JPS62144088A - Time measuring apparatus - Google Patents

Time measuring apparatus

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JPS62144088A
JPS62144088A JP28528885A JP28528885A JPS62144088A JP S62144088 A JPS62144088 A JP S62144088A JP 28528885 A JP28528885 A JP 28528885A JP 28528885 A JP28528885 A JP 28528885A JP S62144088 A JPS62144088 A JP S62144088A
Authority
JP
Japan
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time
voltage
pulse
converter
fractional
Prior art date
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Application number
JP28528885A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Asaka
浅香 孝雄
Yuji Yamaguchi
雄二 山口
Hideto Iwaoka
秀人 岩岡
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable the measurement of a time range at a high speed and in real time with a pair of fraction time measuring circuit, by converting a fraction time into a voltage without resetting a time-voltage converter to perform a computation after an A/D conversion thereof. CONSTITUTION:When a start fraction time pulse is applied, a time-voltage converter 1 converts the period and time of a pulse width of the pulse to voltage and when upon the end of the pulse, a voltage value v1 to v2. The value of v1-v2 becomes a voltage proportional to the start fraction time. During this period, the converter 1 is operated without resetting it thereby enabling high- speed operation. Thereafter, a step fraction time pulse comes, a time-voltage conversion is done with the voltage v3 (v2=v3) previously held as starting point to obtain a voltage v3. This v3-v4 value is becomes a voltage proportional to a stop fraction time. These v1-v4 values are converted to a digital value with an A/D converter 5 and applied to processor 6o through a latch circuit 7. The processor 60 are given v1-v4 and a voltage of a pulse width equal to a clock cycle to compute time.

Description

【発明の詳細な説明】 イ、[発明の目的J 〔産業上の利用分野〕 本発明は、時間計測装置に関するものである。[Detailed description of the invention] B. [Object of the invention J [Industrial application field] The present invention relates to a time measuring device.

更に詳)!すると、基準クロック信号の周期以下の所謂
端数時間をも正確に測定することができる時間計測装置
に関するものである。
More details)! The present invention relates to a time measurement device that can accurately measure even so-called fractional time that is less than the period of the reference clock signal.

(従来の技術) 信号の周波数や周1月等の測定をする装置として、ユニ
バーサル・カウンタが広く使用されている。
(Prior Art) Universal counters are widely used as devices for measuring the frequency, period, etc. of a signal.

また、このようなカウンタに限らず、例えばLS■テス
タ等の装置には、測定対象である信号の成る時点から成
る時点までの時間を測定する装置が使われている。
Furthermore, not only such a counter but also a device such as an LS tester that measures the time from the point in time to the point in time in which the signal to be measured is formed is used.

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

上記の方法では、厳密に言うと、Tχ−NT。In the above method, strictly speaking, Tx-NT.

とはならず、Tχ”6 N T oである。これは、通
常、TχがTOで割切れず、小さい端数の時間が存在す
るからである。これを第4図に示す。第4図において、
ΔT!はTχの立上がりエツジから、その直後に発生す
るクロックCoまでの端数の時間であり、ΔT2はTχ
の立下りエツジから、その直後に発生するクロックCu
までの端数の時間である。そして、クロック信号Goと
CTLの間の期間ゲートを開成(第4図の(ニ)参照]
して、通過するクロックの数をカウントする。その期間
におけるクロックの故をNとすると[第4図の(ホ)]
時間幅Tχは(1)式で表わされる。
This is because Tχ is not divisible by TO and there are small fractional times. This is shown in Figure 4. In Figure 4, ,
ΔT! is the fractional time from the rising edge of Tχ to the clock Co generated immediately after that, and ΔT2 is Tχ
The clock Cu generated immediately after the falling edge of
It is a fraction of the time up to. Then, open the period gate between the clock signal Go and CTL (see (d) in Figure 4).
and count the number of clocks passing. Let N be the clock error during that period [(e) in Figure 4]
The time width Tχ is expressed by equation (1).

T−x=NTo+ΔT+−ΔT 2       (1
)従って、端数の時間6丁、とΔT2を測定すれば、ク
ロックの周期To以上の分解能で時間幅Tχの測定が可
能となることが(1)式から分る。
T-x=NTo+ΔT+-ΔT 2 (1
) Therefore, it can be seen from equation (1) that by measuring 6 fractional times and ΔT2, it is possible to measure the time width Tχ with a resolution greater than the clock cycle To.

この端数時間6丁を測定することができる公知の手段と
して第5図に示すタイム・エキスパンシコン方式がある
。この方式は積分器を使用し、コンデンサに蓄えられる
電荷もしくは電圧を仲介として端数時間を拡大し、それ
をクロックで測る方式である。第5図は電圧を仲介とし
た場合を示す図である。これは積分器を2個用い、一方
の積分器はΔ下の間、電流11でコンデンサCIを充電
し、その後この出力電圧を保持する。次に、他方の積分
器が動作を開始し、電流I2でコンデンサC2を充電す
る。第5因のようにΔTEをとると、■・C”    
         (2)ΔTE−てT・ΔT となり、拡大比率は、I+cz/ 工ZC1で与えられ
る。
As a known means capable of measuring this fractional time, there is the time expandicon method shown in FIG. This method uses an integrator to expand the fractional time using the charge or voltage stored in the capacitor as an intermediary, and measures it with a clock. FIG. 5 is a diagram showing a case where voltage is used as an intermediary. This uses two integrators, one of which charges capacitor CI with current 11 while under Δ and then holds this output voltage. The other integrator then starts operating and charges capacitor C2 with current I2. If we take ΔTE like the fifth factor, ■・C”
(2) ΔTE- becomes T·ΔT, and the enlargement ratio is given by I+cz/ZC1.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、以上のような手段は、端数時間の測定において
、積分器のバイアス電流やオフセット電圧の影響を除去
するために、基準クロックを導入してその補正の演算を
行なう必要がある。更に、時間幅測定のスタート・スト
ップにおける端数時間を別々に測定するために、2相の
端数時間測定回路を必要とするので装置の価格が高くな
る。また、端数時間を拡大して測定するので原理的に時
間がかかり、更に各端数時間の補正演算を行ない、そし
て、これらの結果を用いて周期を4出するためトータル
でかなりの時間を要することになる。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the measurement of fractional time, the above means introduces a reference clock and corrects it in order to remove the influence of the bias current and offset voltage of the integrator. It is necessary to perform calculations. Furthermore, in order to separately measure the fractional time at the start and stop of time width measurement, a two-phase fractional time measuring circuit is required, which increases the price of the device. In addition, it takes a long time in principle to expand the fractional time and measure it, and it also takes a considerable amount of time in total to perform correction calculations for each fractional time and use these results to calculate four periods. become.

従って、端数時間の測定に時間がかかり過ぎるため、高
速の繰返し測定やリアルタイムの測定ができないという
問題がある。
Therefore, since it takes too much time to measure fractional hours, there is a problem that high-speed repeated measurements or real-time measurements cannot be performed.

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

口、「発明の構成J (問題点を解決するための手段) 本発明は、上記問題点を解決するために、スタート端数
時間パルスとストップ端数時間パルスとを電圧値に変換
し、この電圧値に基づく信号に演算を加えることで端数
時間を算出し、被測定時間を計測する装置において、 
 。
``Structure of the Invention J (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention converts the start fractional time pulse and the stop fractional time pulse into voltage values, and converts the start fractional time pulses into voltage values. In a device that calculates a fractional time by adding calculations to a signal based on , and measures the measured time,
.

パルス信号を導入し、この信号のパルス幅に応じて電圧
が変化する信号を出力する時間−電圧変換器と、 この時間−電圧変換器の出力をデジタル信号に変換する
AD変換器と、 このAD変換器の出力を記憶するラッチ回路と、 AD変換器の動作タイミングを制御するタイミング信号
発生器と、 からなる端数時間測定回路を備え、 1個の時間−電圧変換器にて端数時間パルス信号を電圧
値へ変換する際に、この時間−電圧変換器を1対のスタ
ート端数時間パルスからストツブ端数時間パルスの間の
期間、途中でリセットすることなく連続して電圧値に変
換するようにしたものである。
A time-voltage converter that introduces a pulse signal and outputs a signal whose voltage changes according to the pulse width of this signal; an AD converter that converts the output of this time-voltage converter into a digital signal; It is equipped with a fractional time measuring circuit consisting of a latch circuit that stores the output of the converter, a timing signal generator that controls the operation timing of the AD converter, and a fractional time pulse signal is generated by one time-voltage converter. When converting to a voltage value, this time-voltage converter is configured to continuously convert into a voltage value during the period between a pair of start fractional time pulses and stop fractional time pulses without resetting in the middle. It is.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は、本発明の要部である端数時間測定回路の構成
例を示した図である。また、第2図は本発明に係る時間
計測装置のブロック図を示したものであり、第3図はタ
イムチャートである。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a fractional time measuring circuit, which is a main part of the present invention. Further, FIG. 2 shows a block diagram of a time measuring device according to the present invention, and FIG. 3 is a time chart.

まず、第2図を用いて本発明に係る時間計測装置の全体
を説明する。同図において、10は入力アンプであり、
入力端子p1から導入した被測定の時間幅を持つ信号を
波形整形して、第3図(1)に示すような矩形波に整形
する。20は制御回路であり、被測定の時間幅Tχを持
つ入力アンプ10からの信号とクロック信号sOとを導
入し、所謂端数時間に相当するパルス幅の端数時間パル
ス信号S1と、ゲーティングクロック信号S2とを出力
することができる。なお、第3図に示した端数時間パル
スのパルス幅は、第4図(ハ)で説明した端数時間パル
スと比較して1クロックパルス分広いパルスとしている
。これは非直線性等による影響を防止するためのもので
あるが、第3図と第4図とは、数式上同じである。その
理由は、(ΔT1−ΔT2 )の演篩をすれば1クロッ
ク分はキャンセルされるからである。30はカウンタで
あり、制御回路20から導入したゲーティングクロック
信号S2が成るレベルをよぎる回数を計測する。40は
クロック発生器であり、周期1.の時間基準となるクロ
ック信号SOを発生する。50は端数時間測定回路であ
り、端数時間パルス信号S1及びパルス幅が既知の、例
えばクロック信号SOを導入し、端数時間の算出の基礎
となる信号を出力する機能を有したものである。この端
数時間測定回路50の構成は、第1図に詳しく描いであ
る。60はブロセツ号であり、カウンタ30と端数時間
測定回路50から信号を導入し、時間を痺出するための
演痒を行なうものである。
First, the entire time measuring device according to the present invention will be explained using FIG. In the figure, 10 is an input amplifier,
A signal having a time width to be measured introduced from the input terminal p1 is waveform-shaped into a rectangular wave as shown in FIG. 3(1). Reference numeral 20 denotes a control circuit, which inputs a signal from the input amplifier 10 having a time width Tχ to be measured and a clock signal sO, and generates a fraction time pulse signal S1 having a pulse width corresponding to a so-called fraction time, and a gating clock signal. S2 can be output. The pulse width of the fractional time pulse shown in FIG. 3 is wider by one clock pulse than that of the fractional time pulse explained in FIG. 4(C). Although this is to prevent the influence of non-linearity, etc., FIG. 3 and FIG. 4 are mathematically the same. The reason for this is that if the calculation of (ΔT1-ΔT2) is performed, one clock is canceled. A counter 30 measures the number of times the gating clock signal S2 introduced from the control circuit 20 crosses this level. 40 is a clock generator with a period of 1. A clock signal SO is generated as a time reference. Reference numeral 50 denotes a fractional time measuring circuit, which has a function of introducing a fractional time pulse signal S1 and a clock signal SO whose pulse width is known, for example, and outputting a signal that becomes the basis for calculating the fractional time. The configuration of this fractional time measuring circuit 50 is illustrated in detail in FIG. Reference numeral 60 denotes a block, which introduces signals from the counter 30 and the fractional time measuring circuit 50 and performs an itch to numb the time.

第1図において、1は時間−電圧変換器であり、導入し
た信号のパルス幅に相当して電圧が変化する信号を出力
するものである。具体的には、例えば、積分器(図示仕
ず)のようなもので構成され、印加されたパルス幅信号
の期間、積分コンデンサ(図示せず)を定電流で充電あ
るいは放電さゼて、パルス幅(時間)に比例した電圧信
号を出力できるものである。
In FIG. 1, 1 is a time-voltage converter, which outputs a signal whose voltage changes corresponding to the pulse width of the introduced signal. Specifically, for example, it is composed of something like an integrator (not shown), and charges or discharges an integrating capacitor (not shown) with a constant current during the period of the applied pulse width signal. It can output a voltage signal proportional to width (time).

3は時間−電圧変換器1の出力電圧を次段に伝えるバッ
ファ回路である。
3 is a buffer circuit that transmits the output voltage of the time-voltage converter 1 to the next stage.

5はバッファ3を介して導入した時間−電圧変換器1の
出力をデジタル信号に変換するAD変換器である。この
AD変換@5は本発明に係る分野においては、高速性が
要求されるので、通常、フラッシュ形(全並列形>AD
変換器が用いられる。
5 is an AD converter that converts the output of the time-voltage converter 1 introduced via the buffer 3 into a digital signal. Since this AD conversion@5 requires high speed in the field related to the present invention, it is usually a flash type (fully parallel type > AD
A converter is used.

7はAD!換器5の出力信号を高速にラッチするラッチ
回路であり、例えば、フリッププロップやRAM等で構
成される。通常は、計測のスタート時と、ストップ時に
生じる端数時間パルスの積分の開始時の電圧値と終了時
の電圧値の計4種類の値(デジタル値)を格納する。
7 is AD! This is a latch circuit that latches the output signal of the converter 5 at high speed, and is made up of, for example, a flip-flop or a RAM. Usually, a total of four types of values (digital values) are stored: the voltage value at the start and the voltage value at the end of the integration of fractional time pulses that occur at the start and stop of measurement.

9はAD変換器5の変換用クロックとラッチ回路7のラ
ッチ信号を出力するタイミング信号発生器である。
A timing signal generator 9 outputs a conversion clock for the AD converter 5 and a latch signal for the latch circuit 7.

以上のように構成された第1図、第2図の回路の動作を
説明する。
The operation of the circuits of FIGS. 1 and 2 configured as described above will be explained.

入力端子p1に印加された被測定の時間幅を有する信号
は、入力アンプ10で波形整形され、第3図の<+>の
ような信号となって、制御回路20に導入される。制御
回路20では、第3図(1)の信・号の立上がりエツジ
と立下りエツジとで、それぞれ第3図の(冊に示すよう
にスタート端数時間パルス(パルス幅ΔT’1)とスト
ップ端数時間パルス(パルス幅ΔT2 >を出力する。
A signal having a time width to be measured applied to the input terminal p1 is waveform-shaped by the input amplifier 10, becomes a signal like <+> in FIG. 3, and is introduced into the control circuit 20. In the control circuit 20, the rising edge and falling edge of the signal shown in FIG. Outputs a time pulse (pulse width ΔT2 >).

また、制御回路20では、クロック発生器40からクロ
ック信号sOを導入し、第4図で説明したように、被測
定信号(第3図(1))の立上がりエツジと立下りエツ
ジの漫に生ずるクロック信号C0とCTLの期間、開放
となるゲート回路(図示せず)を有しており、このゲー
ト回路を通過するゲーティングクロック信@S2をカウ
ンタ30に出力する。
In addition, the control circuit 20 introduces the clock signal sO from the clock generator 40, and as explained in FIG. It has a gate circuit (not shown) that is open during the period of the clock signals C0 and CTL, and outputs the gating clock signal @S2 passing through this gate circuit to the counter 30.

このゲーティングクロック信号S2はカウンタ30で計
数(カウノト数N)され、その後プロセッサ60にて、
(1)式で示すNToの演譚が施される。
This gating clock signal S2 is counted by the counter 30 (count number N), and then by the processor 60,
The NTo rendition shown in equation (1) is performed.

一方、端数時間測定回路50では、第3図(Ill+に
示す端数時間パルスS1を導入し、以下の動作により端
数時間ΔT1とΔT2に比例した信号を出)jする。
On the other hand, the fractional time measuring circuit 50 introduces the fractional time pulse S1 shown in FIG.

時間−電圧変換器1は、第3図<IV)に示すように、
スタート端数時間パルスが印加される前は、その電圧値
がC1であるとする。スタート端数時間パルスが印加さ
れると、そのパルス幅(△T、)の期間、例えば積分動
作を行い、パルス終了時の電圧値はC2となる。従って
、υ1−v2−ΔV1の値は、スタート端数時間に比例
した電圧となる。
The time-voltage converter 1, as shown in FIG. 3<IV),
It is assumed that the voltage value is C1 before the start fractional time pulse is applied. When the start fractional time pulse is applied, for example, an integration operation is performed during the period of the pulse width (ΔT), and the voltage value at the end of the pulse becomes C2. Therefore, the value of υ1-v2-ΔV1 is a voltage proportional to the start fractional time.

本発明においては、スタート端数時間パルスを電圧に変
換し、第3図のように電圧υ2を19だ後も、時間−電
圧変換器1はその電圧υ2をそのまま保持し続ける。即
ら、本発明では、1対のスタート端数時間パルスとスト
ップ端数時間パルスの間の期間は、時間−電圧変換器を
リセットしないで連続的に動作させている。その理由は
、高速な動作ができるからである。一般に時間−電圧変
換器1をリセットするには、数100ns以上の時間が
必要で、短い被測定時間幅の信号を1個の時間−電圧変
換器で測定しようとするとこのリセット時間を無視する
ことができないからである。一方、1回のAD変換に要
する時間は、10ns位である。
In the present invention, even after converting the start fractional time pulse into a voltage and increasing the voltage υ2 to 19 as shown in FIG. 3, the time-voltage converter 1 continues to hold the voltage υ2 as it is. That is, in the present invention, the time-to-voltage converter is operated continuously during the period between a pair of start and stop fractional time pulses without resetting it. The reason is that high-speed operation is possible. Generally, it takes several hundred ns or more to reset the time-voltage converter 1, and if you try to measure a signal with a short measurement time width with one time-voltage converter, this reset time can be ignored. This is because it is not possible. On the other hand, the time required for one AD conversion is about 10 ns.

そして、次にストップ端数時間パルスが来ると、前記保
持した電圧U3  (なお通常、時間−電圧変換器1は
ドリフト等を有するので02へC3であるが理想的機能
を有するとすれば、C2=1)3)を起点として、再度
時間−電圧変換を行い、その結果、電圧V、を得る。前
述と同じく、ZJ3−?J、−Δv2の値は、ストップ
端数時間に比例した電圧となる。
Then, when the next stop fractional time pulse comes, the held voltage U3 (normally, since the time-voltage converter 1 has drift etc., it goes to 02 and C3, but if it has an ideal function, C2= 1) Using 3) as a starting point, time-voltage conversion is performed again, and as a result, voltage V is obtained. As mentioned above, ZJ3-? The value of J, -Δv2 becomes a voltage proportional to the stop fraction time.

以上のように動作する時間−電圧変換器1に対して、タ
イミング信号発生器9は、第3図(V)に示すようなA
D変換クロックをAD変挽e5へ印加する。そして、こ
のタイミングで、AD変換器5はバッファ3を介して導
入した時間−電圧変換器1の出力をデジタル値に変換す
る。従って、υ1〜υ4はそれぞれデジタル値に変換さ
れる。
In contrast to the time-voltage converter 1 that operates as described above, the timing signal generator 9 is configured as shown in FIG. 3(V).
Apply the D conversion clock to the AD converter e5. Then, at this timing, the AD converter 5 converts the output of the time-voltage converter 1 introduced via the buffer 3 into a digital value. Therefore, υ1 to υ4 are each converted into digital values.

また、タイミング信号発生器9は、第3図(Vi)に示
すようなラッチクロックを発生し、このタイミングでA
D変換器5の出力は、ラッチ回路7に取り込まれる。各
ラッチクロックC1〜C4は、例えば下記のタイミング
で発生される。
Further, the timing signal generator 9 generates a latch clock as shown in FIG. 3 (Vi), and at this timing A
The output of the D converter 5 is taken into the latch circuit 7. Each of the latch clocks C1 to C4 is generated, for example, at the following timing.

C1はスタート端数時間パルスの立上がりエツジを受け
て動作し、C2はスタート端数時間パルスの終了時の時
間−電圧変換器1の出力値をラッチするためのものであ
り、例えば第3図(V)に示すAD変換クロックCI2
を受けて動作している。
C1 operates in response to the rising edge of the start fractional time pulse, and C2 is for latching the output value of the time-voltage converter 1 at the end of the start fractional time pulse, for example, as shown in FIG. 3(V). AD conversion clock CI2 shown in
It is operating in response to this.

また、同様にC3はストップ端数時間パルスの立上がり
エツジを受けて動作し、C4はストップ端数時間パルス
の終了時の値をラッチするためのものであり、例えばA
D変換クりックcl 4を受けて動作している。
Similarly, C3 operates in response to the rising edge of the stop fractional time pulse, and C4 is for latching the value at the end of the stop fractional time pulse.
It operates in response to D conversion click cl 4.

なイ3、AD変換器5として、フラッシュ形を用いた場
合は、)11常、ラッチ回路を内蔵しているので、更に
、外部にラッチ回路を設ける必要はない。
(3) When a flash type AD converter 5 is used, (11) there is always a built-in latch circuit, so there is no need to provide an external latch circuit.

なI3、一般にフラッシュ形△D変換器は1クロツク前
にラッチした値を出力するように動作する。
In general, a flash type ΔD converter operates to output a value latched one clock ago.

第1図では、スタート端数時間パルスが立上がると、ラ
ッチクロックC+が発生し、これを受けて、ラッチ回路
7(あるいはAD変換器5に内蔵されているラッチ回路
)は、へ〇変換りOツクC11にて変換した値(C1)
を取込みこれをラッチする。
In FIG. 1, when the start fraction time pulse rises, a latch clock C+ is generated, and in response to this, the latch circuit 7 (or the latch circuit built in the AD converter 5) converts to Value converted by Tsuku C11 (C1)
and latch it.

また、スタート端数時間パルスが終了した後、AD変換
クりックc12が発生すると、これを受けて、ラッチク
ロックC2が生ずる。この場合、ラッチ回路は、AD変
換クりックc12にて変換した値(C2)をラッチする
Furthermore, when the AD conversion click c12 occurs after the start fractional time pulse ends, the latch clock C2 is generated in response to this. In this case, the latch circuit latches the value (C2) converted by the AD conversion click c12.

以下、同様にしてC3,υ4のデジタル値は次々とラッ
チ回路にラッチされる。これら4つの値をラッチした後
、プロセッサ60へ順次これらの値を取込む。
Thereafter, the digital values of C3 and υ4 are latched one after another in the latch circuit in the same manner. After latching these four values, these values are sequentially loaded into the processor 60.

更に、時間−電圧変換器1ヘパルス幅が既知の信号、例
えば、クロック信号SOの周期と等しい周期のパルス幅
の信号を加え、クロック周期toに相当する電圧値△V
3 (図示せず)を(qる。
Furthermore, a signal with a known pulse width, for example, a signal with a pulse width of a period equal to the period of the clock signal SO, is added to the time-voltage converter 1, and a voltage value ΔV corresponding to the clock period to is obtained.
3 (q) (not shown).

以上のv1〜1)a、とΔv3を用いてプロセッサ60
では1次の演暉を行なう。
Using the above v1 to 1)a and Δv3, the processor 60
Now let's perform the first demonstration.

一二(I−2ts)ΔT +    (3)に こで、 I:積分電流 1B:バイアス電流 C:積分コンデンサ容重 同様に Δ■3−上(1−Ja)to     (S)1社って
、 以上の演算に加えて、プロセッサー1では、(1)式に
よる演算を更に施して測定対象の時間幅Txを算出する
ことができる。
12 (I-2ts) ΔT + (3) Nico, I: Integral current 1B: Bias current C: Integral capacitor capacity Similarly, Δ■ 3-Up (1-Ja) to (S) 1 company, In addition to the above calculations, the processor 1 can calculate the time width Tx of the measurement target by further calculating the equation (1).

ハ、「本発明の効果」 以上述べたように、本発明によれば次の効果が得られる ■ 従来の装置は、拡大時間を必要とする。この時間は
、将来、AD変換器の動作速度が現在よりもつと速くな
ったとしても、原理的に必要な時間であり、改善の余地
はない。
C. "Effects of the Present Invention" As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained: (1) Conventional devices require expansion time. Even if the operating speed of the AD converter becomes faster in the future than it is now, this time is a theoretically necessary time and there is no room for improvement.

一方、本発明に係る装置においては、端数時間を電圧に
変換しこれを直接AD変換し、その後、マイクロコンピ
ュータ等で演算するものであるが、AD変換器は、現在
、フラッシュ形へ〇変換器等、非常に高速のものがあり
、このようなことから本発明は動作原理的に従来手段よ
り高速化できるものである。従って、高速でかつリアル
タイムで時間幅の計測を行なうことができる。
On the other hand, in the device according to the present invention, the fractional time is converted into voltage, which is directly AD converted, and then calculated by a microcomputer, etc., but the AD converter is currently of the flash type. There are very high-speed methods such as, for example, and for this reason, the present invention can operate at higher speeds than conventional means based on its operating principle. Therefore, the time width can be measured at high speed and in real time.

■ 従来では、2組の端数時間測定回路を必要としてい
たが、本発明では、1個の時間−電圧変換器により、発
生ずる端数時間パルスを電圧(aに変えているので、1
組の端数時間測定回路で賄うことができる。
■ Conventionally, two sets of fractional time measuring circuits were required, but in the present invention, one time-voltage converter converts the generated fractional time pulse into voltage (a).
This can be achieved with a set of fractional time measuring circuits.

■ (6)式から分るように本発明によれば、バイアス
電流iB、や積分電流■、積分コンデンサCの影響を除
去することができる。また、終了時の値から、開始時の
値を引く(υ1−υ2)ことにより、オフセット電圧の
影響も除去することができる。また、ホールド特性の変
動であるドループ特性も除去することができる。なお、
スタート端数時間パルスとストップm数時間パルスとの
間隔が短い場合は、ホールド電圧の変動は無視できるの
で、ストップ端数時間パルスの開始時の値は、ラッチす
る必要がなく、AD変換器の変換時間分だけ間隔を聞番
ノれば良い。
(2) As can be seen from equation (6), according to the present invention, the effects of the bias current iB, the integral current (2), and the integral capacitor C can be removed. Furthermore, by subtracting the value at the start from the value at the end (υ1-υ2), the influence of the offset voltage can also be removed. Furthermore, droop characteristics, which are fluctuations in hold characteristics, can also be removed. In addition,
If the interval between the start fractional time pulse and the stop m fractional time pulse is short, the fluctuation of the hold voltage can be ignored, so the value at the start of the stop fractional time pulse does not need to be latched, and the conversion time of the AD converter All you have to do is change the interval by a minute.

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

第1図は本発明の要部である端数時間測定回路の構成例
を示した図、第2図は本発明に係る時間計測装置のブロ
ック図、第3図はタイムチャート、第4図は一般的な時
間幅の計測原理を示す図、第5図はタイム・エキスパン
ション方式の動作を説明するための図である。 1・・・時間−電圧変換器、5・・・AD変換器、7・
・・ラッチ回路、9・・・タイミング信号発生器、10
・・・入力アンプ、20・・・制御回路、30・・・カ
ウンタ、40・・・クロック発生器、50・・・端数時
間測定回路、6o・・・プロセッサ。 第1図 デ 第2図 第4図 (ニ) クロ・774g3ケ゛−ト 第5図 一ΔTE −
Fig. 1 is a diagram showing a configuration example of a fractional time measuring circuit which is the main part of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a time measuring device according to the present invention, Fig. 3 is a time chart, and Fig. 4 is a general FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the time expansion method. 1... Time-voltage converter, 5... AD converter, 7.
...Latch circuit, 9...Timing signal generator, 10
... Input amplifier, 20 ... Control circuit, 30 ... Counter, 40 ... Clock generator, 50 ... Fractional time measuring circuit, 6o ... Processor. Figure 1 De Figure 2 Figure 4 (D) Black 774g 3-Kate Figure 5 - ΔTE -

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スタート端数時間パルスとストップ端数時間パル
スとを電圧値に変換し、この電圧値に基づく信号に演算
を加えることで端数時間を算出し、被測定時間を計測す
る装置において、 パルス信号を導入し、この信号のパルス幅に応じて電圧
が変化する信号を出力する時間−電圧変換器と、 この時間−電圧変換器の出力をデジタル信号に変換する
AD変換器と、 このAD変換器の出力を記憶するラッチ回路と、 AD変換器の動作タイミングを制御するタイミング信号
発生器と、 からなる端数時間測定回路を備え、 1個の時間−電圧変換器にて端数時間パルスを電圧値へ
変換する際に、この時間−電圧変換器を1対のスタート
端数時間パルスからストップ端数時間パルスの間の期間
、途中でリセットすることなく連続して電圧値に変換す
るように動作させることを特徴とする時間計測装置。
(1) In a device that converts the start fractional time pulse and the stop fractional time pulse into voltage values, calculates the fractional time by adding calculations to the signal based on this voltage value, and measures the measured time, the pulse signal is a time-voltage converter that outputs a signal whose voltage changes according to the pulse width of the signal; an AD converter that converts the output of the time-voltage converter into a digital signal; Equipped with a fractional time measurement circuit consisting of a latch circuit that stores the output, a timing signal generator that controls the operation timing of the AD converter, and a single time-voltage converter that converts fractional time pulses into voltage values. The time-to-voltage converter is operated to continuously convert into a voltage value during a period between a pair of start fractional time pulses and a stop fractional time pulse without being reset midway. A time measuring device.
(2)前記時間−電圧変換器にて既知のパルス幅に相当
する電圧値を得て、この値を用いて前記端数時間に相当
する電圧値のバイアス電流の補正を行なうようにした特
許請求の範囲第1項記載の時間計測装置。
(2) The time-voltage converter obtains a voltage value corresponding to a known pulse width, and this value is used to correct the bias current of the voltage value corresponding to the fractional time. A time measuring device according to scope 1.
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CN107317581A (en) * 2016-04-26 2017-11-03 华邦电子股份有限公司 With high-resolution time-to-digit converter

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