JPH09218281A - Time-measuring apparatus - Google Patents

Time-measuring apparatus

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JPH09218281A
JPH09218281A JP2432496A JP2432496A JPH09218281A JP H09218281 A JPH09218281 A JP H09218281A JP 2432496 A JP2432496 A JP 2432496A JP 2432496 A JP2432496 A JP 2432496A JP H09218281 A JPH09218281 A JP H09218281A
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  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a time measuring apparatus which can measure a time interval between each of a plurality of signals to be measured and a measurement reference signal and hold each measuring result even when the plurality of signals are generated at considerably close time points each other. SOLUTION: The apparatus is provided with four signal-processing parts 6a-6d. Each processing part 6a-6d takes in a delay signal DY0-DYn output in accordance with a transmission position of a measurement start signal PA from a signal delay line 4 which delays and transmits the measurement start signal PA, with a timing of a measurement end signal PBi (i=1-4), and outputs digital data corresponding to a time interval of the signals PA and PBi as a measuring value DAi. Since the signal PBi and measuring value DAi are input/output through respective individual signal lines, the signals PBi never interfere with each other at however close time points the signals PBi are generated. Neither the measuring value DAi is rewritten subsequent to a succeeding measurement.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、遅延素子の遅延時
間を分解能として微少な時間間隔を測定可能な時間測定
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a time measuring device capable of measuring a minute time interval with a delay time of a delay element as a resolution.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ゲート遅延時間を分解能とし
て、2つの信号の位相差(即ち時間間隔)を検出する装
置として、例えば特開平3−220814号公報、特開
平6−283984号公報には、複数の遅延素子をリン
グ状に連結してなるパルス周回回路を、任意のタイミン
グで入力される第1パルスにより起動してパルス信号を
周回させると共に、その周回数をカウンタ回路にてカウ
ントし、この第1パルスとは任意の位相差をもって入力
される第2パルスの入力タイミングにて、パルス周回回
路を周回するパルス信号の周回位置とカウンタ回路にカ
ウントされた周回数を特定し、その周回位置と周回数と
に基づき、第1及び第2パルス間の位相差(即ち時間
差)を検出しデジタルデータに符号化するパルス位相差
符号化回路が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus for detecting a phase difference (that is, a time interval) between two signals with a gate delay time as a resolution is disclosed in, for example, JP-A-3-220814 and JP-A-6-283984. , A pulse circulation circuit in which a plurality of delay elements are connected in a ring shape is activated by a first pulse input at an arbitrary timing to circulate a pulse signal, and the number of circulations is counted by a counter circuit, At the input timing of the second pulse that is input with an arbitrary phase difference from the first pulse, the orbiting position of the pulse signal that orbits the pulse orbiting circuit and the number of turns counted by the counter circuit are specified, and the orbiting position is determined. A pulse phase difference encoding circuit for detecting a phase difference (that is, a time difference) between the first and second pulses based on the number of turns and the number of turns and encoding the digital data is disclosed. To have.

【0003】また、特開平5−308263号公報に
は、複数の遅延素子を直列に連結してなる遅延線に、任
意のタイミングで入力される第1パルスを入力すると共
に、この第1パルスとは任意の位相差をもって入力され
る第2パルスの入力タイミングにて遅延素子の出力をラ
ッチし、このラッチした出力を位相差に対応するデジタ
ルデータとして出力するデジタル位相比較器が開示され
ている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-308263, a first pulse input at an arbitrary timing is input to a delay line formed by connecting a plurality of delay elements in series, and Discloses a digital phase comparator which latches the output of the delay element at the input timing of the second pulse input with an arbitrary phase difference and outputs the latched output as digital data corresponding to the phase difference.

【0004】更に、特開平5−48663号公報、及び
特開平6−51003号公報には、複数の遅延素子をリ
ング状に連結してなるリング発振器を備え、任意のタイ
ミングで入力される入力信号によりリング発振器を構成
する各遅延素子の出力をラッチして、このラッチした信
号に基づきリング発振器内を周回するパルス信号の周回
位置を特定することにより、リング発振器が出力する基
準クロックと入力信号との位相関係を特定する装置が開
示されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-48663 and 6-51003 include a ring oscillator in which a plurality of delay elements are connected in a ring shape, and an input signal input at any timing is provided. The output of each delay element that constitutes the ring oscillator is latched by and the circulating position of the pulse signal that circulates in the ring oscillator is specified based on the latched signal. An apparatus for identifying the phase relationship of is disclosed.

【0005】即ち、これらの装置は、遅延素子を直列に
連結してなる遅延線、或は遅延素子をリング状に連結し
てなるパルス周回回路(リング発振器)にて伝送される
パルス信号の伝送位置を、測定対象となる信号(即ち、
第2パルスや入力信号)の入力タイミングにて特定し、
この特定したデータを、測定基準となる信号(即ち、第
1パルスや基準クロック)との位相差を表すデータとし
て、そのまま、或は更に符号化する等の処理を施して出
力するものである。
That is, these devices transmit a pulse signal transmitted by a delay line formed by connecting delay elements in series, or a pulse circulating circuit (ring oscillator) formed by connecting delay elements in a ring shape. The position is the signal to be measured (i.e.
2nd pulse and input signal) input timing,
The identified data is output as it is or after being subjected to processing such as further encoding, as data representing the phase difference from the signal serving as the measurement reference (that is, the first pulse or the reference clock).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの装置
では、測定対象となる信号(以下、測定信号と呼ぶ)に
より遅延線やパルス周回回路の出力をラッチすることに
より、測定結果を保持しているため、複数の測定信号に
て連続して測定を行い、且つ測定信号の発生時間が極め
て接近している場合は、これらの装置の測定結果を用い
て処理を行う後段の処理装置が、全ての測定信号につい
て、その測定結果を有効に使用することができないとい
う問題があった。
However, in these devices, the measurement result is held by latching the output of the delay line or the pulse circulation circuit by the signal to be measured (hereinafter referred to as the measurement signal). Therefore, if multiple measurement signals are used for continuous measurement, and the generation times of the measurement signals are extremely close, all the subsequent processing devices that perform processing using the measurement results of these devices are There is a problem that the measurement result cannot be effectively used for the measurement signal.

【0007】即ち、後段の処理装置が先に発生した測定
信号の測定結果の読み取る前に、次の測定信号が発生す
ると、測定結果が書き換えられてしまうため、後段の処
理装置では、先の測定信号の測定結果を使用することが
できないのである。また特に、二つの測定信号が、その
測定信号のパルス幅より短い間隔で発生した場合には、
この二つの測定信号が互いに干渉し合って一体となり、
後で発生した測定信号のタイミング情報が消失してしま
うため、各測定信号毎に、測定結果を得ることすらでき
ないという問題もあった。
That is, if the next measurement signal is generated before the measurement result of the previously generated measurement signal is read by the processing device in the subsequent stage, the measurement result is rewritten. The measurement result of the signal cannot be used. Also, especially when two measurement signals occur at intervals shorter than the pulse width of the measurement signals,
These two measurement signals interfere with each other and become one,
Since the timing information of the measurement signal generated later is lost, there is also a problem that the measurement result cannot be obtained even for each measurement signal.

【0008】本発明は、上記問題点を解決するために、
測定対象となる信号が複数存在し、しかも、それら信号
の発生時間が極めて接近している場合であっても、全て
の信号について、測定基準となる信号との時間間隔を測
定し測定結果を保持可能な時間測定装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems.
Even if there are multiple signals to be measured and the generation times of those signals are very close, the time interval between all signals and the reference signal is measured and the measurement result is retained. The purpose is to provide a possible time measuring device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明の請求項1に記載の時間測定装置にお
いては、開始信号が入力されると、信号遅延手段が、複
数の遅延素子を直列に連結した信号遅延線上にて、パル
ス信号を順次遅延させながら伝送する。
In the time measuring device according to claim 1 of the present invention made to achieve the above object, when a start signal is input, the signal delaying means causes the signal delaying means to have a plurality of delay elements. Are transmitted in series while sequentially delaying the pulse signal on the signal delay line connected in series.

【0010】その後、入力ラインから終了信号が入力さ
れると、位置検出手段が、各遅延素子の出力信号を保持
すると共に、該保持した出力信号に基づき、信号遅延線
内でのパルス信号の伝送位置を特定し、この伝送位置に
応じたデジタルデータを発生する。
After that, when the end signal is input from the input line, the position detecting means holds the output signal of each delay element and transmits the pulse signal in the signal delay line based on the held output signal. The position is specified, and digital data corresponding to this transmission position is generated.

【0011】この位置検出手段からのデジタルデータ
は、開始信号が入力されてから終了信号が入力されるま
での時間間隔を測定した測定値として出力ラインに出力
される。なお、本発明では、終了信号を入力するための
入力ラインが複数設けられ、この入力ライン毎に位置検
出手段及び出力ラインが設けられており、各位置検出手
段は、夫々異なる終了信号に従って互いに独立に動作し
て、測定値を夫々の出力ラインに出力するようにされて
いる。
The digital data from the position detecting means is output to the output line as a measurement value obtained by measuring the time interval from the input of the start signal to the input of the end signal. In the present invention, a plurality of input lines for inputting the end signal are provided, and the position detection means and the output line are provided for each of the input lines, and each position detection means is independent of each other according to different end signals. To output the measured value to each output line.

【0012】このように、本発明の時間測定装置によれ
ば、各終了信号は、夫々別の入力ラインから入力される
ため、終了信号の発生間隔がどれだけ接近していたとし
ても、終了信号同士が互いに干渉し合うことがなく、各
入力ラインに入力される全ての終了信号について、確実
に測定値を得ることができ、しかも、各測定値は夫々個
別の出力ラインから出力されるため、他の測定信号に基
づく測定値により書換えられてしまうことがなく、その
結果、全ての測定値を、当該装置の測定値を用いて処理
を行う後段の処理装置に確実に引き渡すことができる。
As described above, according to the time measuring device of the present invention, since each end signal is input from a different input line, no matter how close the generation intervals of the end signals are, the end signal is generated. Without interfering with each other, for all termination signals input to each input line, it is possible to reliably obtain a measurement value, and since each measurement value is output from each individual output line, The measured values based on other measured signals are not rewritten, and as a result, all measured values can be reliably delivered to the subsequent processing device that performs processing using the measured values of the device.

【0013】次に、請求項2に記載の時間測定装置にお
いては、信号遅延手段が、信号遅延線をループ状に連結
してなるパルス周回回路からなり、開始信号の入力によ
り起動されると、このパルス周回回路内をパルス信号が
周回し、その周回数をカウント手段がカウントする。
Next, in the time measuring device according to the second aspect of the present invention, the signal delay means is composed of a pulse circulating circuit formed by connecting signal delay lines in a loop shape, and when the signal delay means is activated by input of a start signal, The pulse signal circulates in the pulse circulation circuit, and the counting means counts the number of circulations.

【0014】そして、終了信号が入力されると、上述の
ように位置検出手段が各遅延素子の出力信号を保持する
と共に、周回数保持手段が、カウント手段のカウント結
果を保持する。その結果、出力ラインからは、同じ終了
信号によって動作する位置検出手段からのデジタルデー
タを下位ビット、周回数保持手段からのデジタルデータ
を上位ビットとする複数ビットのデジタルデータが測定
値として出力される。
When the end signal is input, the position detecting means holds the output signal of each delay element as described above, and the lap number holding means holds the count result of the counting means. As a result, from the output line, a plurality of bits of digital data, in which the digital data from the position detecting means operating by the same end signal is the lower bit and the digital data from the cycle number holding means is the upper bit, are output as measured values. .

【0015】従って、本発明の時間測定装置によれば、
信号遅延手段として信号遅延線を単に直列に接続したも
のが使用されている場合と比較すると、カウント手段の
カウント段数を1ビット増加させる毎に、信号遅延線を
構成する遅延素子の段数を順次1/2にすることができ
るため、回路構成を小型化でき、また同じ回路規模であ
れば、より長い時間間隔を測定できる。
Therefore, according to the time measuring device of the present invention,
As compared with the case where the signal delay line is simply connected in series as the signal delay unit, the number of delay elements forming the signal delay line is sequentially increased by 1 each time the number of counting stages of the counting unit is increased by 1 bit. Since it can be set to / 2, the circuit configuration can be downsized, and longer time intervals can be measured with the same circuit scale.

【0016】次に、請求項3に記載の時間測定装置にお
いて、周回数保持手段では、終了信号が入力されると、
第1保持回路が、この終了信号に従って直ちにカウンタ
回路の出力を保持し、第2保持回路が、遅延回路により
遅延された終了信号に従って遅れたタイミングにてカウ
ンタ回路の出力を保持する。
Next, in the time measuring device according to the third aspect, when the end signal is input to the number-of-turns holding means,
The first holding circuit immediately holds the output of the counter circuit according to the end signal, and the second holding circuit holds the output of the counter circuit at a timing delayed according to the end signal delayed by the delay circuit.

【0017】そして、選択回路が、当該周回数保持手段
と同じ終了信号にて動作する位置検出手段にて検出され
るパルス信号の周回位置に基づき、第1保持回路或は第
2保持回路のいずれか一方の出力を選択し、当該周回数
保持手段の出力とする。従って、本発明の時間測定装置
によれば、終了信号がどのようなタイミングで発生しよ
うとも、安定した時間測定を行うことができる。
Then, the selection circuit selects either the first holding circuit or the second holding circuit based on the circulating position of the pulse signal detected by the position detecting means which operates with the same end signal as that of the rotating frequency holding means. One of the outputs is selected and used as the output of the number-of-turns holding means. Therefore, according to the time measuring device of the present invention, stable time measurement can be performed no matter what timing the end signal occurs.

【0018】即ち、カウンタ回路は、終了信号が入力さ
れてから出力が安定するまでに有る程度の時間(以後、
不定時間と呼ぶ)を要するため、不定時間の間にカウン
ト手段の出力を保持すると、誤った値が保持されること
になるが、カウンタ回路は、パルス信号が周回する度に
1回だけ動作するため、このカウンタ回路の出力を、パ
ルス信号の周回時間内にタイミングをずらして2回保持
することにより、少なくともいずれか一方は、必ず確定
したカウント回路の出力を保持できるのである。なお、
選択回路では、例えば、パルス信号の周回位置が、カウ
ンタ回路のカウントクロックとして接続されている遅延
素子から全素子数の半数前の遅延素子までの間に存在す
る場合には、第1保持回路を選択し、それ以外では第2
保持回路を選択するようにすればよい。但し、選択手段
での選択の切換タイミングは、カウント手段を駆動する
カウントクロックや第1及び第2保持回路を駆動する終
了信号の装置内での遅延時間等を考慮して適宜設定する
必要がある。
That is, the counter circuit has a certain amount of time (hereinafter referred to as "end") from the input of the end signal until the output is stabilized.
Since an undefined time is required, if the output of the counting means is held during the undefined time, an incorrect value will be held, but the counter circuit operates only once each time the pulse signal circulates. Therefore, by holding the output of this counter circuit twice with the timing shifted within the circulation time of the pulse signal, at least one of them can always hold the fixed output of the count circuit. In addition,
In the selection circuit, for example, when the circulating position of the pulse signal exists between the delay elements connected as the count clock of the counter circuit and the delay elements that are half the number before the total number of elements, the first holding circuit is set. Selected, otherwise second
A holding circuit may be selected. However, the switching timing of the selection by the selection means needs to be appropriately set in consideration of the delay time in the device of the count clock for driving the count means and the end signal for driving the first and second holding circuits. .

【0019】次に請求項4に記載の時間測定装置におい
ては、カウント手段は、複数のカウンタ回路からなり、
各カウンタ回路は、パルス周回回路内の互いに異なる遅
延素子の出力をカウントクロックとして動作する。そし
て、周回数保持手段では、終了信号が入力されると、カ
ウンタ回路毎に設けられた保持回路が、この終了信号に
従って一斉に各カウンタ回路の出力を値を夫々保持す
る。
Next, in the time measuring device according to the fourth aspect, the counting means comprises a plurality of counter circuits,
Each counter circuit operates using the outputs of delay elements different from each other in the pulse circulation circuit as count clocks. When the end signal is input to the number-of-turns holding means, the holding circuit provided for each counter circuit holds the values of the outputs of the respective counter circuits all at once in accordance with the end signal.

【0020】そして、選択回路が、レベル保持手段の出
力から検出されるパルス周回回を周回するパルス信号の
パルス位置に基づき、複数の保持回路のいずれかを選択
して周回数保持手段の出力とする。従って、本発明の時
間測定装置によれば、請求項3に記載の時間測定装置と
同様に、終了信号がどのようなタイミングで発生しよう
とも、安定した時間測定を行うことができる。
Then, the selection circuit selects one of the plurality of holding circuits based on the pulse position of the pulse signal which circulates the pulse circulation detected from the output of the level retaining means, and selects the output of the circulation number retaining means. To do. Therefore, according to the time measuring device of the present invention, similar to the time measuring device according to the third aspect, stable time measurement can be performed regardless of the timing of the end signal.

【0021】即ち、各カウンタ回路は、夫々異なるタイ
ミングでカウント動作をしており、必ず出力が安定した
状態にあるカウンタ回路が存在するため、選択回路に、
このカウンタ回路の出力を保持する保持回路の出力を選
択させることで、確実に、確定したカウント回路の出力
が得られるのである。
That is, since each counter circuit performs a counting operation at different timings, and there is a counter circuit whose output is always stable, the selection circuit
By selecting the output of the holding circuit that holds the output of the counter circuit, the fixed output of the counting circuit can be reliably obtained.

【0022】次に、請求項5に記載の時間測定装置にお
いて、終了信号生成手段は、複数の比較回路からなり、
各比較回路は、当該終了信号生成手段に入力されるパル
ス状の入力信号を、予め設定された比較レベルと比較し
て、入力信号の信号レベルが比較レベルに達すると、所
定の終了信号を生成して入力ラインに入力する。
Next, in the time measuring device according to the fifth aspect, the end signal generating means comprises a plurality of comparing circuits,
Each comparison circuit compares the pulsed input signal input to the end signal generation means with a preset comparison level, and when the signal level of the input signal reaches the comparison level, generates a predetermined end signal. And input to the input line.

【0023】そして、測定値演算手段が、上記終了信号
に対応して各出力ラインから夫々出力される測定値に基
づき、開始信号から入力信号までの時間間隔を求める。
このように、本発明の時間測定装置によれば、入力信号
を複数の地点で測定しているため、その測定値から入力
信号の波形を認識することが可能となり、認識した波形
に基づいて、測定値を演算することにより、開始信号か
ら入力信号までの時間間隔を求めることができるので、
測定条件により入力信号の波形が変動しても、常に安定
した信頼性の高い測定結果を得ることができる。
Then, the measured value calculating means obtains the time interval from the start signal to the input signal based on the measured value output from each output line corresponding to the end signal.
Thus, according to the time measuring device of the present invention, since the input signal is measured at a plurality of points, it is possible to recognize the waveform of the input signal from the measured value, and based on the recognized waveform, By calculating the measured value, the time interval from the start signal to the input signal can be obtained,
Even if the waveform of the input signal varies depending on the measurement conditions, it is possible to always obtain stable and highly reliable measurement results.

【0024】即ち、例えば、入力信号の立上がり及び立
下がりの鈍りが大きい場合、一点の比較レベルのみで測
定すると、設定する比較レベルによって測定値が大きく
異なってしまったり、また入力信号の振幅が測定毎に変
動する場合には、比較レベルを一定にしていても、入力
信号の波形によって比較条件(即ち比較レベルが振幅の
何%であるか等)が異なってしまい、安定した測定値を
得ることができないのであるが、本発明では測定値から
入力信号の波形を認識できるため、適宜測定値を演算す
ることで、同じ条件での測定に相当する測定結果が得ら
れるのである。
That is, for example, when the rising and falling edges of the input signal are large, if the measurement is performed at only one comparison level, the measured value may be greatly different depending on the set comparison level, or the amplitude of the input signal may be measured. If it varies from time to time, even if the comparison level is fixed, the comparison conditions (that is, what percentage of the amplitude the comparison level is, etc.) differ depending on the waveform of the input signal, and stable measurement values can be obtained. However, since the waveform of the input signal can be recognized from the measured value in the present invention, by appropriately calculating the measured value, the measurement result corresponding to the measurement under the same condition can be obtained.

【0025】次に、請求項6に記載の時間測定装置にお
いては、終了信号生成手段は、入力信号を一方は立上が
り時に、他方は立下がり時に同じ比較レベルにて比較す
る一対の比較回路を含んでおり、測定値演算手段は、こ
の一対の比較回路が生成する終了信号に基づいて得られ
る一対の測定値から、その測定値の平均値を求める。
Next, in the time measuring device according to the sixth aspect of the present invention, the end signal generating means includes a pair of comparison circuits for comparing the input signals at the same comparison level when one of them is rising and the other is falling. Therefore, the measurement value calculation means obtains the average value of the measurement values from the pair of measurement values obtained based on the end signal generated by the pair of comparison circuits.

【0026】従って、本発明の時間測定装置によれば、
入力信号の波形及び波高値によらず、入力信号の中央位
置を基準として、開始信号から入力信号までの時間間隔
を測定することができる。次に請求項7に記載の時間測
定装置においては、終了信号生成手段は、立上がり時の
信号レベルを互いに異なる比較レベルにて比較する2つ
以上の比較回路を含み、測定値演算手段は、上記2つ以
上の比較回路が生成する終了信号に対応して得られる測
定値から、入力信号の立上がりの傾きを求め、更に、こ
の求められたに立上がりの傾きから、入力信号の立上が
り開始時間を求める。
Therefore, according to the time measuring device of the present invention,
The time interval from the start signal to the input signal can be measured with reference to the center position of the input signal, regardless of the waveform and the peak value of the input signal. Next, in the time measuring device according to claim 7, the end signal generating means includes two or more comparing circuits for comparing the signal levels at the time of rising at different comparison levels, and the measurement value calculating means is the above-mentioned. The rising slope of the input signal is obtained from the measurement values obtained corresponding to the end signals generated by two or more comparator circuits, and the rising start time of the input signal is obtained from the obtained rising slope. .

【0027】従って、本発明の時間測定装置によれば、
開始信号から入力信号の立上がり開始、即ち、入力信号
の先頭までの時間間隔を正確に測定することができる。
Therefore, according to the time measuring device of the present invention,
It is possible to accurately measure the time interval from the start signal to the rising start of the input signal, that is, from the beginning of the input signal.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図1は、測定開始信号PAが入力されてか
ら、各測定信号PB1〜PB4が入力されるまでの時間
間隔を測定する第1実施例の時間測定装置2の全体構成
を表す回路構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing the overall configuration of the time measuring device 2 of the first embodiment that measures the time interval from the input of the measurement start signal PA to the input of each of the measurement signals PB1 to PB4. .

【0029】図1に示すように本実施例の時間測定装置
2は、入力された測定開始信号PAを遅延させながら伝
送する信号遅延線4と、信号遅延線4から測定開始信号
PAの伝送位置に応じて出力される遅延信号DY0〜D
Ynに基づき、測定開始信号PAと各測定終了信号PB
i(i=1〜4)との位相差(時間間隔)を表す測定値
DAiを出力する4つの信号処理部6a〜6dにより構
成されている。
As shown in FIG. 1, the time measuring device 2 of the present embodiment transmits a signal delay line 4 which delays an input measurement start signal PA and a transmission position of the measurement start signal PA from the signal delay line 4. Delay signals DY0 to D output according to
Measurement start signal PA and each measurement end signal PB based on Yn
It is composed of four signal processing units 6a to 6d that output a measurement value DAi representing a phase difference (time interval) with i (i = 1 to 4).

【0030】このうち信号遅延線4は、入力信号を反転
させて出力するn個のインバータINV1〜nを直列に
接続してなり、初段のインバータINV1の入力DY
0、及び各インバータINV1〜30の出力DY1〜D
Ynを外部に取り出すための信号線には、寄生容量を軽
減するためのバッファBF0〜BFnが夫々接続されて
いる。
Among them, the signal delay line 4 is formed by connecting in series n inverters INV1 to INV for inverting and outputting an input signal, and the input DY of the first-stage inverter INV1.
0, and outputs DY1 to D of the inverters INV1 to 30
Buffers BF0 to BFn for reducing parasitic capacitance are connected to the signal line for taking out Yn to the outside.

【0031】一方、信号処理部6a〜6dは、いずれも
全く同じ構成をしており、信号遅延線4の出力DY0〜
DYnを測定終了信号PBi(i=1〜4)の立上がり
タイミングで夫々ラッチするD形フリップフロップ(D
FF)回路Fi0〜Finにより構成されたラッチ群か
らなり、これらDFF回路Fi0〜Finにラッチされ
たn+1ビットのラッチ出力を、測定値DAiとして出
力する。
On the other hand, the signal processing units 6a to 6d have exactly the same configuration, and the outputs DY0 to DY0 of the signal delay line 4 are used.
D-type flip-flops (D) that latch DYn at the rising timing of the measurement end signal PBi (i = 1 to 4), respectively.
FF) circuits Fi0 to Fin, and a latch output of n + 1 bits latched by these DFF circuits Fi0 to Fin is output as a measurement value DAi.

【0032】このように構成された時間測定装置2で
は、測定開始信号PAが入力され、初段のインバータI
NV1が反転動作をすると、その反転動作が、次段以降
のインバータINV2〜30に順次伝搬し、測定開始信
号PAの伝送位置に相当するインバータINVjでは、
その入力と出力とが同じ信号レベルとなる。
In the time measuring device 2 thus constructed, the measurement start signal PA is input and the inverter I of the first stage is connected.
When the NV1 performs the inversion operation, the inversion operation is sequentially propagated to the inverters INV2 to 30 of the next stage and thereafter, and in the inverter INVj corresponding to the transmission position of the measurement start signal PA,
Its input and output have the same signal level.

【0033】従って、測定終了信号PBiによりラッチ
された値である測定値DAiから、隣接する2ビットが
同じ値となる箇所を検出することにより、測定開始信号
PAの伝送位置を特定することができ、延いては、測定
値DAiから測定開始信号PAの立上がりから測定終了
信号PBiの立上がりまでの時間間隔を特定することが
できる。
Therefore, the transmission position of the measurement start signal PA can be specified by detecting the location where two adjacent bits have the same value from the measurement value DAi which is the value latched by the measurement end signal PBi. Further, it is possible to specify the time interval from the measurement value DAi to the rise of the measurement start signal PA to the rise of the measurement end signal PBi.

【0034】なお、本実施例の時間測定装置2は、半導
体基板上に一体に形成されたIC回路として構成され、
特に、測定開始信号PA,測定終了信号PB,及び信号
遅延線4の出力DY0〜DYnを伝送する各信号線は金
属配線されている。これは、時間測定に関わるタイミン
グ信号を伝送する信号線の寄生容量を極力低下させ、信
号波形のなまりを防止し、急峻な波形を確保して安定し
た時間測定を可能にするためである。
The time measuring device 2 of this embodiment is configured as an IC circuit integrally formed on a semiconductor substrate,
In particular, the signal lines for transmitting the measurement start signal PA, the measurement end signal PB, and the outputs DY0 to DYn of the signal delay line 4 are metal-wired. This is because the parasitic capacitance of the signal line that transmits the timing signal related to the time measurement is reduced as much as possible, the rounding of the signal waveform is prevented, and a steep waveform is secured to enable stable time measurement.

【0035】以上説明したように、本実施例の時間測定
装置2においては、測定開始信号PAにより動作する信
号遅延線4からの出力DY0〜DYnと、測定終了信号
PBiとに基づき、測定開始信号PAから測定終了信号
PBi(i=1〜4)までの時間間隔に対応した測定値
DAiを出力する信号処理部6a〜6dが4つ並列に設
けられ、各測定終了信号PBi及び測定値DAiは、夫
々個別の信号線にて各信号処理部6a〜6dに入出力さ
れるように構成されている。
As described above, in the time measuring device 2 of this embodiment, the measurement start signal is generated based on the outputs DY0 to DYn from the signal delay line 4 which operates by the measurement start signal PA and the measurement end signal PBi. Four signal processing units 6a to 6d that output measurement values DAi corresponding to the time interval from PA to the measurement end signal PBi (i = 1 to 4) are provided in parallel, and each measurement end signal PBi and measurement value DAi are The signal processing units 6a to 6d are configured to be input and output by individual signal lines.

【0036】従って、本実施例の時間測定装置2によれ
ば、測定終了信号PBiが、互いに極めて接近した時間
に互いに重なり合うように発生したとしても、従来装置
のように、測定終了信号PBi同士が互いに干渉し合っ
て、複数の測定終了信号PBiが一つの信号として認識
されてしまうようなことがなく、また、その測定値DA
iも夫々個別の信号線にて出力されるため、先に発生し
た測定終了信号PBiの測定値DAiが、後で発生した
測定終了信号PBiの測定値DAiに書き換えられてし
まうこともなく、その結果、各測定終了信号PBi毎の
測定を確実に行うことができる。
Therefore, according to the time measuring device 2 of the present embodiment, even if the measurement end signals PBi are generated so as to overlap each other at extremely close times to each other, the measurement end signals PBi are different from each other as in the conventional device. The plurality of measurement end signals PBi do not interfere with each other to be recognized as one signal, and the measured value DA
Since i is also output through a separate signal line, the measured value DAi of the measurement end signal PBi generated earlier is not overwritten by the measured value DAi of the measurement end signal PBi generated later, and As a result, the measurement for each measurement end signal PBi can be reliably performed.

【0037】なお、本実施例では、信号処理部6a〜6
dは、DFF回路Fi0〜Finの出力をそのまま測定
値DAiとして出力しているが、DFF回路Fi0〜F
inの出力から特定される測定開始信号PAの伝送位置
に基づき、測定開始信号PAがインバータINVを通過
した段数を表す二進数デジタルデータに変換するエンコ
ーダを設けてもよい。
In this embodiment, the signal processing units 6a to 6a are used.
Although d outputs the outputs of the DFF circuits Fi0 to Fin as the measurement values DAi as they are, the DFF circuits Fi0 to F
An encoder may be provided for converting the measurement start signal PA into binary digital data representing the number of stages passed through the inverter INV, based on the transmission position of the measurement start signal PA specified from the output of in.

【0038】この場合、当該装置2の出力を用いて処理
を行う後段の処理装置では、測定値DAiを加工するこ
となく、そのまま演算処理等に使用することができる。
次に、図2は、第2実施例の時間測定装置10の全体構
成を表すブロック図である。
In this case, in the subsequent processing device which performs processing using the output of the device 2, the measured value DAi can be used as it is for arithmetic processing etc. without being processed.
Next, FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the time measuring device 10 of the second embodiment.

【0039】図2に示すように、本実施例の時間測定装
置10は、測定開始信号PAにより起動され、パルス信
号を周回させる信号遅延手段としてのパルス周回回路1
2と、パルス周回回路12内でパルス信号が周回する毎
に出力される周回信号をカウントクロックCKとするカ
ウント手段としての4ビットのカウンタ回路14と、パ
ルス周回回路12からパルス信号の周回位置に応じて出
力される遅延信号DY0〜DY30、及びカウンタ回路
14からのカウント値COに基づき、測定開始信号PA
と各測定終了信号PBi(i=1〜4)との位相差(時
間間隔)を9ビットのデジタルデータに符号化し測定値
DAiとして出力する4つの信号処理部16a〜16d
とにより構成されている。
As shown in FIG. 2, the time measuring device 10 of the present embodiment is activated by the measurement start signal PA, and the pulse circulation circuit 1 as a signal delay means for circulating the pulse signal.
2, a 4-bit counter circuit 14 as a counting means that uses a circulation signal output every time the pulse signal circulates in the pulse circulation circuit 12 as a count clock CK, and a pulse signal from the pulse circulation circuit 12 to a circulation position of the pulse signal. Based on the delay signals DY0 to DY30 output in response to the count value CO from the counter circuit 14, the measurement start signal PA
And four measurement end signals PBi (i = 1 to 4) are phase-coded (time intervals) into 9-bit digital data, and the four signal processing units 16a to 16d are output as measured values DAi.
It is composed of

【0040】ここで図3は、時間測定装置10各部の回
路構成図である。なお、信号処理部16a〜16dは、
全て同じ構成をしているので、ここでは信号処理部16
aについてのみ説明する。まず、パルス周回回路12
は、一方の入力端に開始信号PAを受けて動作する否定
論理積回路NANDと30個のインバータINV1〜3
0とをリング上に連結してなり、これら各反転回路(即
ち否定論理積回路NAND及びインバータINV1〜3
0)の出力DY0〜DY30を外部に取り出すための信
号線には、寄生容量を軽減するためのバッファBF0〜
BF30が夫々接続されている。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of each part of the time measuring device 10. The signal processing units 16a to 16d are
Since all have the same configuration, here, the signal processing unit 16
Only a will be described. First, the pulse circulation circuit 12
Is a NAND circuit NAND that operates by receiving a start signal PA at one input terminal and 30 inverters INV1 to INV3.
0 and 0 are connected on a ring, and each of these inverting circuits (that is, a NAND circuit NAND and inverters INV1-3
0) output DY0 to DY30 are output to the signal line through buffers BF0 to BF0 for reducing parasitic capacitance.
The BFs 30 are respectively connected.

【0041】また、反転回路の最終段(インバータIN
V30)の出力は、カウントクロックCKとしてカウン
タ回路14に入力されており、カウンタ回路14は、こ
のカウントクロックCKの立上がり及び立下がりの両エ
ッジにてカウントを行う。次に、信号処理部16aは、
反転回路の出力DY0〜DY30を、測定終了信号PB
1の立上がりタイミングで夫々ラッチするDFF回路F
0〜30からなるラッチ群18と、各DFF回路F0〜
30からの出力信号に基づき、パルス周回回路12を周
回するパルス信号の周回位置、即ち、同じ信号レベルが
連続している箇所を検出し、それが初段の反転回路(否
定論理積回路NAND)のであれば0、最後段の反転回
路(インバータINV30)であれば30(11110
H)というように、5ビットの二進数デジタルデータE
Dに符号化するエンコーダ20と、カウンタ回路14の
出力COを、測定終了信号PB1の立上がりタイミング
でラッチする第1ラッチ回路22aと、測定終了信号P
B1を、パルス周回回路12でのパルス信号の周回時間
の略半分の時間だけ遅延させる遅延線24と、遅延線2
4にて遅延された遅延信号PB1aの立上がりタイミン
グでカウンタ回路14の出力COをラッチする第2ラッ
チ回路22bと、エンコーダ出力EDの最上位ビットM
SBに基づき、MSB=0ならば第1ラッチ回路22a
の出力を、MSB=1ならば第2ラッチ回路22bの出
力を選択して出力するマルチプレクサ26と、5ビット
のエンコーダ出力ED及び4ビットのマルチプレクサ出
力MDに基づき、測定開始信号PAの立上がりから測定
終了信号PB1の立上がりまでの時間間隔を、パルス周
回回路12を構成する反転回路の遅延時間を単位とした
9ビットの二進数デジタルデータに変換し測定値DA1
として出力するレジスタ28とにより構成されている。
The final stage of the inverting circuit (inverter IN
The output of V30) is input to the counter circuit 14 as the count clock CK, and the counter circuit 14 counts at both the rising and falling edges of the count clock CK. Next, the signal processing unit 16a
Output DY0 to DY30 of the inverting circuit to the measurement end signal PB
DFF circuit F that latches at the rising edge of 1
Latch group 18 including 0 to 30 and each DFF circuit F0 to
Based on the output signal from 30, the circulating position of the pulse signal circulating in the pulse circulating circuit 12, that is, the position where the same signal level continues is detected, and it is the inversion circuit of the first stage (NAND circuit NAND). If there is 0, if it is the last inverting circuit (inverter INV30), 30 (11110)
H) such as 5 bit binary digital data E
An encoder 20 that encodes D, a first latch circuit 22a that latches the output CO of the counter circuit 14 at the rising timing of the measurement end signal PB1, and a measurement end signal P
A delay line 24 for delaying B1 by a time substantially half the circulation time of the pulse signal in the pulse circulation circuit 12, and a delay line 2
The second latch circuit 22b that latches the output CO of the counter circuit 14 at the rising timing of the delay signal PB1a delayed by 4 and the most significant bit M of the encoder output ED.
Based on SB, if MSB = 0, the first latch circuit 22a
Based on the multiplexer 26 which selects and outputs the output of the second latch circuit 22b if MSB = 1, the 5-bit encoder output ED and the 4-bit multiplexer output MD, the measurement start signal PA is measured from the rising edge thereof. The time interval until the rise of the end signal PB1 is converted into 9-bit binary digital data with the delay time of the inverting circuit forming the pulse circulation circuit 12 as a unit, and the measured value DA1 is obtained.
And a register 28 for outputting as.

【0042】なお、ラッチ群18及びエンコーダ20が
上述の位置検出手段に相当し、第1ラッチ回路22a,
第2ラッチ回路22b,遅延線24,及びマルチプレク
サ26が周回数保持手段に相当し、レジスタ28の出力
を取り出す信号線が出力ラインに相当する。
The latch group 18 and the encoder 20 correspond to the position detecting means described above, and the first latch circuit 22a,
The second latch circuit 22b, the delay line 24, and the multiplexer 26 correspond to the number-of-turns holding means, and the signal line for taking out the output of the register 28 corresponds to the output line.

【0043】ここで、レジスタ28は、エンコーダ出力
EDを下位5ビット、マルチプレクサ出力MDを上位4
ビットとしてなる9ビットのデジタル値から、マルチプ
レクサ出力MDからなる4ビットのデジタル値を減算し
た値を、測定値DA0〜DA8として出力するように構
成されている。
In the register 28, the encoder output ED is the lower 5 bits and the multiplexer output MD is the upper 4 bits.
A value obtained by subtracting a 4-bit digital value composed of the multiplexer output MD from the 9-bit digital value composed of bits is output as the measured values DA0 to DA8.

【0044】これは、マルチプレクサ出力MDの値を十
進数で表した値をNとし、反転回路の遅延時間を1とす
ると、マルチプレクサ出力MDの値は31×Nを表して
おり、そのままでは測定値DAの上位4ビットとして使
用することができないため、その誤差を補正するための
ものである。なお、その詳細については、特開平3−2
20814号に記載されているので、ここではこれ以上
の説明を省略する。
When the value of the multiplexer output MD represented by a decimal number is N and the delay time of the inverting circuit is 1, the value of the multiplexer output MD represents 31 × N, which is the measured value as it is. This is for correcting the error because it cannot be used as the upper 4 bits of DA. For details, see Japanese Patent Laid-Open No. 3-2.
No. 20814, so further explanation is omitted here.

【0045】また、第1ラッチ回路22a及び第2ラッ
チ回路22bにて、周回時間の半分の時間だけタイミン
グをずらして、カウンタ回路14の出力COを夫々ラッ
チし、エンコーダ出力EDの最上位ビットMSBに基づ
きマルチプレクサ26にて、いずれか一方の出力を選択
するようにしているのは、カウンタ回路14の出力CO
を、その信号レベルが確定した状態で取り込むためであ
る。
In the first latch circuit 22a and the second latch circuit 22b, the output CO of the counter circuit 14 is latched by shifting the timing by half of the circulation time, and the most significant bit MSB of the encoder output ED is latched. The multiplexer 26 selects either one of the outputs based on the
Is taken in with the signal level thereof fixed.

【0046】即ち、カウンタ回路14は、カウントクロ
ックCKが入力されてからその出力COが確定するまで
に、有限の時間(不定時間)を要するため、不定時間の
間にこの出力COをラッチすると、誤った値がラッチさ
れることになるが、カウンタ回路14は、パルス信号の
周回時間毎に1回だけ動作するため、このように、周回
時間の半分の時間だけずらして2回のラッチを行うこと
により、少なくともいずれか一方は、カウンタ回路14
の出力COを、その信号レベルが確定した状態でラッチ
することができるのである。そして、エンコーダ出力E
DのMSBが1であれば、パルス信号が、反転回路の後
半段(インバータINV16〜30)のいずれかにあ
り、測定終了信号PB1が入力された時に、カウンタ回
路14は前回の動作から少なくとも周回時間の半分の時
間以上は経過しており、その出力COは確実に確定して
いるため、この場合は、第1ラッチ回路22aの出力を
選択すればよく、それ以外(MSB=0)の場合は、第
2ラッチ回路22bの出力を選択すればよいのである。
なお、この詳細は、特開平6−283984号に記載さ
れているので、ここではこれ以上の説明を省略する。
That is, since the counter circuit 14 requires a finite time (indefinite time) from the input of the count clock CK until its output CO is determined, if this output CO is latched during the indefinite time, Although an erroneous value will be latched, the counter circuit 14 operates only once for each revolution time of the pulse signal, and thus, the counter circuit 14 shifts by half the revolution time and latches twice. As a result, at least one of the counter circuits 14
Output CO can be latched in a state where its signal level is fixed. And the encoder output E
If the MSB of D is 1, the pulse signal is in one of the latter half stages (inverters INV16 to 30) of the inverting circuit, and when the measurement end signal PB1 is input, the counter circuit 14 makes at least one revolution from the previous operation. Since more than half of the time has elapsed and its output CO is definitely determined, in this case, the output of the first latch circuit 22a may be selected, and in other cases (MSB = 0) Is to select the output of the second latch circuit 22b.
Since the details of this are described in JP-A-6-283984, further description will be omitted here.

【0047】そして、このように構成された本実施例の
時間測定装置10は、半導体基板上に一体に形成された
IC回路として構成されており、第1実施例と同様に、
測定開始信号PA,測定終了信号PB,及びパルス周回
回路12を構成する各反転回路の出力DY0〜DY30
を伝送する各信号線は金属配線にされている。
The time measuring device 10 of the present embodiment thus constructed is constructed as an IC circuit integrally formed on the semiconductor substrate, and like the first embodiment,
Measurement start signal PA, measurement end signal PB, and outputs DY0 to DY30 of each inverting circuit forming the pulse circulation circuit 12.
Each signal line for transmitting is a metal wiring.

【0048】以上のように構成された時間測定装置10
においては、開始信号PAが立ち上がると、パルス周回
回路12がパルス信号の周回動作を開始し、パルス信号
PAがHighレベルである間パルス信号を周回させ、その
周回数はカウンタ回路14によりカウントされる。
The time measuring device 10 configured as described above
In the above, when the start signal PA rises, the pulse circulation circuit 12 starts the circulation operation of the pulse signal, rotates the pulse signal while the pulse signal PA is at the high level, and the number of circulations is counted by the counter circuit 14. .

【0049】そして、測定終了信号PB1が立ち上がる
と、ラッチ群18が、パルス周回回路12の各反転回路
の出力DY0〜DY30をラッチすると共に、第1ラッ
チ回路22aがカウンタ回路14の出力COをラッチ
し、その後、パルス信号の周回時間の半分の時間が経過
後に、第2ラッチ回路22bが、再度カウンタ回路14
の出力COをラッチする。
When the measurement end signal PB1 rises, the latch group 18 latches the outputs DY0 to DY30 of each inverting circuit of the pulse circulation circuit 12 and the first latch circuit 22a latches the output CO of the counter circuit 14. Then, after a half of the circulation time of the pulse signal has passed, the second latch circuit 22b again causes the counter circuit 14 to
Latch output CO of.

【0050】すると、エンコーダ20が、ラッチ群18
の出力に基づき、パルス信号の周回位置を検出して、周
回位置に対応した二進数デジタルデータに変換し、これ
をエンコーダ出力EDとしてレジスタ28に入力し、一
方、マルチプレクサ26は、エンコーダ出力EDの最上
位ビットMSBの値に従って、第1ラッチ回路22a或
は第2ラッチ回路22bの出力のいずれか一方を、マル
チプレクサ出力MDとしてレジスタ28に入力する。
Then, the encoder 20 causes the latch group 18
Based on the output of the pulse signal, the circulating position of the pulse signal is detected and converted into binary digital data corresponding to the circulating position, and this is input to the register 28 as the encoder output ED. On the other hand, the multiplexer 26 outputs the encoder output ED. Either the output of the first latch circuit 22a or the second latch circuit 22b is input to the register 28 as the multiplexer output MD according to the value of the most significant bit MSB.

【0051】そして、レジスタ28は、エンコーダ出力
ED及びマルチプレクサ出力MDに基づき、パルス周回
回路12におけるパルス信号の周回数及び周回位置、即
ち、測定開始信号PAの立上がりから測定終了信号PB
1の立上がりまでの時間間隔を、反転回路の遅延時間を
単位とした二進数デジタルデータに変換して、測定値D
A1として出力する。
Then, the register 28, based on the encoder output ED and the multiplexer output MD, determines the number of rounds and the rounding position of the pulse signal in the pulse rounding circuit 12, that is, from the rise of the measurement start signal PA to the measurement end signal PB.
Convert the time interval until the rise of 1 into binary digital data with the delay time of the inverting circuit as a unit, and measure the measured value D
Output as A1.

【0052】ここで図4は、時間測定装置10の全体の
動作を表す説明図である。図4に示すように、測定開始
信号PAとしては、測定を開始する時刻に立上がり、少
なくとも測定可能とすべき最大時間間隔の間、Highレベ
ルとなる信号を入力する。また、測定終了信号PB1〜
PB4としては、測定を終了する時刻に立ち上がる信号
を入力する。
FIG. 4 is an explanatory view showing the overall operation of the time measuring device 10. As shown in FIG. 4, as the measurement start signal PA, a signal that rises at the time when the measurement is started and is at the High level for at least the maximum time interval at which measurement can be performed is input. In addition, the measurement end signals PB1 to
As PB4, a signal that rises at the time when the measurement ends is input.

【0053】これにより、時間測定装置10からは、測
定開始信号PAの立上がりから、測定終了信号PB1の
立上がりまでの時間間隔T1が、パルス周回回路12を
構成する反転回路を単位とした9ビットの二進数デジタ
ルデータで表された測定値DA1として、同様に、測定
終了信号PB2の立上がりまでの時間間隔T2が測定値
DA2として、測定終了信号PB3の立上がりまでの時
間間隔T3が測定値DA3として、測定終了信号PB4
の立上がりまでの時間間隔T4が測定値DA4として出
力される。
As a result, from the time measuring device 10, the time interval T1 from the rise of the measurement start signal PA to the rise of the measurement end signal PB1 is 9 bits with the inverting circuit constituting the pulse circulation circuit 12 as a unit. Similarly, as the measurement value DA1 represented by binary digital data, the time interval T2 until the rise of the measurement end signal PB2 is the measurement value DA2, and the time interval T3 until the rise of the measurement end signal PB3 is the measurement value DA3. Measurement end signal PB4
The time interval T4 until the rising edge of is output as the measured value DA4.

【0054】以上説明したように、本実施例の時間測定
装置10においては、第1実施例と同様に、信号処理部
16a〜16dが4つ並列に設けられ、各測定終了信号
PBi及び測定値DAiは、夫々個別の信号線にて各信
号処理部16a〜16dに入出力されるように構成され
ているので、第1実施例の場合と全く同様の効果を得る
ことができる。
As described above, in the time measuring device 10 of this embodiment, as in the first embodiment, four signal processing units 16a to 16d are provided in parallel, and each measurement end signal PBi and the measured value. Since DAi is configured to be input / output to / from each of the signal processing units 16a to 16d through individual signal lines, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0055】また、本実施例の時間測定装置10によれ
ば、カウンタ回路14の出力COを、測定終了信号PB
iのタイミングでラッチすると共に、周回時間の半分の
時間だけ遅延させたタイミングで別途ラッチし、パルス
信号の周回位置に応じて、カウンタ回路14の出力CO
の信号レベルが確定している時にラッチされたものを選
択し、これをパルス信号の周回数を表すデータとして使
用するようにされているので、信頼性の高い測定値DA
iを得ることができる。
Further, according to the time measuring device 10 of the present embodiment, the output CO of the counter circuit 14 is set to the measurement end signal PB.
It is latched at the timing i and is separately latched at the timing delayed by half the circulation time, and the output CO of the counter circuit 14 is output according to the circulation position of the pulse signal.
Since the latched one is selected when the signal level of is determined and is used as the data representing the number of turns of the pulse signal, the highly reliable measured value DA
i can be obtained.

【0056】なお、本実施例では時間測定装置10全体
をIC回路として構成しているが、パルス周回回路1
2、カウンタ回路14、及び信号処理部16a〜16d
のラッチ群18,第1ラッチ回路22a,第2ラッチ回
路22bの部分をIC回路にて構成し、ラッチ群18,
第1ラッチ回路22a,第2ラッチ回路22bの出力を
周知のマイクロコンピュータに取り込ませて、エンコー
ダ20,マルチプレクサ26,レジスタ28を、周知の
マイクロコンピュータにて実行される処理として構成し
てもよい。
In this embodiment, the entire time measuring device 10 is constructed as an IC circuit, but the pulse circulation circuit 1
2, counter circuit 14, and signal processing units 16a to 16d
Of the latch group 18, the first latch circuit 22a, and the second latch circuit 22b are formed by an IC circuit.
The outputs of the first latch circuit 22a and the second latch circuit 22b may be fetched by a well-known microcomputer, and the encoder 20, the multiplexer 26, and the register 28 may be configured as a process executed by the well-known microcomputer.

【0057】また、本実施例では、レジスタ28によ
り、エンコーダ出力EDとマルチプレクサ出力MDを、
反転回路の遅延時間を単位とした二進数デジタルデータ
に変換したものを測定値DAiとして出力しているが、
単純にエンコーダ出力EDを下位5ビット、マルチプレ
クサ出力MDを上位4ビットとして出力するように構成
してもよい。この場合上位4ビットは、遅延時間の粗い
測定値として取り扱えばよい。
In addition, in this embodiment, the encoder output ED and the multiplexer output MD are set by the register 28.
Although it is converted into binary digital data with the delay time of the inverting circuit as a unit, it is output as the measured value DAi.
The encoder output ED may be simply output as the lower 5 bits and the multiplexer output MD may be output as the upper 4 bits. In this case, the upper 4 bits may be treated as a coarse measurement value of the delay time.

【0058】また更に、エンコーダ20も省略して、ラ
ッチ群によりラッチされたデータと、マルチプレクサ出
力MDとを、そのまま測定値DAiとして出力するよう
に構成してもよい。次に、第3実施例の時間測定装置1
0aについて説明する。
Furthermore, the encoder 20 may be omitted, and the data latched by the latch group and the multiplexer output MD may be directly output as the measurement value DAi. Next, the time measuring device 1 of the third embodiment
0a will be described.

【0059】なお第2実施例の時間測定装置10と構成
の異なる部分についてのみ説明する。図5に示すよう
に、本実施例の時間測定装置10aは、パルス周回回路
12でのパルス信号の周回数をカウントするために二つ
のカウンタ回路14a,14bが設けられており、一方
のカウンタ回路14aには、パルス周回回路12の略中
央段に位置する反転回路(インバータINV15)の出
力がカウントクロックCKaとして入力され、他方のカ
ウンタ回路14bには、最終段に位置する反転回路(イ
ンバータINV30)の出力がカウントクロックCKb
として入力されている。
Only the parts different in structure from the time measuring device 10 of the second embodiment will be described. As shown in FIG. 5, the time measuring device 10a of the present embodiment is provided with two counter circuits 14a and 14b for counting the number of circulations of the pulse signal in the pulse circulation circuit 12, and one counter circuit is provided. The output of the inverting circuit (inverter INV15) located at the substantially central stage of the pulse circulation circuit 12 is input to 14a as the count clock CKa, and the other counter circuit 14b is the inverting circuit located at the final stage (inverter INV30). Output of count clock CKb
Has been entered as.

【0060】そして、第1ラッチ回路22aがカウンタ
回路14aの出力COaを、また第2ラッチ回路22b
がカウンタ回路14bの出力CObを、いずれも、測定
終了信号PB1の立上がりタイミングでラッチするよう
に構成されている。即ち、第2実施例では、単一のカウ
ンタ回路14の出力を、二つのラッチ回路22a,22
bに異なるタイミングでラッチさせていたが、本実施例
では、異なったタイミングで動作する二つのカウンタ回
路14a,14bの出力を、二つのラッチ回路22a,
22bに同じタイミングでラッチさせることにより、少
なくともいずれか一方のラッチ回路22a,22bで、
カウンタ回路14a,14bの出力COa,CObを、
その信号レベルが確定している時にラッチさせているの
である。
Then, the first latch circuit 22a outputs the output COa of the counter circuit 14a, and the second latch circuit 22b.
Are configured to latch the output COb of the counter circuit 14b at the rising timing of the measurement end signal PB1. That is, in the second embodiment, the output of the single counter circuit 14 is changed to the two latch circuits 22a and 22a.
Although b is latched at different timings, in the present embodiment, the outputs of the two counter circuits 14a and 14b operating at different timings are output to the two latch circuits 22a and 22a.
By making 22b latch at the same timing, at least one of the latch circuits 22a, 22b
The outputs COa and COb of the counter circuits 14a and 14b are
It is latched when the signal level is fixed.

【0061】従って、本実施例の時間測定装置10によ
れば、第2実施例の場合と全く同様に、信頼性の高い測
定値DAiを得ることができる。次に、第4実施例につ
いて説明する。図6は、レーザ光を放射し、所定のター
ゲットTからの反射光を受光して、その光の往復時間を
測定する本実施例の光往復時間測定装置50の全体構成
を表すブロック図である。
Therefore, according to the time measuring device 10 of the present embodiment, it is possible to obtain the highly reliable measurement value DAi just as in the case of the second embodiment. Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of the optical round-trip time measuring apparatus 50 of the present embodiment, which emits laser light, receives reflected light from a predetermined target T, and measures the round-trip time of the light. .

【0062】図6に示すように、本実施例の光往復時間
測定装置50は、第2実施例の時間測定装置からなる符
号化部10と、レーザ光を発光/受光すると共に、発光
時に測定開始信号PA,受光時に測定終了信号PB1〜
PB4を発生させて符号化部10に入力する信号発生部
30と、符号化部10が出力するデジタルデータDA1
〜DA4に基づいて所定の演算を実行し、その演算結果
DAL,DAHを出力する演算手段としてのデータ処理
部40とにより構成されている。
As shown in FIG. 6, the optical round-trip time measuring apparatus 50 of the present embodiment measures the time when the light is emitted / received by the encoder 10 which is the time measuring apparatus of the second embodiment and the laser light. Start signal PA, measurement end signal PB1 when receiving light
A signal generation unit 30 that generates PB4 and inputs it to the encoding unit 10, and digital data DA1 that the encoding unit 10 outputs.
.About.DA4, a predetermined arithmetic operation is executed, and a data processing unit 40 as an arithmetic means for outputting the arithmetic results DAL and DAH.

【0063】このうち、信号発生部30は、図示しない
測定開始スイッチが操作されると、所定のパルス幅を有
する駆動信号DSを出力すると共に、駆動信号DSと同
時に立上がり、少なくとも当該装置が測定可能な最大時
間間隔の間Highレベルとなる測定開始信号PAを出力す
る駆動信号発生回路32と、駆動信号発生回路32から
の駆動信号DSに応じてレーザダイオードLDを発光さ
せるLD駆動回路34と、レーザダイオードLDから発
光され、ターゲットTに反射して戻ってきたレーザ光を
フォトダイオードPDにて受光させ、その受光信号を増
幅して出力するPD駆動回路36と、PD駆動回路36
が出力する増幅された受光信号(以後、受信信号と呼
ぶ)RSの立上がり時に受信信号RSが第1比較レベル
LV1に達すると測定終了信号PB1を出力する比較器
38aと、同じく受信信号RSの立上がり時に受信信号
RSが第2比較レベルLV2(>LV1)に達すると測
定終了信号PB2を出力する比較器38bと、受信信号
RSの立下がり時に受信信号RSが第2比較レベルLV
2に達すると測定終了信号PB3を出力する比較器38
cと、同じく受信信号RSの立下がり時に受信信号RS
が第1比較レベルLV1に達すると測定終了信号PB4
を出力する比較器38dと、により構成されている。
When a measurement start switch (not shown) is operated, the signal generator 30 outputs a drive signal DS having a predetermined pulse width and rises at the same time as the drive signal DS so that at least the device can measure. A drive signal generation circuit 32 that outputs a measurement start signal PA that is at a High level for a maximum time interval, an LD drive circuit 34 that causes a laser diode LD to emit light in response to a drive signal DS from the drive signal generation circuit 32, and a laser. A PD drive circuit 36 that causes the photodiode PD to receive the laser light emitted from the diode LD, reflected by the target T, and returned, and amplifies and outputs the received light signal, and a PD drive circuit 36.
And the comparator 38a that outputs the measurement end signal PB1 when the received signal RS reaches the first comparison level LV1 when the amplified received light signal (hereinafter referred to as the received signal) RS rises, and also the received signal RS rises. When the reception signal RS reaches the second comparison level LV2 (> LV1), the comparator 38b that outputs the measurement end signal PB2 and the reception signal RS when the reception signal RS falls are the second comparison level LV.
When reaching 2, the comparator 38 which outputs the measurement end signal PB3
Similarly, when the received signal RS falls, the received signal RS
Reaches the first comparison level LV1, the measurement end signal PB4
And a comparator 38d that outputs

【0064】なお、測定開始信号PA及び各測定終了信
号PB1〜PB4は、配線の寄生容量を軽減するための
バッファBF40〜44を介して符号化部10に入力さ
れている。また、ここでは比較器38a〜38dが、上
述の終了信号生成手段に相当する。
The measurement start signal PA and the measurement end signals PB1 to PB4 are input to the encoding unit 10 via buffers BF40 to 44 for reducing the parasitic capacitance of the wiring. Further, here, the comparators 38a to 38d correspond to the above-mentioned end signal generating means.

【0065】一方、データ処理部40は、図7に示すよ
うに、測定値DA1と測定値DA4とを加算する加算器
42、測定値DA2と測定値DA3とを加算する加算器
44と、加算器42での演算結果を下位側に1ビットシ
フトさせる(即ち、2で割り算する)シフトレジスタ4
6と、加算器44での演算結果を下位側に1ビットシフ
トさせるシフトレジスタ48と、により構成されてお
り、シフトレジスタ46の出力、即ち測定値DA1,D
A4の加算平均を、処理値DALとして出力し、シフト
レジスタ48の出力、即ち測定値DA2,DA3の加算
平均を、処理値DAHとして出力する。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the data processing unit 40 includes an adder 42 for adding the measured value DA1 and the measured value DA4, an adder 44 for adding the measured value DA2 and the measured value DA3, and an adder Shift register 4 for shifting the operation result of the device 42 to the lower side by 1 bit (that is, dividing by 2)
6 and a shift register 48 for shifting the operation result of the adder 44 to the lower side by 1 bit. The output of the shift register 46, that is, the measured values DA1, D
The arithmetic average of A4 is output as the processed value DAL, and the output of the shift register 48, that is, the arithmetic average of the measured values DA2 and DA3 is output as the processed value DAH.

【0066】なお、符号化部10については、第2実施
例と全く同様に構成されているので、説明を省略する。
このように構成された本実施例の光往復時間測定装置5
0では、指令スイッチが操作されると、駆動信号DSに
従ってレーザダイオードLDが駆動され、ターゲットT
に向けてレーザ光が出力されると共に、測定開始信号P
Aに従って符号化部10が動作を開始する。
Since the encoding unit 10 is constructed in exactly the same way as in the second embodiment, its explanation is omitted.
The optical round-trip time measuring device 5 of the present embodiment configured as described above
At 0, when the command switch is operated, the laser diode LD is driven according to the drive signal DS, and the target T
A laser beam is output toward and the measurement start signal P
According to A, the encoding unit 10 starts operation.

【0067】その後、ターゲットTからの反射光をフォ
トダイオードPDが受光すると、受光に従ってPD駆動
回路36から出力される受信信号RSを、比較器38a
〜38dが、夫々所定レベルと比較することにより、測
定終了信号PB1〜PB4を発生させる。
After that, when the photodiode PD receives the reflected light from the target T, the received signal RS output from the PD drive circuit 36 according to the received light is compared with the comparator 38a.
.About.38d generate the measurement end signals PB1 to PB4 by comparing with the respective predetermined levels.

【0068】即ち、図8に示すように、受信信号RSの
信号レベルが上昇を開始して第1比較レベルLV1に達
すると、比較器38aにて測定終了信号PB1が生成さ
れ、更に信号レベルが上昇して第2比較レベルLV2に
達すると、比較器38bにて測定終了信号PB2が生成
される。その後、受信信号RSの信号レベルのピークを
過ぎ、信号レベルが下降を開始して第2比較レベルLV
2に達すると、比較器38cにて測定終了信号PB3が
生成され、更に信号レベルが下降して、第1比較レベル
LV1に達すると、比較器38dにて測定終了信号PB
4が生成される。
That is, as shown in FIG. 8, when the signal level of the received signal RS starts to rise and reaches the first comparison level LV1, the comparator 38a generates the measurement end signal PB1 and the signal level is further increased. When it rises and reaches the second comparison level LV2, the measurement end signal PB2 is generated by the comparator 38b. After that, the peak of the signal level of the reception signal RS passes, the signal level starts to decrease, and the second comparison level LV
When it reaches 2, the comparator 38c generates the measurement end signal PB3, and when the signal level further decreases to reach the first comparison level LV1, the comparator 38d outputs the measurement end signal PB3.
4 is generated.

【0069】そして、測定終了信号PB1〜PB4が入
力された符号化部10は、測定開始信号PAの立上がり
から、各測定終了信号PB1〜PB4の立上がりまでの
時間T1〜T4を、パルス周回回路12を構成する反転
回路の遅延時間を単位として二進数デジタルデータに変
換して測定値DA1〜DA4として出力し、データ処理
部40は、この測定値DA1〜DA4に基づき、二つの
加算平均値{(T1+T4)/2、(T2+T3)2}
を求めて、処理値DAL,DAHとして出力する。
Then, the encoder 10 to which the measurement end signals PB1 to PB4 have been input, determines the time T1 to T4 from the rise of the measurement start signal PA to the rise of each of the measurement end signals PB1 to PB4. Is converted into binary digital data in units of the delay time of the inverting circuit and output as measured values DA1 to DA4, and the data processing unit 40, based on these measured values DA1 to DA4, calculates two added average values {( T1 + T4) / 2, (T2 + T3) 2}
And output as processed values DAL and DAH.

【0070】以上説明したように、本実施例の光往復時
間測定装置50によれば、受信信号RSがある信号レベ
ル(ここでは、LV1とLV2)に達する時間を信号の
立上がり時と立下がり時とで夫々測定し、その加算平均
を求めることにより、測定開始信号の立上がりから、受
信信号RSの振幅が略ピークとなる中央位置までの時間
間隔を求めるようにされているので、測定条件の変動の
影響を受けることなく、安定した測定を行うことができ
る。即ち、フォトダイオードPDにて受光されるレーザ
光は、ターゲットTの反射面の状態や光経路上の条件に
よって、その減衰量が大きく異なり、その結果、受信信
号RSの振幅は測定条件によって大きく変動するのであ
るが、通常、このように振幅が変動したとしても、全体
的に大きくなったり小さくなったりするだけで、受信信
号RSの振幅のピーク位置がずれるようなことはなく、
従ってこのピーク位置までの時間を測定することによ
り、受信信号RSの振幅の変動、延いては測定条件の変
動によらず、安定した測定を行うことができるのであ
る。
As described above, according to the optical round trip time measuring apparatus 50 of the present embodiment, the time required for the received signal RS to reach a certain signal level (here, LV1 and LV2) is determined when the signal rises and when it falls. And the average of the measurement start signal is calculated to obtain the time interval from the rise of the measurement start signal to the central position where the amplitude of the received signal RS is substantially peaked. Stable measurement can be performed without being affected by. That is, the amount of attenuation of the laser light received by the photodiode PD greatly differs depending on the state of the reflecting surface of the target T and the conditions on the optical path, and as a result, the amplitude of the reception signal RS greatly changes depending on the measurement conditions. However, normally, even if the amplitude fluctuates in this way, the peak position of the amplitude of the received signal RS does not shift only by increasing or decreasing as a whole,
Therefore, by measuring the time to the peak position, stable measurement can be performed irrespective of fluctuations in the amplitude of the received signal RS, and consequently fluctuations in the measurement conditions.

【0071】また、本実施例によれば、二つの比較レベ
ルLV1,LV2に基づき、夫々処理値DAL,DAH
を求めるようにされているので、受信信号RSの振幅が
第2比較レベルLV2より大きい場合は、より振幅のピ
ークに近い比較レベルLV2での測定に基づく処理値D
AHを採用し、また、受信信号RSの振幅が第2比較レ
ベルLV2より小さく、第2比較レベルLV2での測定
ができない場合は、第1比較レベルLV1での測定にに
基づく処理値DALを採用することにより、測定毎に、
受信信号RSの振幅が大きく変動しても、常に最小限の
誤差にて測定を行うことができる。
Further, according to this embodiment, the processed values DAL and DAH are respectively calculated based on the two comparison levels LV1 and LV2.
Therefore, when the amplitude of the received signal RS is larger than the second comparison level LV2, the processed value D based on the measurement at the comparison level LV2 closer to the peak of the amplitude is obtained.
AH is adopted, and if the amplitude of the received signal RS is smaller than the second comparison level LV2 and the measurement at the second comparison level LV2 cannot be performed, the processed value DAL based on the measurement at the first comparison level LV1 is adopted. By doing,
Even if the amplitude of the received signal RS varies greatly, the measurement can always be performed with a minimum error.

【0072】なお、本実施例の光往復時間測定装置50
の出力である処理値DAL,DAHは、例えば、ターゲ
ットTとの距離を算出するため等に用いることができ
る。また、本実施例において、データ処理部40は、加
算器42,44と、シフトレジスタ46,48とにより
構成されているが、測定値DA1〜DA4を周知のマイ
クロコンピュータに取り込ませて、このマイクロコンピ
ュータよる演算処理によって実現するように構成しても
よい。
The optical round trip time measuring apparatus 50 of this embodiment is used.
The processed values DAL and DAH, which are the outputs of, can be used, for example, to calculate the distance from the target T. Further, in the present embodiment, the data processing unit 40 is composed of the adders 42 and 44 and the shift registers 46 and 48, but the measured values DA1 to DA4 are loaded into a well-known microcomputer, and this microcomputer is used. It may be configured to be realized by arithmetic processing by a computer.

【0073】更に、本実施例では、信号発生部30に
て、一つの受信信号RSから4つの測定終了信号PB1
〜PB4を生成し、測定開始信号PAと受信信号RSと
の時間間隔を精密に測定するように構成されているが、
信号発生部30では、例えば、異なる方向からの反射光
を夫々個別に受信し、その受信信号を測定終了信号PB
1〜PB4として、そのまま符号化部10に入力するよ
うにして、測定開始信号PAと複数の受信信号との各時
間間隔を同時に測定するように構成してもよい。なお、
この場合、データ処理部40は省略される。
Further, in the present embodiment, the signal generator 30 outputs four reception end signals PB1 from one reception signal RS.
~ PB4 is generated and the time interval between the measurement start signal PA and the reception signal RS is precisely measured.
In the signal generator 30, for example, reflected lights from different directions are individually received, and the received signals are measured end signals PB.
1 to PB4 may be directly input to the encoding unit 10 and the time intervals between the measurement start signal PA and a plurality of received signals may be simultaneously measured. In addition,
In this case, the data processing unit 40 is omitted.

【0074】次に、第5実施例の光往復時間測定装置に
ついて説明する。本実施例の光往復時間測定装置50
は、第4実施例とは、比較器38a〜38d,及びデー
タ処理部40の構成が異なるだけであり、この相違する
構成についてのみ説明する。
Next, the optical round trip time measuring apparatus of the fifth embodiment will be described. Optical round trip time measuring device 50 of the present embodiment
Is different from the fourth embodiment only in the configurations of the comparators 38a to 38d and the data processing unit 40, and only the different configurations will be described.

【0075】まず、比較器38a〜38dは、測定終了
信号PB1〜PB4を出力するための条件が変更されて
おり、即ち、図9に示すように、受信信号RSの信号レ
ベルが上昇を開始して、第1比較レベルLV1に達する
と比較器38aが測定終了信号PB1を出力し、更に信
号レベルが上昇して第2比較レベルLV2(>LV1)
に達すると比較器38bが測定終了信号PB2を出力
し、更に信号レベルが上昇して第3比較レベルLV3
(>LV2)に達すると比較器38cが測定終了信号P
B3を出力し、更に信号レベルが上昇して第4比較レベ
ルLV4(LV3)に達すると比較器38dが測定終了
信号PB4を出力するように構成されている。
First, in the comparators 38a to 38d, the conditions for outputting the measurement end signals PB1 to PB4 are changed, that is, as shown in FIG. 9, the signal level of the reception signal RS starts to rise. Then, when the first comparison level LV1 is reached, the comparator 38a outputs the measurement end signal PB1, and the signal level further rises to the second comparison level LV2 (> LV1).
Is reached, the comparator 38b outputs the measurement end signal PB2, and the signal level further rises to the third comparison level LV3.
When (> LV2) is reached, the comparator 38c causes the measurement end signal P
B3 is output, and when the signal level further rises and reaches the fourth comparison level LV4 (LV3), the comparator 38d outputs the measurement end signal PB4.

【0076】つまり、受信信号RSの立上がりを細かく
測定するようにされている。一方、データ処理部40で
は、測定終了信号PB1〜PB4のタイミングにて得ら
れた測定値DA1〜DA4に基づいて、まず、受信信号
RSの傾きを算出し、この傾きを有する直線上にて、信
号レベルがゼロとなる点(時間)を算出するように構成
されている。
That is, the rise of the received signal RS is measured in detail. On the other hand, in the data processing unit 40, based on the measured values DA1 to DA4 obtained at the timings of the measurement end signals PB1 to PB4, first, the slope of the reception signal RS is calculated, and on the straight line having this slope, It is configured to calculate a point (time) at which the signal level becomes zero.

【0077】これにより、本実施例の光往復時間測定装
置50によれば、受信信号RSの波形がどのようなもの
であっても、その立上がり開始時間を正確に求めること
ができ、受信信号RSの波形によらず、安定した測定を
行うことができる。
As a result, according to the optical round-trip time measuring apparatus 50 of this embodiment, the rising start time of the received signal RS can be accurately obtained regardless of the waveform of the received signal RS. It is possible to perform stable measurement regardless of the waveform.

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

【図1】 第1実施例の時間測定装置の全体構成を表す
回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an overall configuration of a time measuring device according to a first embodiment.

【図2】 第2実施例の時間測定装置の全体構成を表す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of a time measuring device according to a second embodiment.

【図3】 時間測定装置各部の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of each unit of the time measuring device.

【図4】 時間測定装置の動作を表す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of the time measuring device.

【図5】 第3実施例の時間測定装置各部の回路構成図
である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of each part of the time measuring device according to the third embodiment.

【図6】 第4実施例の光往復時間測定装置の全体構成
を表すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of an optical round trip time measuring apparatus of a fourth embodiment.

【図7】 データ処理部の構成を表すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a data processing unit.

【図8】 第4実施例の光往復時間測定装置の動作を表
す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the operation of the optical round-trip time measuring apparatus of the fourth embodiment.

【図9】 第5実施例の光往復時間測定装置の動作を表
す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the operation of the optical round-trip time measuring apparatus of the fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,10…時間測定装置(符号化部) 4…信号遅
延線 6a〜6d,16a〜16d…信号処理部 12…パ
ルス周回回路 14,14a,14b…カウンタ回路 18…ラッチ
群 20…エンコーダ 22a…第1ラッチ回路 22
b…第2ラッチ回路 24…遅延線 26…マルチプレクサ 28…レジ
スタ 30…信号発生部 32…駆動信号発生回路 34
…LD駆動回路 36…PD駆動回路 38a〜38d…比較器 4
0…データ処理部 42,44…加算器 46,48…シフトレジスタ 50…光往復時間測定装置
2, 10 ... Time measuring device (encoding unit) 4 ... Signal delay lines 6a to 6d, 16a to 16d ... Signal processing unit 12 ... Pulse circulation circuit 14, 14a, 14b ... Counter circuit 18 ... Latch group 20 ... Encoder 22a ... First latch circuit 22
b ... Second latch circuit 24 ... Delay line 26 ... Multiplexer 28 ... Register 30 ... Signal generator 32 ... Drive signal generator 34
LD drive circuit 36 PD drive circuits 38a to 38d Comparator 4
0 ... Data processing unit 42, 44 ... Adder 46, 48 ... Shift register 50 ... Optical round-trip time measuring device

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 開始信号から終了信号までの時間間隔を
測定する時間測定装置であって、 複数の遅延素子を直列に連結した信号遅延線を有し、開
始信号の入力により起動され、パルス信号を上記信号遅
延線上で順次遅延させながら伝送する信号遅延手段と、 上記終了信号が夫々個別に入力される複数の入力ライン
と、 該入力ライン毎に設けられ、該入力ラインに入力される
終了信号に応じて、上記各遅延素子の出力信号を保持す
ると共に、該保持した出力信号に基づき、上記信号遅延
線内での上記パルス信号の伝送位置を検出し、該伝送位
置に応じたデジタルデータを発生する位置検出手段と、 上記入力ライン毎に設けられ、該入力ラインに入力され
る終了信号に応じて動作する位置検出手段からのデジタ
ルデータを測定値として出力する出力ラインと、 を備えたことを特徴とする時間測定装置。
1. A time measuring device for measuring a time interval from a start signal to an end signal, the signal measuring device having a signal delay line in which a plurality of delay elements are connected in series, the pulse signal being activated by input of a start signal. A signal delay means for transmitting while sequentially delaying on the signal delay line, a plurality of input lines to which the end signal is individually input, and an end signal which is provided for each input line and is input to the input line. According to the above, while holding the output signal of each delay element, based on the held output signal, the transmission position of the pulse signal in the signal delay line is detected, and the digital data corresponding to the transmission position is obtained. Generated position detecting means and digital data from the position detecting means which is provided for each of the input lines and operates according to an end signal input to the input lines is output as a measurement value. Time measuring apparatus characterized by comprising: a power line, a.
【請求項2】 請求項1に記載の時間測定装置におい
て、 上記信号遅延手段は、上記信号遅延線がループ状に連結
され、開始信号の入力により起動されると、パルス信号
を周回させるパルス周回回路からなり、更に、 該パルス周回回路での上記パルス信号の周回数をカウン
トし、デジタルデータとして出力するカウント手段と、 上記入力ライン毎に設けられ、該入力ラインに入力され
る終了信号に応じて、上記カウント手段の出力を保持す
る周回数保持手段と、 を備え、 上記出力ラインは、同じ終了信号にて動作する上記位置
検出手段からのデジタルデータを下位ビット、上記周回
数保持手段からのデジタルデータを上位ビットとする複
数ビットのデジタルデータを測定値として出力すること
を特徴とする時間測定装置。
2. The time measuring device according to claim 1, wherein the signal delay means causes the pulse signal to circulate when the signal delay lines are connected in a loop and activated by input of a start signal. A counting circuit for counting the number of circulations of the pulse signal in the pulse circulation circuit and outputting it as digital data, and a counting means which is provided for each input line and which receives an end signal input to the input line. And the number of turns holding means for holding the output of the counting means, wherein the output line outputs the digital data from the position detecting means operating with the same end signal to the lower bit, A time measuring device characterized by outputting a plurality of bits of digital data having digital data as upper bits as a measurement value.
【請求項3】 請求項2に記載の時間測定装置におい
て、 上記カウント手段は、上記パルス周回回路のいずれかの
遅延素子の出力により動作する単一のカウンタ回路から
なり、 上記周回数保持手段は、 上記終了信号にて上記カウンタ回路の出力を保持する第
1保持回路と、 上記パルス信号が上記パルス周回回路を略半周する時間
だけ上記終了信号を遅延させる遅延回路と、 該遅延回路にて遅延された終了信号にて上記カウンタ回
路の出力を保持する第2保持回路と、 当該周回数保持手段と同じ終了信号にて動作する上記位
置検出手段にて検出される上記パルス信号の周回位置に
基づき、上記第1保持回路或は第2保持回路のいずれか
一方の出力を選択する選択回路と、 により構成されていることを特徴とする時間測定装置。
3. The time measuring device according to claim 2, wherein the counting means comprises a single counter circuit operated by an output of any delay element of the pulse circulation circuit, and the circulation number holding means. A first holding circuit which holds the output of the counter circuit by the end signal, a delay circuit which delays the end signal by a time period during which the pulse signal makes a half cycle around the pulse circulation circuit, and a delay circuit which delays the end signal. A second holding circuit that holds the output of the counter circuit with the generated end signal, and the circulating position of the pulse signal detected by the position detecting means that operates with the same ending signal as the circulating frequency holding means. A time measuring device comprising: a selection circuit for selecting the output of either the first holding circuit or the second holding circuit.
【請求項4】 請求項2に記載の時間測定装置におい
て、 上記カウント手段は、上記パルス周回回路の互いに異な
った遅延素子の出力により動作する複数のカウンタ回路
からなり、 上記周回数保持手段は、 上記カウンタ回路毎に設けられ、該カウンタ回路の出力
を上記終了信号に従って保持する保持回路と、 当該周回数保持手段と同じ終了信号にて動作する上記位
置検出手段にて検出される上記パルス信号の周回位置に
基づき、上記複数の保持回路のいずれか一つの出力を選
択する選択回路と、 により構成されていることを特徴とする時間測定装置。
4. The time measuring device according to claim 2, wherein the counting means is composed of a plurality of counter circuits that operate by outputs of different delay elements of the pulse circulation circuit, and the circulation frequency holding means includes: A holding circuit which is provided for each counter circuit and holds the output of the counter circuit in accordance with the end signal, and the pulse signal which is detected by the position detecting means which operates with the same end signal as the number-of-turns holding means. A time measuring device comprising: a selection circuit that selects one of the outputs of the plurality of holding circuits based on a circulating position.
【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれかに記
載の時間測定装置に、更に、 入力信号を予め設定された比較レベルと比較することに
より上記終了信号を生成する上記入力ライン毎に設けら
れた複数の比較回路からなる終了信号生成手段と、 該終了信号生成手段にて生成された終了信号に応じて上
記各出力ラインから出力される測定値に基づき、上記開
始信号と上記入力信号との時間間隔を求める測定値演算
手段と、 を備えたことを特徴とする時間測定装置。
5. The time measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: for each input line that generates the end signal by comparing the input signal with a preset comparison level. An end signal generating means including a plurality of comparison circuits provided, and the start signal and the input signal based on the measurement value output from each output line according to the end signal generated by the end signal generating means. A time measuring device comprising: a measurement value calculating means for determining a time interval between
【請求項6】 請求項5に記載の時間測定装置におい
て、 上記入力信号は所定のパルス幅を有する信号であって、 上記終了信号生成手段は、上記入力信号を、同じ比較レ
ベルにて一方は立上がり時に他方は立下がり時に比較す
る一対の比較回路を含み、 上記測定値演算手段は、該一対の比較回路が生成する終
了信号に応じて得られる一対の測定値から、該測定値の
平均値を求めることを特徴とする時間測定装置。
6. The time measuring device according to claim 5, wherein the input signal is a signal having a predetermined pulse width, and the end signal generating means outputs one of the input signals at the same comparison level. The measurement value calculating means includes a pair of comparison circuits for comparing the other at the time of rising with the other at the time of falling. A time measuring device characterized by determining.
【請求項7】 請求項5に記載の時間測定装置におい
て、 上記終了信号生成手段は、上記入力信号の立上がり時の
信号レベルを互いに異なる比較レベルにて比較する2つ
以上の比較回路を含み、 上記測定値演算手段は、該2つ以上の比較回路が生成す
る終了信号に基づいて得られる測定値から、上記入力信
号の立上がりの傾きを求め、更に該傾きから上記入力信
号の立上がり開始時間を求めることを特徴とする時間測
定装置。
7. The time measuring device according to claim 5, wherein the end signal generating means includes two or more comparing circuits that compare the signal levels of the input signal at the rising edge with different comparing levels. The measured value calculation means obtains a rising slope of the input signal from a measured value obtained based on end signals generated by the two or more comparison circuits, and further calculates a rising start time of the input signal from the slope. A time measuring device characterized by seeking.
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