JPH0727880A - High resolution time measuring device - Google Patents

High resolution time measuring device

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Publication number
JPH0727880A
JPH0727880A JP17160293A JP17160293A JPH0727880A JP H0727880 A JPH0727880 A JP H0727880A JP 17160293 A JP17160293 A JP 17160293A JP 17160293 A JP17160293 A JP 17160293A JP H0727880 A JPH0727880 A JP H0727880A
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JP
Japan
Prior art keywords
pulse
calibration
clock
reference clock
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP17160293A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Katano
和也 片野
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable more finely calibrating T/V conversion circuit by generating a plurality of calibration clock with different frequency and at every input of each clock generating single pulses with the same time width as the period of the clock as calibration pulses. CONSTITUTION:In synchronizing with a reference clock from a reference clock generation circuit 1, n pieces clocks with different frequency from the reference clock are generated in turn from a synthesized sweeper 6. A calibration pulse generation circuit 2 at reception of each clock, produces a single pulse having a pulse width equal to one period of the clock as the calibration pulse and gives to a T/V conversion circuit 3. In accordance with this, voltage data are obtained from the circuit 3 and stored in a memory 4. A processing circuit 5 calculates the T/V conversion coefficient based on the calibration data and stores in a memory 4. For actual time measurement at later time, by using the conversion coefficient stored in the memory 4, time width is conversely calculated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、時間計測装置の高分解
能化に関し、詳しくは基準クロックの1周期以下の微少
時間も高精度に測定するための高分解能化のための改善
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in resolution of a time measuring device, and more particularly to an improvement in resolution for highly accurate measurement of a minute time of one cycle or less of a reference clock. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より経過時間を測定する時間計測装
置はよく知られている。この種の時間計測装置が採用す
る高分解能時間計測方式の1つに、時間・電圧変換方式
(T/V変換方式)がある。この方式は、被測定信号の
例えば立ち上がりから立ち下がりまでの時間幅(パルス
幅)を計測する場合を例にとれば、その時間幅内に基準
クロックを計数し計数したクロックの数から被測定信号
の時間幅を求めるが、更に基準クロックでは計数できな
い微少な時間幅(これを端数パルスとも言う)について
はこれを一旦電圧値に変換し、その電圧値を高精度に測
定することによって正確な時間幅を求める方式である。
2. Description of the Related Art Conventionally, time measuring devices for measuring elapsed time have been well known. One of the high resolution time measuring methods adopted by this type of time measuring apparatus is a time / voltage converting method (T / V converting method). In this system, for example, when measuring the time width (pulse width) from the rising edge to the falling edge of the signal under measurement, the reference clock is counted within the time width and the measured signal is calculated from the number of clocks counted. However, for the minute time width that cannot be counted by the reference clock (this is also called a fractional pulse), this is once converted into a voltage value and the voltage value is measured with high accuracy to obtain an accurate time. This is a method of calculating the width.

【0003】T/V変換方式は、通常、測定に先立って
変換係数(時間から電圧への変換の際の係数)を求める
ための校正を行う。この校正は図4に示すような構成に
より行われる。図4において、基準クロック発生回路1
からの基準クロック(測定系および校正系の両方の時間
の基準になるクロック)は校正パルス発生回路2に入力
される。ここでは基準クロックの1周期分および2周期
分の単発パルスをそれぞれ生成する。T/V変換回路3
は各パルスの時間幅を電圧に変換し、かつデジタル信号
で出力する。各変換値は一旦メモリ4に格納されるが、
処理回路5でこれを読み出しその2つの変換値をもとに
T/V変換回路3における端数パルスに係る時間・電圧
変換係数を求める。
In the T / V conversion method, calibration is usually performed to obtain a conversion coefficient (a coefficient when converting from time to voltage) prior to measurement. This calibration is performed by the configuration shown in FIG. In FIG. 4, the reference clock generation circuit 1
The reference clock (clock that serves as a time reference for both the measurement system and the calibration system) from is input to the calibration pulse generation circuit 2. Here, single-shot pulses for one cycle and two cycles of the reference clock are generated, respectively. T / V conversion circuit 3
Converts the time width of each pulse into a voltage and outputs it as a digital signal. Each converted value is temporarily stored in the memory 4,
The processing circuit 5 reads this and calculates the time-voltage conversion coefficient related to the fractional pulse in the T / V conversion circuit 3 based on the two converted values.

【0004】実際の被測定信号の時間計測では、T/V
変換回路3で基準クロックを計数すると共に端数パルス
分については時間・電圧変換を行い、それぞれの結果
(クロック数と電圧値)をメモリ4に格納する。処理回
路5では、計数されたクロック数から時間幅を求めると
共に、上記校正において得た変換係数を用いて、端数パ
ルスに対応した電圧値から端数時間幅を逆算する。この
ようにして求めた2つの時間幅のデータを合算すること
により、被測定信号の時間幅を求めることができる。
In the actual time measurement of the signal under measurement, T / V
The conversion circuit 3 counts the reference clock, performs time-voltage conversion for the fractional pulse, and stores the respective results (clock number and voltage value) in the memory 4. The processing circuit 5 obtains the time width from the counted number of clocks, and uses the conversion coefficient obtained in the above calibration to inversely calculate the fraction time width from the voltage value corresponding to the fraction pulse. The time width of the signal under measurement can be calculated by adding the data of the two time widths thus obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
測定でT/V変換回路に入力される端数パルスはその幅
が上記の校正パルスの間のあらゆる値をとるが、すなわ
ち端数パルスは基準クロックの1周期以下のあらゆる値
をとるが、上述のような従来の校正では、基準クロック
の1周期分および2周期分の2つのパルスでしか、換言
すれば端数パルスの最小と最大でしか校正されていな
い。このため、最小と最大の間でのリニアリティはまっ
たく校正されておらず、変換誤差が生ずるという問題が
あった。
However, in the actual measurement, the fractional pulse input to the T / V conversion circuit has a width of any value between the above-mentioned calibration pulses, that is, the fractional pulse is equal to that of the reference clock. Although it takes any value of 1 cycle or less, in the conventional calibration as described above, the calibration is performed only with two pulses for one cycle and two cycles of the reference clock, in other words, the minimum and maximum fractional pulses. Absent. Therefore, the linearity between the minimum and the maximum is not calibrated at all, and there is a problem that a conversion error occurs.

【0006】本発明の目的は、このような点に鑑み、T
/V変換回路の端数パルスの校正を木目細かく行い得る
ようにし、時間測定の分解能および精度の向上した高分
解能時間計測装置を実現しようとするものである。
In view of such a point, the purpose of the present invention is to
The present invention is intended to realize a high-resolution time measuring device in which the fractional pulse of the / V conversion circuit can be finely calibrated and the time measurement resolution and accuracy are improved.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、入力パルスの時間幅を、基準クロ
ックを計数して求めると共にその基準クロックでは計数
できない端数パルスは電圧に変換するT/V変換回路を
備え、基準クロックの計数値から時間幅を求めると共
に、端数パルスについては変換電圧と時間幅の関係から
端数パルスの時間幅を算出するようにして、入力パルス
の時間幅を知るように構成した時間計測装置において、
基準クロックと異なる周波数の複数の校正用クロックを
発生する手段と、前記校正用の各クロックが入力される
ごとにそのクロックの1周期に等しい時間幅の単発パル
スを校正パルスとして発生する校正パルス発生回路と、
前記各校正パルスを前記T/V変換回路に与えて端数パ
ルスに対する時間変換係数を校正するように構成したこ
とを特徴とする。
In order to achieve such an object, according to the present invention, a time width of an input pulse is obtained by counting a reference clock, and a fractional pulse which cannot be counted by the reference clock is converted into a voltage. The T / V conversion circuit is provided, and the time width of the input pulse is calculated by calculating the time width from the count value of the reference clock and calculating the time width of the fraction pulse from the relationship between the converted voltage and the time width. In the time measuring device configured to know,
Means for generating a plurality of calibration clocks having a frequency different from that of the reference clock, and calibration pulse generation for generating as a calibration pulse a single pulse having a time width equal to one cycle of each clock for each calibration clock input. Circuit,
The calibration pulse is applied to the T / V conversion circuit to calibrate the time conversion coefficient for the fractional pulse.

【0008】[0008]

【作用】本発明は、端数パルスの変換係数を校正するこ
とができるようにしたものである。基準となるクロック
から周波数の異なる複数の校正用クロックを生成し、校
正パルス発生回路ではその各校正用クロックを入力した
ときにそのクロックの1周期分の時間幅を有する単発パ
ルスを生成する。T/V変換回路にこれら校正パルスを
与えて、そのときの変換出力を求める。このようにして
得た校正パルスの時間幅と変換出力の関係からT/V変
換回路の端数パルス変換係数を校正する。
The present invention is such that the conversion coefficient of a fractional pulse can be calibrated. A plurality of calibration clocks having different frequencies are generated from a reference clock, and the calibration pulse generation circuit generates a single-shot pulse having a time width of one cycle when each calibration clock is input. These calibration pulses are given to the T / V conversion circuit, and the conversion output at that time is obtained. The fractional pulse conversion coefficient of the T / V conversion circuit is calibrated from the relationship between the time width of the calibration pulse thus obtained and the conversion output.

【0009】[0009]

【実施例】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図1は本発明に係る高分解能時間計測装置の一実施例を
示す構成図である。図1において図4と同等部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。特に図4と異なる
部分はシンセサイズドスイーパ6を用いた点である。シ
ンセサイズドスイーパ6は基準クロック発生回路1から
の基準クロックを受けこのクロックに同期した複数の周
波数f1 ,f2 ,f3 ,・・・,fn の周波数を順次発
生するように構成されたものである。なお、f2
3 ,・・・,fn-1 の周波数はf1 ,fn の間をn等
分した場合の周波数とする。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a high resolution time measuring device according to the present invention. 1, the same parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In particular, the part different from FIG. 4 is that the synthesized sweeper 6 is used. The synthesized sweeper 6 is configured to receive a reference clock from the reference clock generation circuit 1 and sequentially generate a plurality of frequencies f 1 , f 2 , f 3 , ..., F n synchronized with this clock. It is a thing. Note that f 2 ,
The frequencies of f 3 , ..., F n-1 are frequencies when f 1 and f n are equally divided into n.

【0010】このような構成における動作を次に説明す
る。シンセサイズドスイーパ6からは上記のような互い
に異なる周波数のn個のクロックが順次出力される。校
正パルス発生回路2は各クロックを受け取るごとに、そ
のクロックの1周期分のパルス幅を有する単発のパルス
を校正パルスとして生成しT/V変換回路に与える。図
2は校正パルス発生回路2の入力信号と出力信号(パル
スの関係を示す波形図で、周波数f1 のクロックが入力
されたときはパルスP1 (パルス幅はT)が出力され、
周波数f2 のクロックが入力されたときはパルスP2
出力され、以下同様にして、周波数fn の場合はパルス
n (パルス幅は2T)が出力される。
The operation in such a configuration will be described below. From the synthesized sweeper 6, n clocks having different frequencies as described above are sequentially output. Each time the calibration pulse generating circuit 2 receives each clock, it generates a single-shot pulse having a pulse width of one cycle of the clock as a calibration pulse and gives it to the T / V conversion circuit. FIG. 2 is a waveform diagram showing the relationship between the input signal and the output signal of the calibration pulse generating circuit 2 (pulses. When a clock of frequency f 1 is input, pulse P 1 (pulse width is T) is output,
When the clock of the frequency f 2 is input, the pulse P 2 is output, and in the same manner, the pulse P n (the pulse width is 2T) is output in the case of the frequency f n .

【0011】このような校正パルスP1 ,P2 ,・・
・,Pn をT/V変換回路3に与えて校正するが、各校
正パルスに対してT/V変換回路3からそれぞれ電圧デ
ータV1 ,V2 ,V3 ,・・・,Vn が得られたとす
る。これら校正データはメモリ4に保存される。処理回
路5ではこれら校正データをもとに時間電圧変換係数を
求め、メモリ4に記憶しておく。その後の実際の時間測
定の際には、処理回路5において、上記のようにして求
めた変換係数を用いて端数パルス測定データから時間幅
を逆算する。このように、端数パルス校正用のパルスを
複数生成して端数パルスに対する変換係数の校正を行う
ことにより、端数パルス変換におけるリニアリティ誤差
の低減と、高い分解能での時間測定を可能にすることが
できる。
Such calibration pulses P 1 , P 2 , ...
.., P n is given to the T / V conversion circuit 3 for calibration, and voltage data V 1 , V 2 , V 3 , ..., V n are respectively supplied from the T / V conversion circuit 3 for each calibration pulse. It is assumed that it is obtained. These calibration data are stored in the memory 4. The processing circuit 5 obtains the time-voltage conversion coefficient based on these calibration data and stores it in the memory 4. In the subsequent actual time measurement, the processing circuit 5 uses the conversion coefficient obtained as described above to back-calculate the time width from the fractional pulse measurement data. Thus, by generating a plurality of pulses for fractional pulse calibration and calibrating the conversion coefficient for the fractional pulse, it is possible to reduce the linearity error in the fractional pulse conversion and enable time measurement with high resolution. .

【0012】なお、シンセサイズドスイーパ6から出力
するクロックf2 ,f3 ,・・・,fn-1 の周波数を、
実施例ではf1 ,fn の間をn等分した周波数とした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、n分割さ
れた周波数であればよい。
The frequencies of the clocks f 2 , f 3 , ..., F n-1 output from the synthesized sweeper 6 are
In the embodiment, the frequency between f 1 and f n is equally divided into n, but the present invention is not limited to this, and the frequency may be divided into n.

【0013】また、上記実施例ではシンセサイズドスイ
ーパによりn個の校正用のクロックを作るが、基準クロ
ック発生回路自体で複数の校正用のクロックを発生させ
る構成としてもよい。図3はそのような目的を達成する
ための基準クロック発生回路の一実施例を示す構成図で
ある。図から明らかなようにこの構成はいわゆるPLL
(Phase Locked Loop)回路である。以下簡単に説明す
る。位相比較器7には、クロックの基準となるリファレ
ンスクロックと、プログラマブルカウンタ10で分周さ
れた電圧制御発振器(VCO)9の出力とが入力されて
いる。位相比較器7の出力はローパスフィルタ8を介し
て高周波成分を除去し、ほぼ直流的となった電圧をVC
O9に与える。このような閉ループ制御回路によれば、
リファレンスとプログラマブルカウンタ10の出力とが
同じ周波数となるように制御され、プログラマブルカウ
ンタ10が1/Nの分周を行う場合には、出力の基準ク
ロックは入力のリファレンス信号のN倍の周波数とな
る。
Further, in the above embodiment, n calibration clocks are generated by the synthesized sweeper, but the reference clock generating circuit itself may generate a plurality of calibration clocks. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a reference clock generating circuit for achieving such an object. As is clear from the figure, this configuration is a so-called PLL.
(Phase Locked Loop) circuit. A brief description will be given below. A reference clock serving as a clock reference and an output of a voltage controlled oscillator (VCO) 9 divided by a programmable counter 10 are input to the phase comparator 7. The output of the phase comparator 7 removes a high-frequency component through a low-pass filter 8 and outputs a voltage which is almost DC like VC.
Give to O9. According to such a closed loop control circuit,
When the reference and the output of the programmable counter 10 are controlled to have the same frequency, and the programmable counter 10 divides by 1 / N, the output reference clock has a frequency N times the input reference signal. .

【0014】ここでは、上記分周をプログラマブルカウ
ンタにより、 1/N,1/(N−1),1/(N−2),...,1
/(N−n) のようにn通りに変え、n通りの校正クロックを発生す
るようにしている。このように基準クロック発生回路自
体で複数の校正用クロックを発生させることにより図1
に示す構成のものと同様に本発明の目的を達成すること
ができる。なお、この場合のT/V変換回路に与える基
準クロックとしては、例えばリファレンスクロックを用
いる。
Here, the frequency division is performed by a programmable counter as follows: 1 / N, 1 / (N-1), 1 / (N-2) ,. . . , 1
/ (N-n) is changed in n ways to generate n kinds of calibration clocks. In this way, by generating a plurality of calibration clocks in the reference clock generation circuit itself, FIG.
The object of the present invention can be achieved in the same manner as the configuration shown in FIG. A reference clock, for example, is used as the reference clock given to the T / V conversion circuit in this case.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、周
波数シンセサイザあるいはプログラマブルなPLLを用
いて複数の校正用クロックを発生してT/V変換回路の
校正をより細かく行うことができ、これにより変換のリ
ニアリティ誤差が低減でき、高分解能の時間測定が可能
となる。
As described above, according to the present invention, a plurality of calibration clocks can be generated by using a frequency synthesizer or a programmable PLL, and the T / V conversion circuit can be more finely calibrated. Therefore, the linearity error of conversion can be reduced and high resolution time measurement becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る高分解能時間計測装置の一実施例
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a high resolution time measuring device according to the present invention.

【図2】校正用のクロックと校正パルスとの関係を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a calibration clock and a calibration pulse.

【図3】本発明の他の実施例における基準クロック発生
回路の一実施例を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of a reference clock generation circuit in another embodiment of the present invention.

【図4】従来の時間計測装置の一例を示す構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a conventional time measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基準クロック発生回路 2 校正パルス発生回路 3 T/V変換回路 4 メモリ 5 処理回路 6 シンセサイズドスイーパ 1 Reference clock generation circuit 2 Calibration pulse generation circuit 3 T / V conversion circuit 4 Memory 5 Processing circuit 6 Synthesized sweeper

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力パルスの時間幅を、基準クロックを計
数して求めると共にその基準クロックでは計数できない
端数パルスは電圧に変換するT/V変換回路を備え、基
準クロックの計数値から時間幅を求めると共に、端数パ
ルスについては変換電圧と時間幅の関係から端数パルス
の時間幅を算出するようにして、入力パルスの時間幅を
知るように構成した時間計測装置において、 基準クロックと異なる周波数の複数の校正用クロックを
発生する手段と、 前記校正用の各クロックが入力されるごとにそのクロッ
クの1周期に等しい時間幅の単発パルスを校正パルスと
して発生する校正パルス発生回路と、 前記各校正パルスを前記T/V変換回路に与えて端数パ
ルスに対する時間変換係数を校正するように構成したこ
とを特徴とする高分解能時間計測装置。
1. A time width of an input pulse is calculated by counting a reference clock, and a T / V conversion circuit for converting a fractional pulse that cannot be counted by the reference clock into a voltage is provided, and the time width is calculated from a count value of the reference clock. In addition to obtaining the fractional pulse, the time width of the fractional pulse is calculated from the relationship between the converted voltage and the fractional width. Means for generating a calibration clock, a calibration pulse generation circuit for generating a single pulse having a time width equal to one cycle of the clock as a calibration pulse each time each of the calibration clocks is input, and each calibration pulse Is applied to the T / V conversion circuit to calibrate the time conversion coefficient for the fractional pulse. Measuring device.
JP17160293A 1993-07-12 1993-07-12 High resolution time measuring device Pending JPH0727880A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005156495A (en) * 2003-11-28 2005-06-16 Agilent Technol Inc Time interval measurement apparatus and correction amount decision method
JP2014187599A (en) * 2013-03-25 2014-10-02 Mitsubishi Electric Corp Frequency detection circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005156495A (en) * 2003-11-28 2005-06-16 Agilent Technol Inc Time interval measurement apparatus and correction amount decision method
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