保持データが選択されるように、選択信号SEL0、SEL1が生成される。これにより、全てのコンテナ13の同一番号の保持データが出力データOUT0〜OUTnとして一斉に出力される。同様に、コントローラ15は、1番目の保持データから3番目の保持データ、0番目の保持データへと、クロック周期ごとに循環的に選択を切り替える。
Then, the
これにより、図10の選択信号SEL0、SEL1に示すように、3番目の保持回路133へ保持させる3番目、7番目、11番目のクロック信号(遅延前のクロック信号)に同期して、0番目の保持回路133の出力が選択されるように制御される。そして、クロック周期で循環的に選択が切り替えられていく。すなわち、コントローラ15は、次のクロック信号で捕捉データが保持される順番の保持回路133の保持データが、その前のクロック信号で選択されるように、選択信号SEL0、SEL1を生成している。このような同期制御により、安定した出力データOUT0〜OUTnが得られる。
As a result, as shown in the selection signals SEL0 and SEL1 in FIG. 10, the 0th is synchronized with the third, seventh, and eleventh clock signals (the clock signal before the delay) held by the
このような動作により、時間デジタル変換回路1は、クロック信号に同期してクロック信号と対象信号との時間間隔を表わす出力データOUT0〜OUTnを順次出力する。
By such an operation, the time
なお、コンテナ13に設けられる保持回路133の個数kが、4以外である場合には、各コンテナ13で、k回分の捕捉データF0〜Fnが、kクロック周期の間、保持される。したがって、コントローラ15は、上記のようなタイミングで、保持データq0〜qh(h=k−1)の順で循環的に選択が切り替わるように構成すればよい。これにより、k=4の場合と同様に、クロック信号と対象信号との時間間隔を正常に表わす出力データOUT0〜OUTnが順次得られる。
When the number k of holding
コンテナ13とコントローラ15とによって実現される遅延チェーン11の捕捉データF0〜Fnの記憶制御及び出力データOUT0〜OUTnの選択制御が、本発明に係る時間デジタル変換方法の一例に相当する。
The storage control of the captured data F0 to Fn and the selection control of the output data OUT0 to OUTn of the
このように、本実施形態に係る時間デジタル変換回路1及び時間デジタル変換方法によれば、クロック信号と対象信号との時間間隔を、遅延回路e、fの遅延量τ1、τ2よりも高い分解能で、かつ、正常にデジタル値に変換できる。
As described above, according to the time
さらに、本実施形態に係る時間デジタル変換回路1及び時間デジタル変換方法によれば、このような動作を1つのバーニア形の遅延チェーン11を用いて実現できる。したがって、回路面積の低減を図ることができる。
Furthermore, according to the time
(その他の実施形態)
図11は、本発明の他の実施形態に係る時間デジタル変換回路のコントローラの構成の一例を示すブロックダイアグラムである。図1のコントローラ15は、図11のように2つのフリップフロップa1と2つのインバータIV2とを有する分周器15Aから構成してもよい。このような回路でも、同様に選択信号SEL0、SEL1を生成することができる。
(Other embodiments)
FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of the controller of the time digital conversion circuit according to another embodiment of the present invention. The
また、図2のコンテナ13は、捕捉データを保持する構成としてフリップフロップから構成される保持回路133を有するが、捕捉データを記憶する構成要素としては、様々な種類のメモリを適用してもよい。メモリは、書込みと読出しとが非同期に行える構成であってもよい。
Further, the
上記各実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。 Each of the above embodiments is an example for explaining the present invention, and is not intended to limit the present invention only to these embodiments. The present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
例えば、本明細書に開示される方法においては、その結果に矛盾が生じない限り、ステップ、動作又は機能を並行して又は異なる順に実施しても良い。説明されたステップ、動作及び機能は、単なる例として提供されており、ステップ、動作及び機能のうちのいくつかは、発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略でき、また、互いに結合させることで一つのものとしてもよく、また、他のステップ、動作又は機能を追加してもよい。 For example, in the method disclosed herein, steps, operations, or functions may be performed in parallel or in a different order, as long as the results do not conflict. The steps, operations, and functions described are provided as examples only, and some of the steps, operations, and functions may be omitted and combined with each other without departing from the spirit of the invention. There may be one, and other steps, operations or functions may be added.
また、本明細書では、さまざまな実施形態が開示されているが、一の実施形態における特定のフィーチャ(技術的事項)を適宜改良しながら、他の実施形態に追加し、又は該他の実施形態における特定のフィーチャと置換することができ、そのような形態も本発明の要旨に含まれる。 Further, although various embodiments are disclosed in this specification, a specific feature (technical matter) in one embodiment is appropriately improved and added to another embodiment or the other implementation. Specific features in the form can be substituted, and such form is also included in the gist of the present invention.
本発明は、TOF(Time of Flight)、レーザーレーダ、その他の時間間隔をデジタル値に変換する動作を要する機器の分野に広く利用することができる。 The present invention can be widely used in the field of TOF (Time of Flight), laser radar, and other devices that require an operation for converting a time interval into a digital value.
1 時間デジタル変換回路
11 バーニア形の遅延チェーン
13 コンテナ(記憶処理部)
15 コントローラ
131 カウンタ
132 セレクタ
133 保持回路(記憶部)
134、135 マルチプレクサ
IV インバータ
ck1〜ckn クロック信号
F0〜Fn 捕捉データ
q0〜q3、q00〜qn3 保持データ
OUT0〜OUTn 出力データ
1 Time
15
134, 135 Multiplexer IV Inverter ck1-ckn Clock signal F0-Fn Captured data q0-q3, q00-qn3 Holding data OUT0-OUTn Output data
Claims (8)
前記複数の捕捉部にそれぞれ対応して設けられた複数の記憶処理部と、
前記複数の記憶処理部の出力を制御するコントローラとを備え、
前記複数の記憶処理部の各々は、対応する前記捕捉部の複数回分の捕捉結果を記憶可能な記憶部と、対応する前記捕捉部の捕捉結果を前記記憶部に順次記憶させる処理部と、を有し、
前記コントローラは、1つのクロック信号が前記クロック伝送路に伝送されたことにより前記複数の捕捉部に捕捉されかつ前記複数の記憶処理部に記憶された複数の捕捉結果を含んだ出力データを、前記複数の記憶処理部から一斉に出力させる、
時間デジタル変換回路。 A transmission path in which a plurality of delay circuits are connected in series and a signal to be measured is transmitted; a clock transmission path in which a plurality of clock delay circuits having delay amounts different from the delay circuit are connected; and the transmission A plurality of delay stages of the path and a plurality of delay stages of the clock transmission path, respectively, and based on a clock signal reaching the corresponding delay stage of the clock transmission path, the corresponding delay stage of the transmission path A vernier delay chain having a plurality of capture units for capturing signal levels;
A plurality of storage processing units respectively provided corresponding to the plurality of capturing units;
A controller for controlling the output of the plurality of storage processing units,
Each of the plurality of storage processing units includes a storage unit capable of storing a plurality of capture results of the corresponding capture unit, and a processing unit for sequentially storing the capture results of the corresponding capture unit in the storage unit. Have
The controller outputs output data including a plurality of capture results captured by the plurality of capture units and stored in the plurality of storage processing units when one clock signal is transmitted to the clock transmission path, To output simultaneously from multiple storage processing units,
Time digital conversion circuit.
前記コントローラは、前記クロック伝送路に順次供給されるクロック信号に同期して、前記出力データを順次出力させる、
請求項1記載の時間デジタル変換回路。 Each of the plurality of storage processing units sequentially stores the capture results in synchronization with the clock signal that has reached the corresponding delay stage of the clock transmission path,
The controller sequentially outputs the output data in synchronization with a clock signal sequentially supplied to the clock transmission path;
The time digital conversion circuit according to claim 1.
対応する前記捕捉部の捕捉結果をクロック信号に基づき保持可能な複数の保持回路と、
前記クロック伝送路の対応する遅延段に順次到達するクロック信号を、順次、前記複数の保持回路に分配する分配部と、
前記コントローラの制御に基づき前記複数の保持回路に保持された前記複数回分の捕捉結果のいずれかを出力するマルチプレクサと、
を備える請求項1又は請求項2記載の時間デジタル変換回路。 The storage processing unit
A plurality of holding circuits capable of holding the capture results of the corresponding capture units based on a clock signal;
A distribution unit that sequentially distributes the clock signal that sequentially reaches the corresponding delay stage of the clock transmission path to the plurality of holding circuits;
A multiplexer that outputs one of the plurality of capture results held in the plurality of holding circuits based on the control of the controller;
A time digital conversion circuit according to claim 1 or 2, further comprising:
前記コントローラは、前記伝送路の最後の遅延段に対応する前記記憶処理部から最も新しく記憶された捕捉結果を出力させる、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の時間デジタル変換回路。 Each of the plurality of storage processing units can store k times of capture results;
The controller outputs the latest stored acquisition result from the storage processing unit corresponding to the last delay stage of the transmission path;
The time digital conversion circuit according to any one of claims 1 to 3.
p×k≧Tの関係を満たす、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の時間デジタル変換回路。 The period p of the clock signal, the number k of the capture results that can be stored in the storage unit, and the time T for the target signal to reach the last delay stage from the beginning of the transmission path are:
satisfying the relationship of p × k ≧ T.
The time digital conversion circuit according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の時間デジタル変換回路。 The maximum time interval that can be converted to a digital value is equal to or greater than the period of the clock signal;
The time digital conversion circuit according to any one of claims 1 to 5.
前記複数の捕捉部にそれぞれ対応して設けられた複数の記憶部と、を用いた時間デジタル変換方法であって、
前記複数の記憶部の各々に、対応する前記捕捉部の複数回分の捕捉結果を順次記憶させ、
1つのクロック信号に基づいて前記複数の捕捉部に捕捉されかつ前記複数の記憶部に記憶された複数の捕捉結果を含む出力データを、前記複数の記憶部から一斉に出力させる
時間デジタル変換方法。 A transmission path in which a plurality of delay circuits are connected in series and a signal to be measured is transmitted; a clock transmission path in which a plurality of clock delay circuits having different delay amounts from the delay circuits are connected in series; and A signal level of a corresponding delay stage of the transmission path is provided based on a clock signal provided corresponding to each of a plurality of delay stages and a plurality of delay stages of the clock transmission path and reaching the corresponding delay stage of the clock transmission path. A vernier delay chain having a plurality of capture portions,
A plurality of storage units provided corresponding to the plurality of capture units, respectively, and a time digital conversion method using the storage unit,
In each of the plurality of storage units, a plurality of capture results of the corresponding capture unit are sequentially stored,
A time-to-digital conversion method in which output data including a plurality of capture results captured by the plurality of capture units and stored in the plurality of storage units based on one clock signal is simultaneously output from the plurality of storage units.
前記クロック伝送路に順次供給されるクロック信号に同期して、前記出力データを順次出力させる、
請求項7記載の時間デジタル変換方法。 Each of the plurality of storage units stores the capture result in synchronization with a clock signal that has reached the corresponding delay stage of the clock transmission path,
The output data is sequentially output in synchronization with a clock signal sequentially supplied to the clock transmission path.
The time digital conversion method according to claim 7.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113835332A (en) * | 2021-09-29 | 2021-12-24 | 东南大学 | High-resolution two-stage time-to-digital converter and conversion method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009246484A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Advantest Corp | Vernier delay circuit, time digital converter using the same, and test device |
JP2012100252A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toshiba Corp | Time-to-digital converter, time-to-digital conversion method and gamma ray detection system |
JP2013219771A (en) * | 2012-04-11 | 2013-10-24 | Freescale Semiconductor Inc | Circuit and method for measurement |
-
2018
- 2018-03-29 JP JP2018063456A patent/JP6978365B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009246484A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Advantest Corp | Vernier delay circuit, time digital converter using the same, and test device |
JP2012100252A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toshiba Corp | Time-to-digital converter, time-to-digital conversion method and gamma ray detection system |
JP2013219771A (en) * | 2012-04-11 | 2013-10-24 | Freescale Semiconductor Inc | Circuit and method for measurement |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113835332A (en) * | 2021-09-29 | 2021-12-24 | 东南大学 | High-resolution two-stage time-to-digital converter and conversion method |
CN113835332B (en) * | 2021-09-29 | 2022-08-23 | 东南大学 | High-resolution two-stage time-to-digital converter and conversion method |
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