JPH02249980A - 周期測定方法及びジツタ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、信号の周期若しくはその信号のジッタを測定
する方法、並びに、例えばエンコーダ等の物理系の運動
により発生する２つの信号間の時間間隔を測定すること
により、この物理系のジッタの測定方法に関する。

［従来の技術］ 例えば、サーボモータのエンコーダ等においては、検出
対象である回転位置信号の精度を上げるために、例えば
光学的に回転位置を検出する場合には、エンコーダには
極めて狭い間隔のスリットが第５図に示すように多数側
まれている。一方、光学的に位置検出を行なったり、エ
ンコーダの回転速度を検出するためには、２つのフォト
センサＡ、Ｂが必要な場合がある。このフォトセンサは
一定の大きさを有するために、第５図に示すように、２
つのセンサ間に複数のスリットが存在してしまう場合が
ある。その結果、これらのセンサからの出力信号Ａ、Ｂ
として、第６図のようなものが得られる。尚、第５図の
例では、センサ間に３つのスリットがあるので、スリッ
ト１，２，３゜・・・により得られる信号Ａ、Ｂは、Ｂ
がＡよりも３パルス遅れて発生している。

このような場合、２つのセンサ間を１つのスリットが横
切ったときの時間間隔は、理論上次のようになる。即ち
、表記上、例えば、スリット１がセンサＡを横切った時
刻をｔＡｌとすると、この時間間隔ＴｘＮは、 Ｔ　Ｘｌ＝　ｊ　１１１−　ｔ−ＡＩ Ｔ　Ｘ２＝　ｔ１２−　ｔＡｍ Ｔ　、！−ｔ　！＋３−　　ｔ　＾３ となる。

［発明が解決しようとする課題］ 各ＴｘＮの計測において、第６図の例では、最悪、４回
の計測がオーバラップするときがある。

換言すれば、４つの計測処理を並列に行なわなければな
らない。複数の計測処理を並列処理でリアルタイムで精
度良く行なうことは一般に測定／データ処理系を複雑な
ものとする。例えば、複数の計時装置を各ＴＸＨの測定
に使用しなくてはならない。これを避けようとすれば、
ＴＸＩの測定後に次の測定を信号Ａ５の発生まで待ち、
その後、Ｔ、Ｂを測定するという手法を取らなければな
らない。

しかし、この手法では、ある測定時間内でのトータルの
収集データ数が少ないものとな・す、精度的に好ましい
ものではない。

そこで、本発明は上述従来例の欠点を除去するために提
案されたものでその目的は、信号の周期若しくは信号の
ジッタ若しくは物理系のジッタを測定する方法において
、見かけ上、測定を並列的に行なうことにより、周期若
しくはジッタのサンプリング数を増やして測定精度を上
げ、その−方、測定の規模が大規模とはならないような
測定方法を提案するところにある。

［課題を達成するための手段及び作用］上記課題を達成
するための本発明に係る周期測定方法の構成は、信号の
周期を測定する方法において、この信号が発生した時刻
を検出する工程と、発生時刻、検出後に、この信号の周
期よりも短い第１の時間の経過を監視する工程と、この
第１の時間経過後に、この信号が再度発生するのを監視
し、前記第１の時間経過後の該信号発生時刻までの第２
の時間を測定する工程と、この第１の時間と第２の時間
との和を周期として演算する工程とからなる。

上記課題を達成するための本発明の他の構成は、信号の
周期を検出することにより、該測定対象の信号のジッタ
を測定する方法において、この信号が発生した時刻を検
出する工程と、発生時刻検出後に、この信号の周期より
も短い第１の時間の経過を監視する工程と、この第１の
時間経過後に、この信号が再度発生するのを監視し、前
記第１の時間経過後の該信号発生時刻までの第２の時間
を測定する工程と、この第１の時間と第２の時間との和
を周期として演算する工程と、演算された周期データか
ら偏差を演算して、この偏差をジッタとする工程とから
なる。

上記課題を達成するための本発明のさらに他の構成は、
物理的系の運動によって発生する２つの第１．第２の信
号であって、第１の周期で、で繰返し発生する第１の信
号と、第２の周期τ２で繰返し発生する第２の信号との
間の時間間隔ＴｘＮを測定することにより、該物理系の
ジッタ△Ｔ、を測定する方法において、第１の信号が発
生した時刻ｔｌＮを検出する工程と、この発生時刻の検
出後に、第１の信号と第２の信号との時間間隔よりも短
い第１の時間Ｔ、の経過を監視する工程と、この第１の
時間Ｔｏの経過後に、第２の信号が発生するのを監視し
、前記第１の時間ＴＯの経過後の第２の信号発生時刻ま
での第２の時間ＴｌＮを測定する工程と、この第１の時
間と第２の時間との和を前記時間間隔として演算する工
程と、演算された時間間隔データから偏差を演算して、
この偏差をジッタとする工程とからなる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して、第６図の場合と同じく、２つ
のセンサからの信号Ａ、Ｂ間の時間間隔を測定する場合
に本発明を適用した実施例について説明する。

第１図は、この実施例の測定方法の原理を説明する図で
ある。この実施例の目的は、信号ＡとＢとの間の発生間
隔（Ｔ　ＸＩ＋　Ｔ　−２，７Ｘ３．　・・・）を測定
するものである。

スリット１による信号間の時間間隔ＴｘＩの測定におい
ては、信号Ａ、の発生を検出すると、時間Ｔｏの経過を
監視する。そして、予め定めた設定時間Ｔｏが経過する
と、Ｂ、が発生するまでの時間Ｔｌを計測する。すると
、 時間間隔ＴＸ８−Ｔｏ十ＴＩＩ となる。同じようにして、スリット２による時間間隔Ｔ
ｘ２の測定においては、 ＴＸ２＝Ｔｏ＋ＴＩ２ となる。同様にして、 Ｔ、＋３＝Ｔｏ＋ＴＩ３ となる。ここで、信号Ａ、Ｂの周期をτ４．τ８とし、
設定時間Ｔｏについて、 ＴｘＮ≦τＡ　＋Ｔｏ≦Ｔｏ＋τ８ であるように選ぶと、第１図からも明らかなように、Ｔ
、１とＴｌ２とＴｌ３−・・の測定はオーバラップしな
くなる。Ｔ、ｌＮは測定して得られたデータであるが、
信号ＡとＢとの間の名目上の時間間隔ＴＸとそれほど異
なるものではない。従って、上式において、ＴｘＮをＴ
、ｌに設定すればよく、Ｔｘ−τい≦Ｔｏ≦Ｔｘ−τ、
＋τ８ と選ぶ。こうして、１つの計時装置により、連続的に時
間Ｔ、’、、　Ｔｌ２＋　Ｔｌ３＋・・・の測定が可能
となり、Ｔｏを付加することにより、見かけ上、Ｔ□、
Ｔ、、、・・・を連続的に測定することができる。ジッ
タを測定しようとすれば、ジッタはデータＴｘの標準偏
差σと定義できるから、この標準偏差は、（Ｔ　ｘＩ、
　Ｔ　−２，Ｔ　ｘ３．　・”　）の平均値を求めるこ
とにより容易に計算される。また、ジッタを、ＴｌＮの
偏差と考えて演算してもよい。尚、第１図の例では、信
号Ａ、Ｂは、同じスリットが２つのセンサを通るときの
信号であるから、その周期τ、、τ３は等しくなる。尚
、第１図から明らかなように、 Ｔ、−τ６≦Ｔ。

が成立すれば、オーバラップはなくなるから、信号の連
続的測定は可能であるが、 Ｔ、　　−Ｔ８　≦Ｔｏ　≦Ｔｘ　−τ、＋τＢを守ら
ないと、Ｔｏが測定データＴｏよりも長くなってジッタ
が測定不能になる可能性があるので、Ｔｏは、。

Ｔ、ｌ−τ、＜Ｔｏ　＜”ｒ、−τ、＋τ８の範囲で選
択することが望ましい。

第２図は、Ａ＋　、Ａ２　、Ａ３・・・　Ｂｌ　、　Ｂ
２　。

Ｂ、・・・から連続的にＴ、、、Ｔ、、、Ｔ、３．・・
・を測定して、これらからジッタを演算するための回路
である。得た信号Ｔ、、、　Ｔ、、、　Ｔ１．、・・・
は周知のジッタ測定装置５に入力され、ここでジッタが
演算される。第３図は、第２図の回路の各部で検出され
る信号のタイミングチャートである。

第３図において、信号ＣはＡ１の立上りでハイになり、
Ａ３の立上りでローになるように組み合されたカウンタ
とデコーダとの結合回路１からの出力信号である。信号
Ｃがハイである期間は、信号ＡとＢどの時間差、即ち、
センサＡとセンサＢとの間に存在し得るスリットの数に
相当する分の時間である。信号りは、信号Ｃの場合と同
じように、センサ信号Ｂから生成される。信号Ｃは、信
号Ａをクロックとするシフトレジスタ（回路１内に含ま
れる）に入力され、このシフトレジスタから信号Ｅ、Ｇ
が出力される。同様に、信号りは信号Ｂをクロックとす
るシフトレジスタ（第２図の回路２内に含まれる）に入
力され、このシフトレジスタから信号Ｆ、Ｈが出力され
る。

これらの信号Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ及びＴｏをゲート
回路３に入力して、信号Ｔ、、、Ｔ、、、・・・（第３
図中の、Ｐ、Ｑ、Ｒ）を得る。例えば、Ｔ１１を得るに
は、 Ｔ＋＋＝Ｔｘ＋＊Ｔ。

である。これらの信号Ｔ　ＩＩ＋　Ｔ　Ｉ２＋・・・は
ＯＲ回路４に入力され、 Ｔ　、、＋　Ｔ　、、＋　Ｔ　、３＋・・・を得る。か
くして、第２図の装置によれば、ハードウェア回路によ
り、ジッタを簡単に測定することができる。何故なら、
信号Ｔ、、、Ｔ、２．・・・は時間的に離散的にしか発
生しないので、従来の計時装置でも１つを使用すれば、
時間計測は十分に間に合うからである。

本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能で
ある。

上記実施例では、２つの信号間の時間差を測定するとい
うものであったが、本発明は１つの信号の周期を測定す
る場合にも適用できる。即ち、１つの信号の周期をＴ８
とし、所定時間Ｔｏ　（≦τ８）を設定する。そして、
先ず、この信号の発生を検出したら、時間Ｔｏの経過を
監視する。次に、Ｔｏが経過したら、当該信号の発生を
監視し、Ｔｏ経過後の経過時間ＴＸを演算する。このＴ
ｏ経過後の経過時間ＴＸが目的のデータ（＝τｘＴｏ）
となる。このように、この変形例によれば、信号の周期
データ等のように、周期的な物理量の計測は、最終目標
であるその物理量を全時間に亙って計測しなければなら
ないという拘束から開放され、短時間の離散的なデータ
の計測に還元される。

また、上記実施例では、２つの信号は、エンコーダのセ
ンサからの信号として説明されたが、第４図に示すよう
に、ポリゴンミラー３０の鏡面精度を測定する場合にも
適用できる。即ち、センサを感光ドラム３１の両側に設
け、レーザドライバ３２からのビームが、ポリゴンミラ
ーにより反射されて、センサＡ、Ｂに照射したときに得
られる信号のジッタを測定して、鏡面精度の測定に応用
できるのである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば次の効果が得られる
。

第１項の発明の構成は、信号が発生した時刻を検出する
工程と、発生時刻検出後に、この信号の周期よりも短い
第１の時間の経過を監視する工程と、この第１の時間経
過後に、この信号が再度発生するのを監視し、前記第１
の時間経過後の該信号発生時刻までの第２の時間を測定
する工程と、この第１の時間と第２の時間との和を周期
として演算する工程とからなる。従って、信号周期全体
に亙って、当該信号の時間測定に拘束されるということ
がなくなる。

また、第２項の発明の構成は、第１項の発明に、演算さ
れた周期データから偏差を演算して、この偏差をジッタ
とする工程とを付加したものである。本来、ジッタとい
う信号の一部分の時間変動でしかないものに本発明が適
用されることにより、当該信号の全周期に互って時間測
定に拘束されるということがなくなるので、ジッタ測定
が効率的になる。

また、第３項の発明によれば、物理的系の運動によって
発生する２つの第１．第２の信号であって、第１の周期
で１で繰返し発生する第１の信号と、第２の周期τ２で
繰返し発生する第２の信号との間の時間間隔ＴｘＮを測
定することにより、該物理系のジッタΔＴ、を測定する
方法において、第１の信号が発生した時刻ｔｌＮを検出
する工程と、この発生時刻の検出後に、！４１の信号と
第２の信号との時間間隔よりも短い第１の時間Ｔｏの経
過を監視する工程と、この第１の時間Ｔ。の経過後に、
第２の信号が発生するのを監視し、前記第１の時間Ｔｏ
の経過後の第２の信号発生時刻までの第２の時間ＴｌＮ
を測定する工程と、この第１の時間と第２の時間との和
を前記時間間隔として演算する工程と、演算された時間
間隔データから偏差を演算して、この偏差をジッタとす
る工程とからなることを特徴としている。従って、２つ
の信号間の時間差の変動分のみに測定を集中することが
できるので、単一系の時間測定系を用意すれば、ジッタ
測定は十分可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の原理を説明する図、第２図は実施例
装置の構成を概略的に説明する図、 第３図は上記装置で発生される各信号のタイミングチャ
ート、 第４図は本発明を適用できる他の例を説明する図、 第５図は従来技術及び本実施例が対象としたエンコーダ
におけるセンサ信号発生部分を説明する図、 第６図は従来技術の欠点を説明する図である。 図中、 １．２・・・カウンタ／デコーダ／シフトレジスタ回路
、３・・・ゲート回路、４・・・ＯＲ回路、５・・・ジ
ッタ測定装置、３０・・・ポリゴンミラー　３１・・・
感光ドラム、３２・・・レーザドライバ、Ａ、Ｂ・・・
センサ信号である。 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）信号の周期を測定する方法において、この信号が
   発生した時刻を検出する工程と、発生時刻検出後に、こ
   の信号の周期よりも短い第１の時間の経過を監視する工
   程と、 この第１の時間経過後に、この信号が再度発生するのを
   監視し、前記第１の時間経過後の該信号発生時刻までの
   第２の時間を測定する工程と、この第１の時間と第２の
   時間との和を周期として演算する工程とからなることを
   特徴とする周期測定方法。
2. （２）信号の周期を検出することにより、該測定対象の
   信号のジッタを測定する方法において、この信号が発生
   した時刻を検出する工程と、発生時刻検出後に、この信
   号の周期よりも短い第１の時間の経過を監視する工程と
   、 この第１の時間経過後に、この信号が再度発生するのを
   監視し、前記第１の時間経過後の該信号発生時刻までの
   第２の時間を測定する工程と、この第１の時間と第２の
   時間との和を周期として演算する工程と、 演算された周期データから偏差を演算して、この偏差を
   ジッタとする工程とからなることを特徴とするジッタ測
   定方法。
3. （３）物理的系の運動によつて発生する２つの第１、第
   ２の信号であつて、第１の周期τ＿１で繰返し発生する
   第１の信号と、第２の周期τ＿２で繰返し発生する第２
   の信号との間の時間間隔Ｔ＿ｘ＿Ｎを測定することによ
   り、該物理系のジッタΔＴ＿ｘを測定する方法において
   、 第１の信号が発生した時刻ｔ＿ｌ＿Ｎを検出する工程と
   、 この発生時刻の検出後に、第１の信号と第２の信号との
   時間間隔よりも短い第１の時間Ｔ＿ｏの経過を監視する
   工程と、 この第１の時間Ｔ＿ｏの経過後に、第２の信号が発生す
   るのを監視し、前記第１の時間Ｔ＿ｏの経過後の第２の
   信号発生時刻までの第２の時間Ｔ＿ｌ＿Ｎを測定する工
   程と、 この第１の時間と第２の時間との和を前記時間間隔とし
   て演算する工程と、 演算された時間間隔データから偏差を演算して、この偏
   差をジッタとする工程とからなることを特徴とするジッ
   タ測定方法。
4. （４）前記第１の周期τ＿１が前記時間間隔Ｔ＿ｘ＿Ｎ
   よりも短い場合において、第１の時間Ｔ＿ｏを、Ｔ＿ｘ
   ＿Ｎ≦τ＿１＋Ｔ＿ｏ となるように選ぶ事を特徴とする請求項の第３項に記載
   のジッタ測定方法。 （Ｓ）前記第１の周期τ＿１、τ＿２が前記時間間隔Ｔ
   ＿ｘ＿Ｎよりも短い場合において、第１の時間Ｔ＿ｏを
   、 Ｔ＿ｘ＿Ｎ＜τ＿１＋Ｔ＿ｏ＜Ｔ＿ｘ＿Ｎ＋τ＿２とな
   るように選ぶ事を特徴とする請求項の第３項に記載のジ
   ッタ測定方法。