JPS59151066A - 位相測定装置 - Google Patents

位相測定装置

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JPS59151066A
JPS59151066A JP2605183A JP2605183A JPS59151066A JP S59151066 A JPS59151066 A JP S59151066A JP 2605183 A JP2605183 A JP 2605183A JP 2605183 A JP2605183 A JP 2605183A JP S59151066 A JPS59151066 A JP S59151066A
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JP
Japan
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time difference
period
measured
signal
phase
Prior art date
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JP2605183A
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English (en)
Inventor
Yoshio Hayashi
美志夫 林
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
Takeda Riken Industries Co Ltd
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Publication date
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は位相測定装置に関し、特に簡単な構造により
精度の高い位相測定装置を提供しようとするものである
〈発明の背景〉 二つの信号の位相差を測定する測定方法は各種存在する
。従来から存在する位相測定方法は、アナログ的に二つ
の信号差を測定するものであるため、精度を高くするこ
とができない欠点がある。また測定の開始に当って装置
を校正しなければならないため操作がむずかしい欠点も
ある。
〈発明の目的〉 この発明は測定に当って校正を必要とすることなく、ま
た精度の高い測定結果を得ることができる位相測定装置
を提供しようとするものである。
〈発明の概要〉 この発明は特願昭57−]、76901 r位相測定装
置」の改良に関するものであり、被測定信号の周期を測
定すると共に、二つの信号の例えば立上りの時間差を複
数回測定し、周期と複数回測定した時間差の平均値とか
らその二つの信号の位相差を測定するように構成したも
のである。
特に外部設定器から必要とする測定精度を設定し、設定
した高い測定精度で位相差を測定することができる位相
差測定装置である。
〈発明の実施例〉 第1図にこの発明の実施例を示す。図中101a。
101bは被測定信号を入力する入力端子で、この二つ
の入力端子101a 、 101.bに与えられた被測
定信号は波形整形回路1.02a 、 102bにより
矩形波に波形整形する。二つの波形整形回路102a、
 102bの出力はモード切換スイッチ103a、 1
03bの端子すにそれぞれ供給する。モード切換スイ・
ンチ103aと103bの端子aには、分周器104の
分周出力を共通に与える。分周器104は例えば波形整
形回路102aの出力信号を1/ION iこ分周する
動作を行なう。この分周器104の分周比1/IONの
Nの値は後述するように希望する精度に応じた操作部1
09の設定により制御部105を通して適当値が選択さ
れるように構成される。
106は時間間隔測定手段を示す。モード切換スイッチ
103a、 1.03bが接点a側に切換えられている
ときは周期測定モードであり、分周器104の出力の周
期を測定する。またモード切換スイッチ103a、 1
03bが゛接点す側に切換えられているときは時間差測
定モードであり、波形整形回路102aおよび102b
の各出力信号の間の時間間隔を測定する。周期測定モー
ドから時間差測定モードへの切換えは制御部105が自
動的に行なう。
この2種類の測定結果を演算器107に転送する。
演算器107においては周期と複数回測定した時間差の
平均値とから二つの信号の位相差を算出し、表示器10
8に送る。該表示器では位相差の角度数をディジタルで
表示する。このように全体が構成される。
時間間隔測定手段106は例えば二つのD形フリップフ
ロップ2’01. 202と、アンドゲート203と、
計数器204とによって構成することができる。二つの
D形フリップフロップ201.202のトリカ入力端子
Tにそれぞれモード切換スイッチ103a、 103b
が接続される。D形フリップフロップ201のデータ入
力端子りにH論理を与えておき、出力端子Qの出力をア
ンドゲート203の=・つの入力端子に与えると共に、
他方のD形フリップフロップ202のデータ入力端子り
にも与える。他方のD形フリップフロップ202の出力
端子Qの出力をアントゲ−1−203の一つの入力端子
に与える。アントゲ−1−203の他の一つの入力端子
にはクロック源205からのクロ・ツクパルスを供給す
る。また二つのD形フリ・ノブフロップ20]と202
のリセット端子Rには制御部」05からリセット信号を
与える0、アンドゲート203の出力を計数器204に
与え、アンドゲート203を通過するクロックパルスの
数を計数し、この計数結果を演算器107に伝達する。
時間差TKは二つの入力信号を矩形波に整形した後の二
つの矩形波の時間差であるので、これは人力信号の歪み
、浮動や変換する際のトリガ誤差等で矩形波の立上りの
タイミングが変動しジッタが発生する。従って時間差T
Kを1回測定するのみでは誤差を含んだ測定となる。そ
こでこの発明では制御部に時間差TKを複数回測定する
機能を設け、希望する測定精度に応じて測定回数を設定
し、複数回測定された時間差TKを平均し、それから位
相差θを導くようにしたものである。
時間差TKの測定回数を10M回とすることによりその
分解能はI/T′?5Mで向」ニする。一方周期の分解
能はその分周数1ONで向上するので、例えば操作部1
09を通じて測定精度を10p倍に指示したとき、制御
部105で時間差TKの測定回数を102n以」−に、
分周器104の分周数を10n以上に設定するように構
成することにより希望する精度で測定することができる
第2図にこの発明による位相測定装置の動作順序を説明
するためのフローチャートを示す。
これらの動作は制御部105によって制御されるもので
ある。初めに操作部109を通じて指示された測定精度
倍率10°により分周器104の分周比1/1ON、お
よび時間差TKの測定回数10Mを設定する。次にモー
ド切換スイッチ103a、 103bを分周器出力側、
すなわち接点a側に接続し周期Pの測定を行なう。次に
モード切換スイッチ103a。
103bを整形器出力側、すなわち接点すに切換え、制
御部105で設定された回数10M回だけ時間差TKの
測定を行なう。最後に時間差TKの平均値と周期Pから
位相差θを求め、表示するものである。以下周期測定の
動作から詳細に説明する。
周期測定の場合はモート切換スイッチ103a 。
1.031)を接点a側に切換える。これにより二つの
D形フリップフロップ201と202のトリガ入力端子
Tには分周器104て分周した同一の信号が勾えられる
第3図に周期測定モートにおける各部の波形を示す。第
3図Aはリセット信号301を、第3図Bは分周器10
4の分周出力信号302を示す。
リセット信号301かD形フリップ70ツブ201と2
02の各リセット端子Rに与えられることにより、D型
フリップフロップ201の出力端子Qの出力は第3図C
に符号303を付して示すようにリセット信号301の
立」−6によりL論理に立下る。またフリップフロップ
202の出力端子Qの出力は第2図りに符号304を付
して示すようにリセット信号301の立上りによりH論
理となる。この状態で分周器104がら分周出力信号3
02が出力されると、フリップフロップ201は分周出
力信号302の立上りによりH論理を読込んて出力端子
QにH論理を出ノjする。またフリップフロップ201
の出力端子QがH論理に立」二つだ後にフリップフロッ
プ202のトリガ端子Tに与えられている分周出力信号
302が立上ると、フリップフロップ202はフリップ
フロップ201のH論理信号を読込むため、出力端子0
の出力信号304はL ii!理に反転する。
すなわちアンドゲート203は分周出力信号302の周
期に相当する時間だけ開に制御され、この間クロックパ
ルス305を通過させ、計数器204に与えられる。3
06はアンドゲート2o3を通過したクロックパルスを
示す。
計数器204の計数値nい分周器104の分周比ヲ1/
1ON、人力信号の周期P、クロックパルス305の周
期をT。とすると入力信号の周期PはP = 1.0−
”rL・T。て求められる。よって計数器孕204の計
数結果n1を演算器107に転送し、演算により入力信
号の周期Pを求めてその値を記憶する。
次に時間差TKを測定する。はじめに第1図および第4
図によって時間差TKの測定について説明する。
まずモード切換スイッチ103a 、 103bが接点
すに切換えられる。これにより二つのD形フリップフロ
ップ201と202のトリガ入力端子Tには、第4図B
とCに示すように互に位相が異なる信号401と402
が供給される。
モード切換スイッチ103a 、 103bが接点すに
切換えられると、制御部105からリセット伯号301
が出力され、二つのD形フリップフロップ201と20
2をリセットする。このため二つのD形フリップフロッ
プ201と202の出ノJ端子QとQの出力は、第3図
の場合と同様にL論理とH論理に変化する。フリップフ
ロップ201の出力303がI−論理の状態にあるとき
、このフリップフロップ201のトリガ端子Tに与えら
れている信列401がH論理に立上ると、その立上りに
よりD形フリップフロップ201の出力端子Qの出力信
号363はH論理に反転する。またD形フリップフロッ
プ202のトリガ端子Tに与えられている信号402が
立上ると、その立」二りによりD形フリップフロップ2
02はD形フリップ70ツブ201のH論理信号を読込
むため、出力端子Qの出力信号304はL論理に反転す
る。
従ってアントゲ−) 203は二つのゲート信号401
と402の時間差TKに相当する時間だけ開に制御され
、この間クロックパルス305を通過させる。第4図G
に示すパルス403はゲート203を通過したクロック
パルスを示す。計数器204はこのクロックパルス40
3を計数し、その計数値n2を演算器107に転送する
。演算器107では、時間差TKをTK = nl・T
。により演算して求める。
また二つの入力信号401と402の時間差TKが小さ
過ぎる場合は第5図に示すようにD形フリップフロップ
202が信号402の立−1ニリで反転できない状態が
起り得る。この状態はD形フリップフロップ201かH
論理を読込んで出力端子Qの出力信号303が立上るま
での時間をtl、D形フリップフロップ202がH論理
を読込む時間をt2としたとき、二つの信号401と4
02の時間差TKがTK<tl +tz  の状態で起
り得る。従って時間差として測定できる範囲は、 1、+1.≦TK’< P + tl −1−tlとな
る。
次に時間差TKの平均値を求める方法について説明する
。この発明ではジッタによる位相差のばらつきが実験の
結果+45度を越えることがないことが確認されたので
、平均値が零度を中心として+90度にある場合と、1
80度を中心として+90度にある場合とに区分して測
定した結果を演算する。そこで時間差として測定できる
範囲L +t+≦Th < P +tl +tlを第6
図に示すように四つに区分し、(tl + b )〜−
Pの区間を第1区間、−P〜−Pの区間を第2区間、−
P−Pの区間を第2   4            
              43区間、P″−P +
 (tl 十t+ )の区間を第4区間として、測定値
かどの区間にあるかを判断しながらデータの処理を行な
う。
第7図にそのデータ処理のフローチャートを示す。1′
回目の測定の時にフラグAおよびフラグBをクリヤして
おく。時間差TKが第1区間(1,+1.≦TK≦7)
にある場合はTKの値をそのまま正データとして、第2
区問および第3区間(P−〈TK≦P)にある場合はT
K −Pの演算を行ないその値を負データとして、第4
区間 (P〈Tx < P + t1+ tl )  にある
場合は’rK−pの演算を行ないその値を正データとし
て取扱う。複数回の測定値か第3区間と第4区間にまた
がる場合は問題はないが、第1区間と第2区間にまたか
る場合には、最初の測定値が第1区間にあるときは第7
図に示すようにフラグBをセットし、以後の第2区間に
ある測定値を第1区間と同様にTKの値をそのまま正デ
ータとして取扱う。最初の測定値か第2区間にあるとき
はフラグAをセットシ、以後の第1区間にある測定値は
第2区間と同様にTK−Pの演算を行ないその値を負デ
ータとして取扱う。この測定を10n回繰返した後IR
J間差TKの平均値TMを求めて最終演算に移る。
なお、これらのデータは演算器107の記憶素子に記憶
されるか、この発明のように複数回測定した結果を平均
することにより精度を高めようとする場合は、測定回数
が増え保存データ量か多くなるので加工して保存するの
が望ましい。
例えば、最初の測定値T1を記憶し、以下2回目以降の
測定値はΣ(TK−T、)という形で記憶することによ
り、保存データは2種類となり記憶素子は少な(てすむ
。この時平均値TMは第8図に最終演算のフローチャー
1・を示す。
第」区間および第2区間にまたがる時間差TKに対して
は第7図のフローチャー1・に基づいて演算するため、
その平均値TMは P      P        P −T−ΔP1 〈TM <2+△P、 (△p1.ΔP
I 〈■)の範囲にある。そこではしめに時間差の平均
値TMか負であるか否かを判断し、負である場合には周
期Pを加えて補正することによりO≦TM < P  
を満足するTMが得られる。次に時間差の平均値TMか
TM≦P/2であるか否かを判断し、TM≦P/2 の
ときは位相差θは TM θ−−−−X3600 により求めることができる。
一方TM>P/2のときは位相差θは −TM e−−−−−一−−x 3600 により求められる。
同様にしてデユーティ比の測定を行なうことb端子に波
形整形器102aの信号をインバータで反転した信号を
供給するように構成することにより、時間差TKの測定
と同じ方法で信号のパルス幅を測定することができ、そ
のパルス幅を複数回測定して平均し、周期Pて割ること
によりデユ−ティ比を求めることかできる1、その場合
の最終演算は第8図で示している。
〈発明の効果〉 以」−説明したようにこの発明によれは、被測定信号の
周期Pを測定し、更に二つの信号の時間差TKを複数回
測定してその平均値TMを求め、」−記の周期Pと時間
差の平均値TMとから二つの信号の位相差θを求める構
成とすることにより、希望する高い精度で位相測定でき
る位相測定装置か得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すフロック図、第2図
はこの発明の全体の動作順序を説明するだめのフローチ
ャー1−1第3図乃至第5図はこの発明の詳細な説明す
るための波形図、第6図はこの発明による平均化の方法
を説明するだめの図、第7図と第8図はこの発明の−1
”り1・分の動作順序を説明するためのフローチャー1
・である。 101a 、 ]、01b :入力端子102a 、 
102b :波形整形回路103a 、  103b 
: モー ト切換スイッチ104  “ :分周器 105:制御部 106:時間間隔測定手段 107:演算器 108:表示器 109:操作部 特許出願人  タヶダ理研工業株式会社第   2  
 図 第   3   図 第   4   図 ”””  403 第   5   図 第   6   図 0:+P i−P Pj t++t+    P+(t++t、)第   7  
 図 第   8   図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)八  二つの信号を入力する手段と、B 人力信
    号を矩形波に整形する波形整形手段と、 C入力信号の周期Pを測定する手段と、D 二つの入力
    信号の時間差TKを測定する時間間隔測定手段と、 E、前記二つの入力信号の時間差TKを′複数回測定し
    て平均する演算手段と、 F 前記−二つの入力信−弓の時間差TI(の平均値を
    前記周期Pの値によって除算する演算手段と からなり、二つの入力信号の位相差を測定する位相測定
    装置。
JP2605183A 1982-10-06 1983-02-17 位相測定装置 Pending JPS59151066A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2605183A JPS59151066A (ja) 1983-02-17 1983-02-17 位相測定装置
US06/538,986 US4600994A (en) 1982-10-06 1983-10-04 Phase difference measuring apparatus
DE3336449A DE3336449C2 (de) 1982-10-06 1983-10-06 Phasendifferenzmeßgerät
DE3348056A DE3348056C2 (ja) 1982-10-06 1983-10-06

Applications Claiming Priority (1)

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JP2605183A JPS59151066A (ja) 1983-02-17 1983-02-17 位相測定装置

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JPS59151066A true JPS59151066A (ja) 1984-08-29

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54130075A (en) * 1978-03-30 1979-10-09 Ono Sokki Seisakusho Kk Method of measuring phase difference

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54130075A (en) * 1978-03-30 1979-10-09 Ono Sokki Seisakusho Kk Method of measuring phase difference

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