JPH0455273B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0455273B2
JPH0455273B2 JP18371185A JP18371185A JPH0455273B2 JP H0455273 B2 JPH0455273 B2 JP H0455273B2 JP 18371185 A JP18371185 A JP 18371185A JP 18371185 A JP18371185 A JP 18371185A JP H0455273 B2 JPH0455273 B2 JP H0455273B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signals
time width
signal
time
counter
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.)
Expired
Application number
JP18371185A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6263885A (en
Inventor
Akira Oote
Hideto Iwaoka
Makoto Imamura
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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 Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP18371185A priority Critical patent/JPS6263885A/en
Publication of JPS6263885A publication Critical patent/JPS6263885A/en
Publication of JPH0455273B2 publication Critical patent/JPH0455273B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 イ 「発明の目的」 〔産業上の利用分野〕 本発明は、時間幅計測装置に関するものであ
る。更に詳述すると、基準クロツク信号の周期以
下の所謂端数時間をも正確に測定することができ
る時間幅計測装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Object of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a time width measuring device. More specifically, the present invention relates to a time width measuring device that can accurately measure even so-called fractional hours that are less than the period of a reference clock signal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

信号の周波数や周期等の測定をする装置とし
て、ユニバーサル・カウンタが広く使用されてい
る。また、このようなカウンタに限らず、例えば
LSIテスタ等の装置には、測定対象である信号の
或る時点から或る時点までの時間幅を測定する装
置が使われている。
Universal counters are widely used as devices for measuring the frequency, period, etc. of signals. In addition, not only counters like this, but also counters such as
Devices such as LSI testers use devices that measure the time width from a certain point to a certain point in a signal to be measured.

電気通信分野の発展に伴い、近年、取扱われる
信号の周波数が高くなり、また、信号の時間幅を
高精度(高分解能)で計測することが要求される
ようになつてきた。
BACKGROUND ART In recent years, with the development of the telecommunications field, the frequencies of signals handled have increased, and there has also been a demand for measuring the time width of signals with high precision (high resolution).

一般に、時間幅を高精度で測定するには、次の
ような原理が採用されている。被測定時間幅Tx
で開放となるようなゲートに、周期T0のクロツ
ク信号を通し、そのクロツクの通過個数Nをカウ
ントする。そして、NT0を時間幅とするもので
ある。この方法は、クロツクの周波数を上げるほ
ど分解能が向上するが、実際には回路素子の速度
に限界がある。即ち、この手段は、クロツクの周
期以上の分解能で測定することはできない。
Generally, the following principle is employed to measure time width with high precision. Measured time width T x
A clock signal with a period T 0 is passed through a gate that is opened at , and the number N of the clocks passing through is counted. And, NT 0 is the time width. Although this method improves resolution as the clock frequency increases, there is actually a limit to the speed of the circuit elements. That is, this means cannot measure with a resolution greater than the clock period.

上記の方法では、厳密に言うと、Tx=NT0
はならず、TxNT0である。これは、通常、Tx
がT0で割切れず、小さい端数の時間が存在する
からである。これを第4図に示す。第4図におい
て、ΔT1はTxの立上がりエツジから、その直後
に発生するクロツクまでの端数の時間であり、
ΔT2はTxの立下りエツジから、その直後に発生
するクロツクまでの端数の時間である。そして、
ΔT1とΔT2の両者の立下りの期間だけゲートが開
放[第4図のホ参照]し、その期間におけるクロ
ツクの数をNとすると[第4図のヘ]、時間幅Tx
は(1)式で表わされる。
Strictly speaking, in the above method, T x =NT 0 does not hold, but T x NT 0 . This is usually T x
This is because T 0 is not divisible and there are small fractional times. This is shown in FIG. In FIG. 4, ΔT 1 is the fractional time from the rising edge of T x to the immediately following clock;
ΔT 2 is the fractional time from the falling edge of T x to the immediately following clock. and,
If the gate is open only during the falling period of both ΔT 1 and ΔT 2 [see H in Figure 4], and the number of clocks in that period is N [FIG. 4 F], the time width T x
is expressed by equation (1).

Tx=NT0+ΔT1−ΔT2 (1) 従つて、端数の時間ΔT1とΔT2を測定すれば、
クロツクの周期T0以上の分解能で時間幅Txの測
定が可能となることが(1)式から分る。
T x = NT 0 + ΔT 1 − ΔT 2 (1) Therefore, if we measure the fractional times ΔT 1 and ΔT 2 , we get
It can be seen from equation (1) that the time width T x can be measured with a resolution greater than the clock period T 0 .

そこで、従来技術として端数時間ΔTを測定す
ることができる、言替えると、クロツクの周期
T0以上の分解能で時間幅を測定することができ
る下記の手段が知られている。
Therefore, as a conventional technique, it is possible to measure the fractional time ΔT. In other words, it is possible to measure the fractional time ΔT.
The following means that can measure time width with a resolution of T 0 or higher is known.

<> タイムバーニア(time vernier)方式 ノギスの原理を時間軸について応用したもの
で、第5図を用いて説明する。この方式は、周期
T0の主クロツクのほかに、端数時間ΔTの開始時
点で発生する周期T0′(T0′>T0)のバーニア・
クロツクが必要である。両クロツクの位相が一致
する時点までのクロツク数Nを計数すると、 ΔT=N(T0′−T0) としてΔTが求まる。分解能は両クロツクの周期
差(T0′−T0)で与えられる。
<> Time vernier method This is an application of the caliper principle to the time axis, and will be explained using Figure 5. This method uses period
In addition to the main clock at T 0 , there is a vernier clock with period T 0 ′ (T 0 ′>T 0 ) that occurs at the beginning of fractional time ΔT.
A clock is required. By counting the number of clocks N until the phases of both clocks match, ΔT can be found as ΔT=N(T 0 '−T 0 ). The resolution is given by the period difference (T 0 '−T 0 ) between the two clocks.

<> タイム・エキスパンジヨン(time
expansion)方式 第6図を用いて説明する。この方式は積分器を
使用し、コンデンサに蓄えられる電荷もしくは電
圧を仲介として端数時間を拡大し、それをクロツ
クで測る方式である。第6図は電荷を仲介とした
場合を示す図である。ΔT間の電流I1で積分コン
デンサを充電した後、電流I2で放電したとする
と、 ΔTE=I1/I2・ΔT となり、拡大比率は、I1/I2で与えられる。
<> Time Expansion (time
(expansion) method will be explained using Fig. 6. This method uses an integrator to expand the fractional time using the charge or voltage stored in the capacitor as an intermediary, and measures it using a clock. FIG. 6 is a diagram showing the case where charges are used as mediators. If the integrating capacitor is charged with a current I 1 between ΔT and then discharged with a current I 2 , ΔT E =I 1 /I 2 ·ΔT, and the expansion ratio is given by I 1 /I 2 .

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、以上のような手段は次の問題点を有し
ている。
However, the above-mentioned means have the following problems.

<> タイムバーニア方式は、第5図のように
主クロツクとバーニアクロツクとが一致するま
で時間がかかり、高速の繰返し測定やリアルタ
イムの測定ができないという問題がある。
<> The time vernier method has the problem that it takes time for the main clock and the vernier clock to match, as shown in FIG. 5, and high-speed repeated measurements or real-time measurements are not possible.

<> タイム・エキスパンジヨン方式は、第6
図の如く、端数時間ΔTの測定のため、新たに
ΔTE時間を余分に要するので、タイムバーニア
方式と同様、高速の繰返し測定やリアルタイム
の測定ができないという問題がある。
<> The time expansion method is the 6th
As shown in the figure, since an additional ΔT E time is required to measure the fractional time ΔT, there is a problem that, like the time vernier method, high-speed repeated measurements or real-time measurements cannot be performed.

本発明の目的は、高速の繰返し測定、リアルタ
イムの測定、高分解能の測定ができる時間幅測定
装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a time width measuring device capable of high-speed repetitive measurements, real-time measurements, and high-resolution measurements.

ロ 「発明の構成」 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決するために、クロ
ツク信号を発生するクロツク発生器と、このクロ
ツク信号に基づく信号を計数するカウンタとを備
え、カウンタの値を基にして時間幅を計測する装
置において、 このクロツク信号に同期し、かつ位相が互いに
90°異なる2つの信号s1,s2を出力する2位
相発振器と、 時間幅計測開始信号と終了信号の発生時におけ
る2位相発振器の信号s1,s2の振幅値をデジ
タル値に変換するAD変換器と、 AD変換器の動作時期と、カウンタのスター
ト・ストツプとを制御するコントロール回路と、 信号s1,s2の振幅値(デジタル値)と、カ
ウンタからカウント信号を導入し時間幅を算出す
る演算を施す演算回路とを備えるようにしたもの
である。
B ``Structure of the Invention'' [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a clock generator that generates a clock signal, a counter that counts signals based on this clock signal, and a clock generator that generates a clock signal and a counter that counts signals based on the clock signal. In a device that measures time width based on the value of a counter, it is synchronized with this clock signal and whose phases are mutual
A two-phase oscillator that outputs two signals s1 and s2 that differ by 90 degrees, and an AD converter that converts the amplitude values of the signals s1 and s2 of the two-phase oscillator into digital values when the time width measurement start signal and end signal are generated. , a control circuit that controls the operating timing of the AD converter and the start and stop of the counter, and the amplitude values (digital values) of the signals s1 and s2, as well as the calculation that calculates the time width by introducing the count signal from the counter. The device is equipped with an arithmetic circuit.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を用いて本発明を詳しく説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示した図である。
同図において、1は2位相発振器であり、クロツ
クと位相差φ(φ=0の場合でも良い)の関係で
同期し、位相が互いに90°ずれた2つの信号s1,
s2を出力するものである。この位相が90°ずれ
た2つの信号を、以下の説明では、信号s1とし
てsin波、信号s2としてcos波を用いた例で動作
の説明をする。なお、信号s1,s2の周期はク
ロツクの周期T0と同一である必要はなく、T0
整数倍又は整数分の1でもよい。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, 1 is a two-phase oscillator, which is synchronized with the clock with a phase difference φ (φ = 0), and generates two signals s1, 90° out of phase with each other,
It outputs s2. In the following explanation, the operation of these two signals whose phases are shifted by 90 degrees will be explained using an example in which a sine wave is used as the signal s1 and a cosine wave is used as the signal s2. Note that the periods of the signals s1 and s2 do not need to be the same as the clock period T0 , and may be an integral multiple or a fraction of T0 .

3はクロツク発生器(以下単にクロツクと記
す)であり、周期T0の時間基準となるクロツク
信号を発生する。例えば10MHzである。
3 is a clock generator (hereinafter simply referred to as clock), which generates a clock signal serving as a time reference with a period T0 . For example, it is 10MHz.

5a〜5dはAD変換器であり、導入したアナ
ログ信号をデジタル信号に変換するものである。
本発明に係る時間幅計測装置は、高速な動作を目
指すものであるため、このAD変換器5a〜5d
の動作も高速であることが望ましい。そこで、実
施例ではAD変換器としてフラツシユ形AD変換
器を用いた。もつとも、AD変換器5a〜5dを
フラツシユ形AD変換器に限定するものではな
い。
5a to 5d are AD converters, which convert introduced analog signals into digital signals.
Since the time width measurement device according to the present invention aims at high-speed operation, the AD converters 5a to 5d
It is also desirable that the operation be fast. Therefore, in the embodiment, a flash type AD converter was used as the AD converter. However, the AD converters 5a to 5d are not limited to flash type AD converters.

7はコントロール回路であり、時間を計測する
ためのスタートパルス信号(時間幅計測開始信
号)とストツプパルス信号(時間幅計測終了信
号)を入力端子p1,p2から導入し、これに同
期して、CLK1信号とCLK2信号及び後述する
カウンタの動作をスタート・ストツプする信号を
出力するものである。なお、時間幅計測開始信号
と終了信号は、スタートパルス信号及びストツプ
パルス信号であると説明したが、この記載に限定
するものではなく、これと同期して発生する他の
信号と見なしてもよい。
7 is a control circuit, which introduces a start pulse signal (time width measurement start signal) and a stop pulse signal (time width measurement end signal) for measuring time from input terminals p1 and p2, and in synchronization with this, CLK1. It outputs a signal, a CLK2 signal, and a signal for starting and stopping the operation of a counter, which will be described later. Although it has been explained that the time width measurement start signal and end signal are a start pulse signal and a stop pulse signal, the present invention is not limited to this description, and may be regarded as other signals generated in synchronization with these signals.

9はカウンタであり、導入した信号が或るレベ
ルをよぎる回数を計数する。
A counter 9 counts the number of times the introduced signal crosses a certain level.

11は演算回路であり、後述する演算機能を有
する。この演算回路11の出力として、端子p3
から測定対象の時間幅に対応した信号が取出され
る。
Reference numeral 11 denotes an arithmetic circuit, which has an arithmetic function to be described later. As the output of this arithmetic circuit 11, the terminal p3
A signal corresponding to the time width of the measurement target is extracted from.

クロツク3からクロツク信号が2位相発振器1
とコントロール回路7に加えられる。2位相発振
器1から信号s1(sin ωt)がAD変換器5a,
5cに加えられ、また信号s2(cos ωt)がAD
変換器5b,5d及びカウンタ9に加えられる。
コントロール回路7には、スタートパルスとスト
ツプパルスが加えられる。またコントロール回路
7からは、信号CLK1がAD変換器5a,5bに
加えられ、信号CLK2がAD変換器5c,5dに
加えられ、更に、コントロール回路7からカウン
タ9へこの動作をスタート・ストツプする信号が
加えられる。各AD変換器5a〜5dの出力とカ
ウンタ9の出力は演算回路11に加えられる。
The clock signal from clock 3 is sent to two-phase oscillator 1.
and is added to the control circuit 7. The signal s1 (sin ωt) from the two-phase oscillator 1 is sent to the AD converter 5a,
5c, and the signal s2 (cos ωt) is added to AD
applied to converters 5b, 5d and counter 9.
A start pulse and a stop pulse are applied to the control circuit 7. Further, from the control circuit 7, a signal CLK1 is applied to the AD converters 5a and 5b, a signal CLK2 is applied to the AD converters 5c and 5d, and a signal to start and stop this operation is sent from the control circuit 7 to the counter 9. is added. The outputs of each AD converter 5a to 5d and the output of the counter 9 are applied to an arithmetic circuit 11.

第2図は、第1図の装置の各部の動作を示すタ
イムチヤートである。
FIG. 2 is a time chart showing the operation of each part of the apparatus shown in FIG.

以上のように構成された第1図に示す本発明に
係る装置の動作を第2図を参照しながら説明す
る。
The operation of the apparatus according to the present invention shown in FIG. 1 and configured as described above will be explained with reference to FIG. 2.

第1図の装置は、第2図に示すスタートパルス
とストツプパルスの間の時間Txを測定する装置
である。クロツクの立上りエツジとスタートパル
ス、ストツプパルスの立上りエツジとの端数時間
を第2図の如くΔT1.ΔT2とする。このとき、上
述した(1)式が成立つ。
The device shown in FIG. 1 is a device for measuring the time T x between the start pulse and the stop pulse shown in FIG. The fractional time between the rising edge of the clock and the rising edges of the start and stop pulses is expressed as ΔT 1 as shown in FIG. Let ΔT be 2 . At this time, the above-mentioned equation (1) holds true.

スタートパルスがコントロール回路7に印加さ
れると、コントロール回路7からのこのスタート
パルスに同期して信号CLK1がAD変換器5a,
5bに加えられる。
When a start pulse is applied to the control circuit 7, the signal CLK1 is sent to the AD converter 5a, in synchronization with this start pulse from the control circuit 7.
Added to 5b.

一方、2位相発振器1からは、第2図に示すよ
うな信号s1,s2がAD変換器5a,5bに出
力されている。そして、CLK1の立下がりエツ
ジにおいて、AD変換器5aは信号s1の瞬時値
Vs1をnビツトのデジタル値に変換し、また、
AD変換器5bは信号s2の瞬時値Vc1をnビツ
トのデジタル値に変換する。
On the other hand, the two-phase oscillator 1 outputs signals s1 and s2 as shown in FIG. 2 to AD converters 5a and 5b. Then, at the falling edge of CLK1, the AD converter 5a outputs the instantaneous value of the signal s1.
Convert V s1 to an n-bit digital value, and
The AD converter 5b converts the instantaneous value V c1 of the signal s2 into an n-bit digital value.

Vs1=Asin (−ω・ΔT1+φ) (2) Vc1=Acos (−ω・ΔT1+φ) (3) φはクロツクと信号s1,s2の位相差であり、
第2図ではφ=0として描いてある。
V s1 = Asin (-ω・ΔT 1 +φ) (2) V c1 = Acos (−ω・ΔT 1 +φ) (3) φ is the phase difference between the clock and signals s1 and s2,
In FIG. 2, it is drawn as φ=0.

このデジタル値Vs1とVc1は、演算回路11に
導入され、(4)式の演算により信号s1,s2の振
幅Aが計算される。
These digital values V s1 and V c1 are introduced into the arithmetic circuit 11, and the amplitude A of the signals s1 and s2 is calculated by the calculation of equation (4).

A=√s1 2c1 2 (4) ただし、2位相発振器1において、振幅Aが定
まつている場合は、(4)式の演算は不要である。
A=√ s1 2 + c1 2 (4) However, if the amplitude A is fixed in the two-phase oscillator 1, the calculation of equation (4) is not necessary.

(2)式から端数時間ΔT1が求められる。 Fractional time ΔT 1 can be found from equation (2).

ΔT1=−1/ω{arc sin (Vs1/A)−φ} (5) (3)式からも端数時間ΔT1が求められる。ΔT 1 =−1/ω{arc sin (V s1 /A)−φ} (5) Fractional time ΔT 1 can also be obtained from equation (3).

ΔT1=−1/ω{arc cos (Vc1/A)−φ} (6) なお、φは時間の測定をしていない時に、予め
以下の手段で測定しておく。クロツクに同期した
タイミング、つまりΔT1=0でsin波の電圧Vs0
と、cos波の電圧Vc0を測定する。
ΔT 1 =−1/ω{arc cos (V c1 /A)−φ} (6) Note that φ is measured in advance by the following means when time is not being measured. At timing synchronized with the clock, that is, ΔT 1 = 0, the sin wave voltage V s0
and measure the voltage V c0 of the cos wave.

(2)式からは、 φ=arc sin (Vs0/A) (7) (3)式からは、 φ=arc cos (Vc0/A) (8) が得られる。From equation (2), φ=arc sin (V s0 /A) (7) and from equation (3), φ=arc cos (V c0 /A) (8) can be obtained.

(7),(8)式のどちらを用いてもφは求められる
が、|Vs0|,|Vc0|の小さい方を用いると精度
が高い。
Although φ can be obtained using either equation (7) or (8), the accuracy is higher if the smaller of |V s0 | and |V c0 | is used.

以上のようにしてφが求まると、(5)式又は(6)式
からΔT1が求まる。この場合も|Vs1|,|Vc1
の小さいほうを用いると精度が高い。
When φ is determined as described above, ΔT 1 is determined from equation (5) or equation (6). In this case as well, |V s1 |, |V c1 |
The accuracy is higher if the smaller one is used.

具体的には、 |Vs1/A|又は|Vc1/A|≦0.707 である方を用いる。 Specifically, |V s1 /A| or |V c1 /A|≦0.707 is used.

カウンタ9は、スタート信号をコントロール回
路7から受信し、2位相発振器1からの信号s2
(cos)が或る特定のレベルをよぎる回数をカウン
トする。もちろん、カウンタ9で計数する信号
は、s2に限定せず、s1であつても良い。カウ
ンタ9は、コントロール回路7からストツプの信
号が出力されるまで、信号s2を計数する。
The counter 9 receives the start signal from the control circuit 7 and receives the signal s2 from the two-phase oscillator 1.
Count the number of times (cos) crosses a certain level. Of course, the signal counted by the counter 9 is not limited to s2, and may be s1. The counter 9 counts the signal s2 until the control circuit 7 outputs a stop signal.

次に、第2図の如く入力端子p2へストツプパ
ルスが印加されると、コントロール回路7からス
トツプ信号がカウンタ9に印加され、カウンタ9
はその動作を停止する。
Next, when a stop pulse is applied to the input terminal p2 as shown in FIG. 2, a stop signal is applied from the control circuit 7 to the counter 9.
stops its operation.

更に、コントロール回路7は、ストツプパルス
に同期してCLK2をAD変換器5c,5dに出力
する。そして、AD変換器5c,5dにより、こ
のCLK2の立下りエツジにおける信号s1,s
2の瞬時Vs2,Vc2を上述と同様な動作でデジタ
ル値に変換し、上述と同じ要領で端数時間ΔT2
求める。
Further, the control circuit 7 outputs CLK2 to the AD converters 5c and 5d in synchronization with the stop pulse. Then, the AD converters 5c and 5d convert the signals s1 and s at the falling edge of CLK2 to
2 instants V s2 and V c2 are converted into digital values in the same manner as described above, and the fractional time ΔT 2 is determined in the same manner as described above.

以上のことから、ΔT1,ΔT2,N(カウンタ9
の出力),T0(クロツクの周期)は、既知となる
ので、前述の(1)式を用いて、演算回路11にて、
時間幅Txを出力することができる。
From the above, ΔT 1 , ΔT 2 , N (counter 9
output) and T 0 (clock period) are known, so using equation (1) above, the arithmetic circuit 11 calculates
It is possible to output the time width T x .

なお、以上では、AD変換器として5a〜5d
までの4個を用いた例で説明した。即ち、AD変
換器5a,5bはスタートパルスが印加された時
の信号s1,s2の瞬時値をデジタルに変換する
役目を果している。また、AD変換器5c,5d
はストツプパルスが印加された時の信号s1,s
2の瞬時値をデジタルに変換する役目を果してい
る。このように、4個ものAD変換器を用いた理
由は、本発明に係る時間幅計測装置が測定しよう
としている対象の時間は、非常に高速な信号の時
間幅であるため、スタートパルス時と、ストツプ
パルス時とで、独立のAD変換器を用意しておか
ないと、高速の目的を充分に果すことができない
恐れが生じるからである。
In addition, in the above, 5a to 5d are used as AD converters.
The explanation was given using an example using the above four pieces. That is, the AD converters 5a and 5b serve to convert into digital values the instantaneous values of the signals s1 and s2 when the start pulse is applied. In addition, AD converters 5c and 5d
are the signals s1,s when the stop pulse is applied
It plays the role of converting the instantaneous value of 2 into digital. As described above, the reason for using four AD converters is that the time that the time width measuring device according to the present invention is trying to measure is the time width of a very high-speed signal. This is because, unless separate AD converters are prepared for the stop pulse and the stop pulse, there is a risk that the purpose of high speed cannot be fully achieved.

しかし、将来はもつとAD変換器の動作スピー
ドを向上させた技術が開発される可能性が大であ
り、その場合は、第1図のように4個ものAD変
換器を備える必要はない。例えば、第1図のAD
変換器5aと5cを共用し、AD変換器5bと5
dを共用し、計2個のAD変換器とすることもで
きる。あるいは、1個のAD変換器で対処するこ
とも可能である。
However, there is a high possibility that technology will be developed in the future that improves the operating speed of AD converters, and in that case, it will not be necessary to have as many as four AD converters as shown in Figure 1. For example, AD in Figure 1
Converters 5a and 5c are shared, and AD converters 5b and 5
d can also be shared, resulting in a total of two AD converters. Alternatively, it is also possible to deal with this problem with one AD converter.

第3図は本発明の別の構成例を示した図であ
る。この第3図の装置は、サンプルホールド回路
を設けるようにしているため第1図に示した装置
と比べて多少変換時間は長くなるが、その分、第
1図で用いたAD変換器より高精度のAD変換器
を使用できる利点がある。第3図と第1図装置が
異なる点は、第1図におけるAD変換器5aと5
cが、第3図では1個のAD変換器4aに置換え
られたこと、第1図におけるAD変換器5bと5
dが、第3図では1個のAD変換器4bに置換え
られたこと、2位相発振器1の出力信号s1とs
2を一旦ホールドするサンプルホールド回路2a
と2bを設けたことである。
FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of the present invention. The device shown in Figure 3 is equipped with a sample-and-hold circuit, so the conversion time is slightly longer than the device shown in Figure 1, but this makes it more expensive than the AD converter used in Figure 1. It has the advantage of being able to use a high-precision AD converter. The difference between the device in FIG. 3 and the device in FIG. 1 is that the AD converters 5a and 5 in FIG.
c has been replaced with one AD converter 4a in FIG. 3, and AD converters 5b and 5 in FIG.
d is replaced with one AD converter 4b in FIG. 3, and the output signals s1 and s of the two-phase oscillator 1
Sample and hold circuit 2a that temporarily holds 2
and 2b were provided.

その他の構成は、第1図の装置と同一である。
第3図の装置では、上述した信号s1,s2の瞬
時値Vs1,Vc1及びVs2,Vc2を一旦サンプルホー
ルド回路2a,2bに格納し、その内容をAD変
換器4a,4bに読みだしてデジタル値に変換
し、演算回路11にて、第1図の装置と同様な動
作で時間幅Txを算出する。
The rest of the configuration is the same as the device shown in FIG.
In the device shown in FIG. 3, the instantaneous values V s1 , V c1 and V s2 , V c2 of the signals s1, s2 described above are temporarily stored in sample-and-hold circuits 2a, 2b, and their contents are read into AD converters 4a, 4b. Then, the arithmetic circuit 11 calculates the time width T x using the same operation as the apparatus shown in FIG.

なお、演算手法として、(2),(3)式から Vs1/Vc1=tan(−ω・ΔT1+φ) 又は Vc1/Vs1=cot(−ω・ΔT1+φ) を計算し、上記した一方の式からΔT1を求めても
良い。このとき、左辺の分母には、|Vs1|,|
Vc1|の大きい方を用いると誤差が小さい。
As a calculation method, calculate V s1 /V c1 = tan (-ω・ΔT 1 +φ) or V c1 /V s1 = cot (−ω・ΔT 1 +φ) from equations (2) and (3), ΔT 1 may be determined from one of the above equations. At this time, the denominator on the left side is |V s1 |, |
The error is small when the larger V c1 | is used.

また、第3図における2個のAD変換器を1個
にし、これを切替えて使用するようにしても良
い。この場合、高速性は、第3図より劣るがAD
変換器の器差による誤差が除去できる効果があ
る。
Also, the two AD converters in FIG. 3 may be combined into one, and this may be used by switching. In this case, the high speed is inferior to that in Figure 3, but AD
This has the effect of eliminating errors due to instrumental differences in the converter.

また、上述では、90°位相の異なる信号s1,
s2として、sin,cos波を用いた例で説明した
が、これに限らず、例えば、三角波を信号s1,
s2に用いるようにしても良い。
In addition, in the above, the signals s1 and s1, which differ in phase by 90°,
The explanation has been given using an example using sin and cos waves as s2, but the invention is not limited to this. For example, a triangular wave can be used as the signal s1,
It may also be used for s2.

ハ 「本発明の効果」 以上述べたように、本発明によれば、次の効果
が得られる。
C. “Effects of the Present Invention” As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

従来の装置、例えばタイムバーニア方式は主
クロツクとバーニアクロツクとが一致するまで
の時間を必要とする。また、タイム・エキスパ
ンジヨン方式は、ΔTE時間を必ず必要とする。
これらの必要な時間は、将来、AD変換器の動
作速度が現在よりももつと速くなつたとして
も、原理的に必要な時間であり、改善の余地は
ない。
Conventional devices, such as the time vernier system, require time for the main clock and vernier clock to match. Furthermore, the time expansion method always requires ΔT E time.
Even if the operating speed of the AD converter becomes faster in the future than it is now, these required times are theoretically necessary times and there is no room for improvement.

一方、本発明に係る装置においては、AD変
換器と演算回路11における時間を必要とする
が、これは、将来、素子の進歩により、更に高
速化される可能性を持つものであり、動作原理
的に従来手段より高速化できるものである。
On the other hand, the device according to the present invention requires time in the AD converter and the arithmetic circuit 11, but this has the potential to be further speeded up in the future due to advances in devices, and the operating principle Therefore, it can be faster than conventional means.

第1図、第3図に示す如く、比較的簡単な構
成で、クロツクの周期以下の端数時間を測定す
ることができる。
As shown in FIGS. 1 and 3, a fractional time less than the clock period can be measured with a relatively simple configuration.

2位相発振器は、比較的実現しやすく、精度
が出し易い。
A two-phase oscillator is relatively easy to implement and has high accuracy.

AD変換器の分解能を上げることによつて、
クロツク周波数を上げることなく、また測定時
間を長くすることなく、測定時間幅の分解能を
向上させることができる。
By increasing the resolution of the AD converter,
The resolution of the measurement time width can be improved without increasing the clock frequency or lengthening the measurement time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る時間幅計測装置の構成例
を示す図、第2図は第1図装置のタイミングチヤ
ート、第3図は本発明の別の構成例を示す図、第
4図は一般的な時間幅の計測原理を示す図、第5
図はタイムバーニア方式の動作を説明するための
図、第6図はタイム・エキスパンジヨン方式の動
作を説明するための図である。 1……2位相発振器、2a,2b……サンプル
ホールド回路、3……クロツク発生器、4a,4
b,5a〜5d……AD変換器、7……コントロ
ール回路、9……カウンタ、11……演算回路。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a time width measuring device according to the present invention, FIG. 2 is a timing chart of the device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of the present invention, and FIG. Diagram showing the general principle of measuring time width, No. 5
The figure is a diagram for explaining the operation of the time vernier method, and FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the time expansion method. 1... Two-phase oscillator, 2a, 2b... Sample hold circuit, 3... Clock generator, 4a, 4
b, 5a to 5d...AD converter, 7...control circuit, 9...counter, 11...arithmetic circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 クロツク信号を発生するクロツク発生器と、
このクロツク信号に基づく信号を計数するカウン
タとを備え、カウンタの値を基にして時間幅を計
測する装置において、 このクロツク信号に同期し、かつ位相が互いに
90°異なる2つの信号s1,s2を出力する2位
相発振器と、 時間幅計測開始信号と終了信号の発生時におけ
る2位相発振器の信号s1,s2の振幅値をデジ
タル値に変換するAD変換器と、 AD変換器の動作時期と、カウンタのスター
ト・ストツプとを制御するコントロール回路と、 信号s1,s2の振幅値のデジタル値と、カウ
ンタからカウント信号を導入し時間幅を算出する
演算を施す演算回路とを備えたことを特徴とする
時間幅計測装置。 2 前記2つの信号として、sin波とcos波を用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
時間幅計測装置。 3 前記2つの信号として、位相が互いに90°異
なる三角波を用いたことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の時間幅計測装置。 4 前記2位相発振器の次段にサンプルホールド
回路を設け、このサンプルホールド回路にホール
ドされた値をAD変換器でデジタル幅に変換する
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の時間幅計測装置。
[Claims] 1. A clock generator that generates a clock signal;
A device that is equipped with a counter that counts signals based on this clock signal and that measures time width based on the value of the counter is synchronized with this clock signal and whose phases are mutually mutual.
A two-phase oscillator that outputs two signals s1 and s2 that differ by 90 degrees, and an AD converter that converts the amplitude values of the signals s1 and s2 of the two-phase oscillator into digital values when the time width measurement start signal and end signal are generated. , a control circuit that controls the operating timing of the AD converter and the start and stop of the counter, and an operation that calculates the time width by introducing the digital values of the amplitude values of the signals s1 and s2 and the count signal from the counter. A time width measuring device characterized by comprising a circuit. 2. The time width measuring device according to claim 1, wherein a sine wave and a cosine wave are used as the two signals. 3. The time width measuring device according to claim 1, wherein triangular waves whose phases differ by 90 degrees from each other are used as the two signals. 4. Claim 1, characterized in that a sample and hold circuit is provided at the next stage of the two-phase oscillator, and the value held in this sample and hold circuit is converted into a digital width by an AD converter.
The time width measuring device described in section.
JP18371185A 1985-08-21 1985-08-21 Time width measuring instrument Granted JPS6263885A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18371185A JPS6263885A (en) 1985-08-21 1985-08-21 Time width measuring instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18371185A JPS6263885A (en) 1985-08-21 1985-08-21 Time width measuring instrument

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6263885A JPS6263885A (en) 1987-03-20
JPH0455273B2 true JPH0455273B2 (en) 1992-09-02

Family

ID=16140621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18371185A Granted JPS6263885A (en) 1985-08-21 1985-08-21 Time width measuring instrument

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6263885A (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68925998T2 (en) * 1988-06-29 1996-09-12 Topcon Corp High resolution time difference meter
JP2909742B2 (en) * 1988-06-29 1999-06-23 株式会社トプコン Delay time measuring device
JPH0447691U (en) * 1990-08-28 1992-04-22
FR2678071B1 (en) * 1991-06-18 1994-11-04 Thomson Csf ELECTRONIC DELAY MEASUREMENT DEVICE.
JP3446031B2 (en) * 1999-11-11 2003-09-16 独立行政法人通信総合研究所 Time interval counter device
JP2002014182A (en) * 2000-06-27 2002-01-18 Japan Atom Energy Res Inst Time measurement circuit
JP2006133214A (en) * 2004-10-04 2006-05-25 Topcon Corp Device and method for measuring time difference, and range finding device and method
JP4878127B2 (en) * 2005-06-10 2012-02-15 株式会社トプコン Time difference measuring device, distance measuring device, and distance measuring method

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6263885A (en) 1987-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5191336A (en) Digital time interpolation system
US3983481A (en) Digital intervalometer
JPH0455273B2 (en)
Ibrahim et al. A novel digital phase meter
JPS5819068B2 (en) Denshiki Denryokuriyokei
JPH0454198B2 (en)
JPH0711544B2 (en) Electronic phase shift circuit and electronic reactive energy meter
RU2225012C2 (en) Phase-meter
JPH0578795B2 (en)
JP3284145B2 (en) PLL synchronous measuring device
JPS62254069A (en) Voltage and current detection system for power converter
SU1239831A1 (en) Converter of one-phase sine signal to pulses
RU2037960C1 (en) Converter from digital code to pulse frequency
RU2015616C1 (en) Phase shifter error determination device
JPS60206326A (en) A/d converter in pulse width modulation system of feedback type
JPH03235527A (en) A/d converter
JPH0455275B2 (en)
JPH0455274B2 (en)
SU594515A1 (en) Shaft position -to-code converter
SU1298679A1 (en) Digital spectrum analyzer
JP3163244B2 (en) Circuit to convert pulse width to digital value using multi-phase interpolation
JPH0426065B2 (en)
JPS62144088A (en) Time measuring apparatus
JPH03261873A (en) Mean pulse width measuring circuit
JPS61148302A (en) Position signal generating apparatus