JP3047264B2 - 時間計測装置 - Google Patents
時間計測装置Info
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- JP3047264B2 JP3047264B2 JP3316330A JP31633091A JP3047264B2 JP 3047264 B2 JP3047264 B2 JP 3047264B2 JP 3316330 A JP3316330 A JP 3316330A JP 31633091 A JP31633091 A JP 31633091A JP 3047264 B2 JP3047264 B2 JP 3047264B2
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- Japan
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- time
- measurement
- unit
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- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の入力信号間の時
間差を高精度で計測する時間計測装置に関し、更に詳し
くは、時間差の測定結果を高速に演算して統計処理する
ことができる時間計測装置に関する。
間差を高精度で計測する時間計測装置に関し、更に詳し
くは、時間差の測定結果を高速に演算して統計処理する
ことができる時間計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、時間間隔の測定は、基準クロッ
クの計数によって行われるが、測定開始時点及び終了時
点において、測定信号が基準クロックとズレるために、
微小時間の誤差を生じる。この微小誤差の端数時間は、
時間／電圧変換部（以下、Ｔ／Ｖ変換部という）によっ
て時間−電圧変換された後、ＡＤ変換され、カウンタが
基準クロックに基づいて計数した粗時間に加減される。
クの計数によって行われるが、測定開始時点及び終了時
点において、測定信号が基準クロックとズレるために、
微小時間の誤差を生じる。この微小誤差の端数時間は、
時間／電圧変換部（以下、Ｔ／Ｖ変換部という）によっ
て時間−電圧変換された後、ＡＤ変換され、カウンタが
基準クロックに基づいて計数した粗時間に加減される。
【０００３】図３は、このような時間測定装置の動作を
示すタイムチャートで、（Ａ）は測定しようとする時間
の始まりとなるスタート信号Ａ、（Ｂ）は測定しようと
する時間の終わりとなるストップ信号Ｂ、（Ｃ）は基準
クロックＣＬＫによって測定される粗時間ＫＴ0、
（Ｄ）はＴ／Ｖ変換部によって測定される時間、（Ｅ）
は基準クロックＣＬＫである。尚、Ｔ0は基準クロック
ＣＬＫの周期、Ｋはカウンタによって計数され計数値、
ｔyは測定開始時の端数時間、ｔXは測定終了時の端数時
間である。図に示すように、測定時間Ｔは、次式（１）
のようにで求められるが、 Ｔ＝ＫＴ0＋（ｔy−ｔx） ………（１） 実際は、カウンタの分解能測定基本単位ａとＴ／Ｖ変換
部の分解能測定基本単位ｂによって次式（２）のデータ
として得られる。 Ｔ＝ａｎ＋ｂｍ ………（２） ここで、ｎはカウンタによって得られる整数値、ｍはＴ
／Ｖ変換部によって得られる整数値である。
示すタイムチャートで、（Ａ）は測定しようとする時間
の始まりとなるスタート信号Ａ、（Ｂ）は測定しようと
する時間の終わりとなるストップ信号Ｂ、（Ｃ）は基準
クロックＣＬＫによって測定される粗時間ＫＴ0、
（Ｄ）はＴ／Ｖ変換部によって測定される時間、（Ｅ）
は基準クロックＣＬＫである。尚、Ｔ0は基準クロック
ＣＬＫの周期、Ｋはカウンタによって計数され計数値、
ｔyは測定開始時の端数時間、ｔXは測定終了時の端数時
間である。図に示すように、測定時間Ｔは、次式（１）
のようにで求められるが、 Ｔ＝ＫＴ0＋（ｔy−ｔx） ………（１） 実際は、カウンタの分解能測定基本単位ａとＴ／Ｖ変換
部の分解能測定基本単位ｂによって次式（２）のデータ
として得られる。 Ｔ＝ａｎ＋ｂｍ ………（２） ここで、ｎはカウンタによって得られる整数値、ｍはＴ
／Ｖ変換部によって得られる整数値である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の時間
計測装置は、更に高精度のデータを得るためには、測定
回数ｉを増やし、測定毎に得られた測定結果Ｔi、即
ち、ａｎi＋ｂｍi（ｉ＝１〜ｊ）に基づいて次式
（３）、（４）に示すような統計処理を行わなければな
らないために、演算が煩雑になり演算に長時間を有する
という欠点があった。即ち、平均値のための統計処理に
ついては、
計測装置は、更に高精度のデータを得るためには、測定
回数ｉを増やし、測定毎に得られた測定結果Ｔi、即
ち、ａｎi＋ｂｍi（ｉ＝１〜ｊ）に基づいて次式
（３）、（４）に示すような統計処理を行わなければな
らないために、演算が煩雑になり演算に長時間を有する
という欠点があった。即ち、平均値のための統計処理に
ついては、
【数１】 標準偏差のための統計処理については、
【数２】 が行われる。
【０００５】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、カウンタとＴ／Ｖ変換部が測定毎に得た整数ｎ
i及びｍiを、一旦、メモリに記憶し、このメモリに記憶
した一連の整数ｎi、ｍiから直接統計処理を行って時間
測定の測定結果を得るようにしたもので、短時間で高精
度に時間測定を行うことができる時間計測装置を提供す
ることを目的としている。即ち、平均値のための統計処
理については、ｎとｍの整数和に基づき次式（４）の演
算を行い、
もので、カウンタとＴ／Ｖ変換部が測定毎に得た整数ｎ
i及びｍiを、一旦、メモリに記憶し、このメモリに記憶
した一連の整数ｎi、ｍiから直接統計処理を行って時間
測定の測定結果を得るようにしたもので、短時間で高精
度に時間測定を行うことができる時間計測装置を提供す
ることを目的としている。即ち、平均値のための統計処
理については、ｎとｍの整数和に基づき次式（４）の演
算を行い、
【数３】 標準偏差のための統計処理については、ｎとｍの整数積
及び整数和に基づき次式（５）の演算を行うことによっ
て、演算処理を短縮する。
及び整数和に基づき次式（５）の演算を行うことによっ
て、演算処理を短縮する。
【数４】
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、入力した被測定信号をデジタルタ
イミング信号に変換する入力・波形整形部と、この入力
・波形整形部で得たデジタルタイミング信号を基本クロ
ックを基に時間間隔パルスと端数時間とに分割する時間
切り出し・アーミングコントロール部と、前記時間間隔
パルスを前記基本クロックに基づいて計数するカウンタ
部と、前記端数時間のパルス幅に対応する時間を電圧に
変換して測定する時間／電圧変換部と、前記カウンタ部
がカウンタの測定基本単位ａに基づいて計数した整数ｎ
と、前記電圧から前記時間／電圧変換部が測定基本単位
ｂに基づいて得た整数ｍとを記憶するメモリと、このメ
モリが測定毎に記憶した整数ｎとｍとに基づいて、前記
被測定信号を統計処理する統計処理手段とを設けたこと
を特徴としている。
るために、本発明は、入力した被測定信号をデジタルタ
イミング信号に変換する入力・波形整形部と、この入力
・波形整形部で得たデジタルタイミング信号を基本クロ
ックを基に時間間隔パルスと端数時間とに分割する時間
切り出し・アーミングコントロール部と、前記時間間隔
パルスを前記基本クロックに基づいて計数するカウンタ
部と、前記端数時間のパルス幅に対応する時間を電圧に
変換して測定する時間／電圧変換部と、前記カウンタ部
がカウンタの測定基本単位ａに基づいて計数した整数ｎ
と、前記電圧から前記時間／電圧変換部が測定基本単位
ｂに基づいて得た整数ｍとを記憶するメモリと、このメ
モリが測定毎に記憶した整数ｎとｍとに基づいて、前記
被測定信号を統計処理する統計処理手段とを設けたこと
を特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明の時間測定装置は、カウンタとＴ／Ｖ変
換部が測定毎に得た整数ｎ、ｍを一旦メモリに記憶した
後、整数ｎとｍとに基づいて統計処理を行うようにし
て、統計処理のための演算時間を短縮する。
換部が測定毎に得た整数ｎ、ｍを一旦メモリに記憶した
後、整数ｎとｍとに基づいて統計処理を行うようにし
て、統計処理のための演算時間を短縮する。
【０００８】
【実施例】以下図面を用いて本発明の一実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明の時間計測装置の一実施例を
説明する構成ブロック図である。図中、１は入力・波形
整形部で、二つの終端条件の異なる被測定信号Ａ、Ｂを
精度良くデジタルタイミング信号に変換し、時間切り出
し・アーミングコントロール部２に出力する。
説明する。図１は、本発明の時間計測装置の一実施例を
説明する構成ブロック図である。図中、１は入力・波形
整形部で、二つの終端条件の異なる被測定信号Ａ、Ｂを
精度良くデジタルタイミング信号に変換し、時間切り出
し・アーミングコントロール部２に出力する。
【０００９】時間切り出し・アーミングコントロール部
２は、タイミング発生回路３から入力した基準クロック
ＣＬＫに基づいてデジタルタイミング信号を時間間隔パ
ルスと端数時間パルスとに分割し、時間間隔パルスをカ
ウンタ４に出力すると共に、端数時間パルスをＴ／Ｖ変
換部５に出力する。
２は、タイミング発生回路３から入力した基準クロック
ＣＬＫに基づいてデジタルタイミング信号を時間間隔パ
ルスと端数時間パルスとに分割し、時間間隔パルスをカ
ウンタ４に出力すると共に、端数時間パルスをＴ／Ｖ変
換部５に出力する。
【００１０】カウンタ４は、測定毎に時間切り出し・ア
ーミングコントロール部２から入力した時間間隔パルス
のパルス数を計数し、計数結果である計数値ｎi（ｉ＝
１〜ｊ）を第一のメモリ６に出力する。一方、Ｔ／Ｖ変
換部５は、端数時間パルスのパルス幅に対応した時間分
をコンデンサ（図省略）に定電流源から充電し、その電
圧をＡ／Ｄ変換した値を計数値ｍiとして第一のメモリ
６に出力する。
ーミングコントロール部２から入力した時間間隔パルス
のパルス数を計数し、計数結果である計数値ｎi（ｉ＝
１〜ｊ）を第一のメモリ６に出力する。一方、Ｔ／Ｖ変
換部５は、端数時間パルスのパルス幅に対応した時間分
をコンデンサ（図省略）に定電流源から充電し、その電
圧をＡ／Ｄ変換した値を計数値ｍiとして第一のメモリ
６に出力する。
【００１１】図２は、第一のメモリ６の構成を示した図
である。計数値ｍiは、測定開始時と測定終了時で異な
るため、第一のメモリ６には開始時と終了時の各々につ
いて記憶される。以後、計数値ｍiを開始時と終了時で
区別して説明する場合は、開始時をｍyiとして示し、終
了時をｍxiして示す。
である。計数値ｍiは、測定開始時と測定終了時で異な
るため、第一のメモリ６には開始時と終了時の各々につ
いて記憶される。以後、計数値ｍiを開始時と終了時で
区別して説明する場合は、開始時をｍyiとして示し、終
了時をｍxiして示す。
【００１２】第一のメモリ６は、アドレス生成回路７に
よって指定されたアドレスに測定毎にカウンタ４とＴ／
Ｖ変換部５とのデータｎi、ｍiが記憶される。しかし、
端数時間パルスは、測定開始時と測定終了時で真の時間
のとの誤差が異なって生じる。このため、更に正確なデ
ータを得る場合には、開始時の計数値ｍyiと終了時の計
数値ｍxiについて、それぞれ補正をする必要がある。
よって指定されたアドレスに測定毎にカウンタ４とＴ／
Ｖ変換部５とのデータｎi、ｍiが記憶される。しかし、
端数時間パルスは、測定開始時と測定終了時で真の時間
のとの誤差が異なって生じる。このため、更に正確なデ
ータを得る場合には、開始時の計数値ｍyiと終了時の計
数値ｍxiについて、それぞれ補正をする必要がある。
【００１３】８はＴ／Ｖ変換部５で得られた計数値ｍi
を補正するための補正データが記憶されている第二のメ
モリである。補正データは、既知の異なった時間の信号
が入力・波形整形部１に数回与えられ、それぞれの測定
した結果に基づき、測定開始時と測定終了時について求
められる。
を補正するための補正データが記憶されている第二のメ
モリである。補正データは、既知の異なった時間の信号
が入力・波形整形部１に数回与えられ、それぞれの測定
した結果に基づき、測定開始時と測定終了時について求
められる。
【００１４】この場合、端数時間パルスは、測定開始時
においては（４）式に、測定終了時においては（５）式
に示すようになる。 ｔy＝Ａy・ｍyi＋Ｂy ………（７） ｔx＝Ａx・ｍxi＋Ｂx ………（８） （Ａy、Ｂyは測定開始時の補正データ、Ａx、ＢXは測定
終了時の補正データである。） ９は各装置の制御を司るＣＰＵである。ＣＰＵ９は、
統計処理手段９１が設けられていて、第一、第二にメモ
リ６、８に記憶されたデータに基づいて、測定時間につ
いて、最大、最小、平均値、標準偏差、ヒストグラムを
求める。
においては（４）式に、測定終了時においては（５）式
に示すようになる。 ｔy＝Ａy・ｍyi＋Ｂy ………（７） ｔx＝Ａx・ｍxi＋Ｂx ………（８） （Ａy、Ｂyは測定開始時の補正データ、Ａx、ＢXは測定
終了時の補正データである。） ９は各装置の制御を司るＣＰＵである。ＣＰＵ９は、
統計処理手段９１が設けられていて、第一、第二にメモ
リ６、８に記憶されたデータに基づいて、測定時間につ
いて、最大、最小、平均値、標準偏差、ヒストグラムを
求める。
【００１５】次に、このように構成された時間測定装置
がｊ回の測定結果に基づき、平均値と標準偏差の統計処
理を行う場合を説明する。尚、演算は、式（１）と式
（７）、（８）とに基づいて行われ計数値ｍiについて
は、補正を行うものとする。
がｊ回の測定結果に基づき、平均値と標準偏差の統計処
理を行う場合を説明する。尚、演算は、式（１）と式
（７）、（８）とに基づいて行われ計数値ｍiについて
は、補正を行うものとする。
【００１６】平均値を算出する場合
【数５】 となり、
【００１７】標準偏差算出する場合
【数６】 となる。従来の装置で統計処理を場合は、式（９）´、
（10）´によって演算を行わなければならないために、
演算が煩雑になり演算処理に多大の時間を要する。尚、
本発明の時間測定装置は、第一のメモリ６に、ｎ、ｍの
整数和と整数積をメモリの書込みと同時に行える手段を
設けることによって、更に演算を高速に行うことができ
る。
（10）´によって演算を行わなければならないために、
演算が煩雑になり演算処理に多大の時間を要する。尚、
本発明の時間測定装置は、第一のメモリ６に、ｎ、ｍの
整数和と整数積をメモリの書込みと同時に行える手段を
設けることによって、更に演算を高速に行うことができ
る。
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の時
間測定装置は、カウンタとＴ／Ｖ変換部が測定毎に得た
整数ｎi及びｍiを、一旦、メモリに記憶し、このメモリ
に記憶した一連の整数ｎi、ｍiから直接統計処理を行う
ようにしてものである。このために、時間測定の統計処
理を短時間で行うことができ、短い時間で高精度の時間
測定が可能である。
間測定装置は、カウンタとＴ／Ｖ変換部が測定毎に得た
整数ｎi及びｍiを、一旦、メモリに記憶し、このメモリ
に記憶した一連の整数ｎi、ｍiから直接統計処理を行う
ようにしてものである。このために、時間測定の統計処
理を短時間で行うことができ、短い時間で高精度の時間
測定が可能である。
【図１】本発明の時間計測装置の一実施例を説明する構
成ブロック図である。
成ブロック図である。
【図２】第一のメモリの構成を示した図である。
【図３】従来の時間測定装置の動作を示すタイムチャー
トである。
トである。
４ カウンタ ５ Ｔ／Ｖ変換部 ６ 第一のメモリ ９ ＣＰＵ ９１ 統計処理手段
Claims (1)
- 【請求項１】 入力した被測定信号をデジタルタイミン
グ信号に変換する入力・波形整形部と、 この入力・波形整形部で得たデジタルタイミング信号を
基本クロックを基に時間間隔パルスと端数時間とに分割
する時間切り出し・アーミングコントロール部と、 前記時間間隔パルスを前記基本クロックに基づいて計数
するカウンタ部と、 前記端数時間のパルス幅に対応する時間を電圧に変換し
て測定する時間／電圧変換部と、 前記カウンタ部がカウンタの測定基本単位ａに基づいて
計数した整数ｎと、前記電圧から前記時間／電圧変換部
が前記時間／電圧変換部の測定基本単位ｂに基づいて得
た整数ｍとを記憶するメモリと、 このメモリが測定毎に記憶した整数ｎとｍとに基づい
て、前記被測定信号を統計処理する統計処理手段とを設
けたことを特徴とした時間計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3316330A JP3047264B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 時間計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3316330A JP3047264B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 時間計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05150056A JPH05150056A (ja) | 1993-06-18 |
| JP3047264B2 true JP3047264B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=18075930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3316330A Expired - Fee Related JP3047264B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 時間計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047264B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104133367B (zh) * | 2014-07-07 | 2017-02-01 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种提取待测时钟信号时间间隔参数的电路及方法 |
| JP6369866B2 (ja) | 2015-01-20 | 2018-08-08 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 時間測定装置 |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP3316330A patent/JP3047264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05150056A (ja) | 1993-06-18 |
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