JPS62228191A - 時間測定装置 - Google Patents
時間測定装置Info
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- JPS62228191A JPS62228191A JP7216986A JP7216986A JPS62228191A JP S62228191 A JPS62228191 A JP S62228191A JP 7216986 A JP7216986 A JP 7216986A JP 7216986 A JP7216986 A JP 7216986A JP S62228191 A JPS62228191 A JP S62228191A
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- Japan
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- signal
- clock
- triangular wave
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- clock signal
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は時間の測定を、クロック信号を計数して行なう
際に、そのクロック周期に対する端数を拡大して測定す
る場合に適用される時間測定装置に関する。
際に、そのクロック周期に対する端数を拡大して測定す
る場合に適用される時間測定装置に関する。
(従来の技術)
この棟の時間測定装置として、本出願人は第3図に示す
ものを同時に提案した。図中101は被測定信号入力端
子、102はタイミング信号形成回路、103&Ttl
第1発振器、103bは!2発撮器、104aは第1計
数クロック形成回路、104bは第2クロック形成回路
、1051はgt計数手段、105bは第2計数手段、
106は演算手段、107は表示器、201は被測定信
号、202はリセット信号、203は第1タイミング信
号、204は第2タイミング信号、205aは第1クロ
ツク信号、205bは第2クロツク信号、206&は第
1計数クロツク信号、206bは第2計数クロツク信号
である。
ものを同時に提案した。図中101は被測定信号入力端
子、102はタイミング信号形成回路、103&Ttl
第1発振器、103bは!2発撮器、104aは第1計
数クロック形成回路、104bは第2クロック形成回路
、1051はgt計数手段、105bは第2計数手段、
106は演算手段、107は表示器、201は被測定信
号、202はリセット信号、203は第1タイミング信
号、204は第2タイミング信号、205aは第1クロ
ツク信号、205bは第2クロツク信号、206&は第
1計数クロツク信号、206bは第2計数クロツク信号
である。
この動作シエ、タイミング信号形成回路102に第4図
Bのリセット信号が入力されてから、入力端子101に
第4図Aの時間間隔TXの被測定信号201が入力され
ると、タイミング信号形成回路102より、被測定信号
201の立ち上がり端を示す第4図Cの第1タイミング
信号203を、またその立ち下がり端を示す第4図りの
第2タイミング信号204をそれぞれ出力する。第1発
振器103 alc爾1タイミング信号203が入力さ
れると、それより第4図Eの周期T1の第1クロツク信
号205aが出力され始める。また第1発振器103b
に第2タイミング信号204が入力されると、それより
第4図Fの周期T2の第2クロツク信号205bが出力
され始める。第1クロツク信号が出力され始めてから第
2クロツク信号205bが出力されるまでの間、周期が
第1クロツク信号205hのそれに等しいパルス列から
なる第4図Gの第1計数クロツク信号206aが第1計
数クロック形成回路104aで検出、出力される。この
とき第4[aFに示す端数時間Δtが検出されずに残る
。
Bのリセット信号が入力されてから、入力端子101に
第4図Aの時間間隔TXの被測定信号201が入力され
ると、タイミング信号形成回路102より、被測定信号
201の立ち上がり端を示す第4図Cの第1タイミング
信号203を、またその立ち下がり端を示す第4図りの
第2タイミング信号204をそれぞれ出力する。第1発
振器103 alc爾1タイミング信号203が入力さ
れると、それより第4図Eの周期T1の第1クロツク信
号205aが出力され始める。また第1発振器103b
に第2タイミング信号204が入力されると、それより
第4図Fの周期T2の第2クロツク信号205bが出力
され始める。第1クロツク信号が出力され始めてから第
2クロツク信号205bが出力されるまでの間、周期が
第1クロツク信号205hのそれに等しいパルス列から
なる第4図Gの第1計数クロツク信号206aが第1計
数クロック形成回路104aで検出、出力される。この
とき第4[aFに示す端数時間Δtが検出されずに残る
。
これシエ第2クロック信号205bが出力されてから、
これと第1クロツク信号205aとの位相が最初に一致
する時点まで、第2クロツク信号205bの周期T2に
等しい第2計数クロック形成回路104bから出力され
る第4図Hの第2計数クロツク信号206bに相当する
。それぞれより出力された計数クロック信号は、第1計
数クロツク信号206hが第1計数手段105&にて、
ま次第2計数クロック206bが第2計数手段105b
にて計数され、次段の演算手段106にてそれぞれの重
みづけをし、加算する。その結果は表示器107にて表
示される。
これと第1クロツク信号205aとの位相が最初に一致
する時点まで、第2クロツク信号205bの周期T2に
等しい第2計数クロック形成回路104bから出力され
る第4図Hの第2計数クロツク信号206bに相当する
。それぞれより出力された計数クロック信号は、第1計
数クロツク信号206hが第1計数手段105&にて、
ま次第2計数クロック206bが第2計数手段105b
にて計数され、次段の演算手段106にてそれぞれの重
みづけをし、加算する。その結果は表示器107にて表
示される。
第1計数手段105*での計数値をn)、第2計数手段
105bでの計数値をn2とすると、被測定信号201
は TX=T I X n 1+Δt =T1×nl+CT1−T2)Xn2 で求まる。
105bでの計数値をn2とすると、被測定信号201
は TX=T I X n 1+Δt =T1×nl+CT1−T2)Xn2 で求まる。
上記したように、クロック信号をつくる発振器の発掘を
開始させる時に、クロック信号の周期が過渡的な変化を
する。また端数時間を測定するのに最大r TzxT1
/(TM−rz)Jの時間がかかり、高分解能を得よう
とすると周期T1とT2の時間差を少くする必要があり
、すると周期で2のクロックが周期T1のクロックに追
いつくまで時間がかかるから、指数的に計測時間がかか
る欠点がある。
開始させる時に、クロック信号の周期が過渡的な変化を
する。また端数時間を測定するのに最大r TzxT1
/(TM−rz)Jの時間がかかり、高分解能を得よう
とすると周期T1とT2の時間差を少くする必要があり
、すると周期で2のクロックが周期T1のクロックに追
いつくまで時間がかかるから、指数的に計測時間がかか
る欠点がある。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、クロック信
号の周期よりも短かい時間間隔をも高速、高分解能で測
定できる時間測定装置を提供しようとするものである。
号の周期よりも短かい時間間隔をも高速、高分解能で測
定できる時間測定装置を提供しようとするものである。
[発明の構成コ
(問題点を解決するための手段と作用)本発明は、測定
したい時間間隔の始まり端を示す第1の信号と終り端を
示す第2の信号とを出力する第1の手段と、前記第1.
第2の信号間に入る既知の周期をもつクロック信号を計
数する第2の手段と、前記クロック信号に同期した三角
波を出力する第3の手段と、前記第1.第2の信号の発
生時点の三角波のスロープの極性を検出する第4の手段
と、前記第1.第2の信号の発生時点に対応する三角波
電圧をデジタル値に変換する第5の手段と、前記i2.
に5の手段から得られたデジタル値に必要な重み付けを
しそれぞれを加算する第6の手段とを具備したことを特
徴とするもので、被測定信号に関係ない一つのクロック
信号を常につくり出しておき、それよジつくられる三角
波信号を用いるだけで、クロック信号よりも短い時間間
隔をも高速、高分解能で測定できるようにしたものであ
る。
したい時間間隔の始まり端を示す第1の信号と終り端を
示す第2の信号とを出力する第1の手段と、前記第1.
第2の信号間に入る既知の周期をもつクロック信号を計
数する第2の手段と、前記クロック信号に同期した三角
波を出力する第3の手段と、前記第1.第2の信号の発
生時点の三角波のスロープの極性を検出する第4の手段
と、前記第1.第2の信号の発生時点に対応する三角波
電圧をデジタル値に変換する第5の手段と、前記i2.
に5の手段から得られたデジタル値に必要な重み付けを
しそれぞれを加算する第6の手段とを具備したことを特
徴とするもので、被測定信号に関係ない一つのクロック
信号を常につくり出しておき、それよジつくられる三角
波信号を用いるだけで、クロック信号よりも短い時間間
隔をも高速、高分解能で測定できるようにしたものであ
る。
(実施例]
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第1
図は同実施例の構成図であるが、ここで第3図のものと
対応する個所には同一符号を付して説明を省略する。第
1図において301は発振器、302は第17リツプフ
ロツプ、303は三角波形成回路、304はアンドゲー
ト、305は計数手段、306aは第1サンプルホール
ド回路、306bはWIJ2サンプルホールド回路、3
θ7aは第27リツプフロツプ、307bは第37リツ
プフロツプ、308mは@ I A/D (アナログ/
デジタル)変換手段、308bは第2A/D変換手段、
309は演算手段、40ノは第1クロツク信号、402
は第2クロツク信号、403は三角波、404は計数ク
ロック信号、4051は第1ホールド電圧、405bは
第2ホールド電圧、406ILは第1判励信号、406
bは第2判励信号である。
図は同実施例の構成図であるが、ここで第3図のものと
対応する個所には同一符号を付して説明を省略する。第
1図において301は発振器、302は第17リツプフ
ロツプ、303は三角波形成回路、304はアンドゲー
ト、305は計数手段、306aは第1サンプルホール
ド回路、306bはWIJ2サンプルホールド回路、3
θ7aは第27リツプフロツプ、307bは第37リツ
プフロツプ、308mは@ I A/D (アナログ/
デジタル)変換手段、308bは第2A/D変換手段、
309は演算手段、40ノは第1クロツク信号、402
は第2クロツク信号、403は三角波、404は計数ク
ロック信号、4051は第1ホールド電圧、405bは
第2ホールド電圧、406ILは第1判励信号、406
bは第2判励信号である。
発抛器301は常に第2図Eに示す第1クロツク信号4
01を出力している。タイミング信号形成回路102に
は、入力端子101よシ第2図Aの被測蝋信号201が
入力される。タイミング信号形成回路102では、被測
定倍−Wj201の時間間隔TXの始まりのタイミング
を示す第2図Bの第1タイミング信号203と、時間間
隔TXの終りを示す第2図Cの第2タイミング信号20
4をそれぞれの時点で出力する。第17リツプフロツプ
302では分周動作をする。三角波形成回路303では
三角波をつくる。アンドf−ト304は2人力のアンド
論理をとる。計数手段305では計数クロック信号40
4のパルスを計数する。it。
01を出力している。タイミング信号形成回路102に
は、入力端子101よシ第2図Aの被測蝋信号201が
入力される。タイミング信号形成回路102では、被測
定倍−Wj201の時間間隔TXの始まりのタイミング
を示す第2図Bの第1タイミング信号203と、時間間
隔TXの終りを示す第2図Cの第2タイミング信号20
4をそれぞれの時点で出力する。第17リツプフロツプ
302では分周動作をする。三角波形成回路303では
三角波をつくる。アンドf−ト304は2人力のアンド
論理をとる。計数手段305では計数クロック信号40
4のパルスを計数する。it。
第2のサンプルホールド回路306m、306bでは、
タイミング信号が入力された時点の三角波403の電圧
をホールドするe、第2.第37リツプフロツプ、10
7m、307bでは、タイミング信号が出力された時点
の三角波403のスロープの極性を判別する。第1.第
2 A/D (アナログ/デジタル)変換手段308a
、308bは第1.第2ホールド電圧405m、405
bをデジタル値に変換する。演算手段309では、それ
ぞれ得られ次位に重み付けをし加算する。表示器107
ではその結果を表示する。
タイミング信号が入力された時点の三角波403の電圧
をホールドするe、第2.第37リツプフロツプ、10
7m、307bでは、タイミング信号が出力された時点
の三角波403のスロープの極性を判別する。第1.第
2 A/D (アナログ/デジタル)変換手段308a
、308bは第1.第2ホールド電圧405m、405
bをデジタル値に変換する。演算手段309では、それ
ぞれ得られ次位に重み付けをし加算する。表示器107
ではその結果を表示する。
第1図の動作は、発撮器301からは常に第2図Eに示
す周期TOの第1クロツク信号401が出力され、この
信号を第17リツプフロツプ302で分周し、第2図G
の波高値EOの三角波403をつくり出しておく。タイ
ミング信号形成回路102に第2図りのリセット信号2
02が入力され、入力端子101より第2図Aの時間間
隔TXの被測定信号201が入力されると、被測定信号
201の時間間隔TXの始まりを示すw、lタイミング
信号203が出力される。この時点の三角波403の電
圧である第2図Gの電圧E1を、第1サンプルホールド
回路306aにて第1ホールド電圧405thとしてホ
ールドする。またこの時の三角波のスロープの極、性を
、第27リツプフロツプ307aにて@2図工の第1判
別個号406mとして検出する。
す周期TOの第1クロツク信号401が出力され、この
信号を第17リツプフロツプ302で分周し、第2図G
の波高値EOの三角波403をつくり出しておく。タイ
ミング信号形成回路102に第2図りのリセット信号2
02が入力され、入力端子101より第2図Aの時間間
隔TXの被測定信号201が入力されると、被測定信号
201の時間間隔TXの始まりを示すw、lタイミング
信号203が出力される。この時点の三角波403の電
圧である第2図Gの電圧E1を、第1サンプルホールド
回路306aにて第1ホールド電圧405thとしてホ
ールドする。またこの時の三角波のスロープの極、性を
、第27リツプフロツプ307aにて@2図工の第1判
別個号406mとして検出する。
これとは別に被測定信号201の時間間隔TXの間アン
ドゲート304を開け、第1クロック信号401t−通
し、その時間間隔TXに比例したノ臂ルスを有する第2
図Hの計数クロック信号404を得る。更に被測定信号
201の時間間隔TXの終りの時点を示す第2図Cの第
2タイミング信号204がタイミング信号形成回路10
2より出力されると、その時点の三角波403の電圧で
ある@2図Gの電圧E2t−、サンプルホールド回路3
06bにて第2ホールド電圧405bとしてホールドす
る。またこのときの三角波のスロープの極性を、第37
リツプフロツプ307bにて第2図Jの第2判別信号4
06bとして検出する。
ドゲート304を開け、第1クロック信号401t−通
し、その時間間隔TXに比例したノ臂ルスを有する第2
図Hの計数クロック信号404を得る。更に被測定信号
201の時間間隔TXの終りの時点を示す第2図Cの第
2タイミング信号204がタイミング信号形成回路10
2より出力されると、その時点の三角波403の電圧で
ある@2図Gの電圧E2t−、サンプルホールド回路3
06bにて第2ホールド電圧405bとしてホールドす
る。またこのときの三角波のスロープの極性を、第37
リツプフロツプ307bにて第2図Jの第2判別信号4
06bとして検出する。
計数クロック信号4θ4を計数手段305にて計数する
。筐たvg1ホールド電圧405&は第1A/I)変換
手段308hで、l@2ホールド電圧405bは第2A
/D変換手段308bにてそれぞれデジタル値に変換さ
れる。計数手段3σ5、第1.第2A/D変換手段より
得られた値にそれぞれの重み付けをし、亦算を演算手段
309にて行なう。その結果を表示器107にて表示す
る。上記演算手段309での演算を次に示す。
。筐たvg1ホールド電圧405&は第1A/I)変換
手段308hで、l@2ホールド電圧405bは第2A
/D変換手段308bにてそれぞれデジタル値に変換さ
れる。計数手段3σ5、第1.第2A/D変換手段より
得られた値にそれぞれの重み付けをし、亦算を演算手段
309にて行なう。その結果を表示器107にて表示す
る。上記演算手段309での演算を次に示す。
被測定信号2010時間間隔1kTX、三角波の波高値
をEll)、第1クロツク信号の周期をTOとする。三
角波のスロープの極性が負のとき第2.第37リツプフ
ロツプの出力がHwl埋で、その時に下式のPI 、P
2の内容t″01にする。その逆の時には11”とする
。′!念被測定信号20ノの立ち上がり端から最初にく
る第1クロツク信号401までの時間をΔtI、被測定
信号201の立ち下がり端とその直前にあった第1クロ
ツク信号401のパルスまでの間をΔt2.計数手段3
05より得られ比値をnl、第1 A/D変換手段30
8aより得られた値をn2、jig 2 A/Di換手
段308bより得られた値をnJ、A/D変換のフルス
ケールをn((この値とEθの値は等しbものとする〕
としたとき、求める時間間隔TXは TX=TOxn1+Δt1+Δt2 =T(JXn 7+(T□/n 4 )X l n 4
XP7−n21+(TO/n 4 )Xln4XP2−
n31 で求められる。
をEll)、第1クロツク信号の周期をTOとする。三
角波のスロープの極性が負のとき第2.第37リツプフ
ロツプの出力がHwl埋で、その時に下式のPI 、P
2の内容t″01にする。その逆の時には11”とする
。′!念被測定信号20ノの立ち上がり端から最初にく
る第1クロツク信号401までの時間をΔtI、被測定
信号201の立ち下がり端とその直前にあった第1クロ
ツク信号401のパルスまでの間をΔt2.計数手段3
05より得られ比値をnl、第1 A/D変換手段30
8aより得られた値をn2、jig 2 A/Di換手
段308bより得られた値をnJ、A/D変換のフルス
ケールをn((この値とEθの値は等しbものとする〕
としたとき、求める時間間隔TXは TX=TOxn1+Δt1+Δt2 =T(JXn 7+(T□/n 4 )X l n 4
XP7−n21+(TO/n 4 )Xln4XP2−
n31 で求められる。
以上のように被測定信号201の時間間隔TXを第1ク
ロツク信号401で計数し念とき、残る端数時間Δtl
eΔt1を求めるのに、高速、高分解能を得ることが
できるものである。
ロツク信号401で計数し念とき、残る端数時間Δtl
eΔt1を求めるのに、高速、高分解能を得ることが
できるものである。
なお本発明は実施例のみに限られるものではなく、種々
の応用が可能である。例えば本発明を信号の周期及び周
波数の測定にも利用できる。
の応用が可能である。例えば本発明を信号の周期及び周
波数の測定にも利用できる。
[発明の効果コ
時間間隔を測定する手段として、周期のちがう2つのク
ロック信号を用いて計測する方式がある(タイムバーニ
ア方式)。この方式においては、測定する時間間隔の始
めと終りから立ち上がるクロック信号をつくる必要があ
り、このクロック信号の立ち上がる時間の精度、2つの
クロック信号の周波数偏差による計数誤差及び端数時間
の計測時間が、高分解能にしようとするほど問題化され
る。これに対し本発明は、測定するタイミングに関係な
い一つのクロック信号と、それに同期し念一つの三角波
だけで計測が行なえるようにしたため、計測時間の高速
化、高分解能を得ることができるものである。
ロック信号を用いて計測する方式がある(タイムバーニ
ア方式)。この方式においては、測定する時間間隔の始
めと終りから立ち上がるクロック信号をつくる必要があ
り、このクロック信号の立ち上がる時間の精度、2つの
クロック信号の周波数偏差による計数誤差及び端数時間
の計測時間が、高分解能にしようとするほど問題化され
る。これに対し本発明は、測定するタイミングに関係な
い一つのクロック信号と、それに同期し念一つの三角波
だけで計測が行なえるようにしたため、計測時間の高速
化、高分解能を得ることができるものである。
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は同構成の
作用を説明するためのタイムチャート、第3図は改良前
の時間測定装置の構成図、第4図は同構成の作用を示す
タイムチャートである。 101・・・被測定信号入力端子、102・・・タイミ
ング信号形成回路、301・・・発振器、302゜30
7a、307b・・・フリップフロップ、3Q3・・・
三角波形成回路、304川アンドゲート、3o5・・・
計数手段、306*、306b・・・サンプルホールド
回路、30g&、3011b ・−A/D変換手段、3
09−・・演算手段。
作用を説明するためのタイムチャート、第3図は改良前
の時間測定装置の構成図、第4図は同構成の作用を示す
タイムチャートである。 101・・・被測定信号入力端子、102・・・タイミ
ング信号形成回路、301・・・発振器、302゜30
7a、307b・・・フリップフロップ、3Q3・・・
三角波形成回路、304川アンドゲート、3o5・・・
計数手段、306*、306b・・・サンプルホールド
回路、30g&、3011b ・−A/D変換手段、3
09−・・演算手段。
Claims (1)
- 測定したい時間間隔の始まり端を示す第1の信号と終り
端を示す第2の信号とを出力する第1の手段と、前記第
1、第2の信号間に入る既知の周期をもつクロック信号
を計数する第2の手段と、前記クロック信号に同期した
三角波を出力する第3の手段と、前記第1、第2の信号
の発生時点の三角波のスロープの極性を検出する第4の
手段と、前記第1、第2の信号の発生時に対応する三角
波電圧をデジタル値に変換する第5の手段と、前記第2
、第5の手段から得られたデジタル値に必要な重み付け
をしそれぞれを加算する第6の手段とを具備したことを
特徴とする時間測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7216986A JPS62228191A (ja) | 1986-03-29 | 1986-03-29 | 時間測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7216986A JPS62228191A (ja) | 1986-03-29 | 1986-03-29 | 時間測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62228191A true JPS62228191A (ja) | 1987-10-07 |
JPH0424676B2 JPH0424676B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=13481464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7216986A Granted JPS62228191A (ja) | 1986-03-29 | 1986-03-29 | 時間測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62228191A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007040742A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Yokogawa Electric Corp | ジッタ測定装置 |
US10401798B2 (en) | 2017-08-22 | 2019-09-03 | Seiko Epson Corporation | Time-to-digital converter, circuit device, physical quantity measurement apparatus, electronic apparatus, and vehicle |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5876795A (ja) * | 1981-10-31 | 1983-05-09 | Hagiwara Denki Kk | 計時回路 |
JPS5997077A (ja) * | 1982-11-25 | 1984-06-04 | Horiba Ltd | 時間電圧変換器 |
-
1986
- 1986-03-29 JP JP7216986A patent/JPS62228191A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5876795A (ja) * | 1981-10-31 | 1983-05-09 | Hagiwara Denki Kk | 計時回路 |
JPS5997077A (ja) * | 1982-11-25 | 1984-06-04 | Horiba Ltd | 時間電圧変換器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007040742A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Yokogawa Electric Corp | ジッタ測定装置 |
US10401798B2 (en) | 2017-08-22 | 2019-09-03 | Seiko Epson Corporation | Time-to-digital converter, circuit device, physical quantity measurement apparatus, electronic apparatus, and vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0424676B2 (ja) | 1992-04-27 |
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