JPH0424676B2 - - Google Patents

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JPH0424676B2
JPH0424676B2 JP61072169A JP7216986A JPH0424676B2 JP H0424676 B2 JPH0424676 B2 JP H0424676B2 JP 61072169 A JP61072169 A JP 61072169A JP 7216986 A JP7216986 A JP 7216986A JP H0424676 B2 JPH0424676 B2 JP H0424676B2
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JP
Japan
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signal
time
clock signal
triangular wave
clock
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JP61072169A
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English (en)
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JPS62228191A (ja
Inventor
Hisashi Saito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asia Electronics Co
Original Assignee
Asia Electronics Co
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Publication date
Application filed by Asia Electronics Co filed Critical Asia Electronics Co
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  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

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、クロツク信号を計数し
て行なう際に、そのクロツ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) この種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、103aは第1発振器、103bは第2発
振器、104aは第1計数クロツク形成回路、1
04bは第2クロツク形成回路、105aは第1
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はリセツト信号、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、206a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。
この動作は、タイミング信号形成回路102に
第4図Bのリセツ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D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103aに第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2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205a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計数クロツク形成回路104aで検出,出力さ
れる。このとき第4図Fに示す端数時間Δtが検
出されずに残る。これは第2クロツク信号205
bが出力されてから、これと第1クロツク信号2
05a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
数クロツク形成回路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ツク信号
は、第1計数クロツク信号206aが第1計数手
段105aにて、また第2計数クロツク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105aでの計数値をn1、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=T1×n1+Δt =T1×n1+(T1−T2)×n2 で求まる。
上記したように、クロツク信号をつくる発振器
の発振を開始させる時に、クロツク信号の周期が
過渡的な変化をする。また端数時間を測定するの
に最大「T2×T1/(T1−T2)」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T2のク
ロツクが周期T1のクロツ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
ロツ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。
[発明の構成] (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ツク信号を計数する第2
の手段と、前記クロツ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もの
で、被測定信号に関係ない一つのクロツク信号を
常につくり出しておき、それよりつくられる三角
波信号を用いるだけで、クロツク信号よりも短い
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1フリツプフロツプ、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は第2サンプルホールド回路、30
7aは第2フリツプフロツプ、307bは第3フ
リツプフロツプ、308aは第1A/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、401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は計数クロツク信号、405aは
第1ホールド電圧、405bは第2ホールド電
圧、406aは第1判別信号、406bは第2判
別信号である。
発振器301は常に第2図Eに示す第1クロツ
ク信号401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より第2図A
の被測定信号201が入力される。タイミング信
号形成回路102では、被測定信号201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204を
それぞれの時点で出力する。第1フリツプフロツ
プ302では分周動作をする。三角波形成回路3
03では三角波をつくる。アンドゲート304は
2入力のアンド論理をとる。計数手段305では
計数クロツク信号404のパルスを計数する。第
1,第2のサンプルホールド回路306a,30
6b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。第2,第3フ
リツプフロツプ307a,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2A/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405a,405bをデジ
タル値に変換する。演算手段309では、それぞ
れ得られた値に重みを付けをし加算する。表示器
107ではその結果を表示する。
第1図の動作は、発振器301からは常に第2
図Eに示す周期T0の第1クロツク信号401が
出力され、この信号を第1フリツプフロツプ30
2で分周し、第2図Gの波高値E0の三角波40
3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Dのリセツト信号202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の始まりを示す第1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405a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2フリツプフロツ
プ307aにて第2図Iの第1判別信号406a
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クロツク信
号401を通し、その時間間隔TXに比例したパ
ルスを有する第2図Hの計数クロツク信号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102より出力
されると、その時点の三角波403の電圧である
第2図Gの電圧E2を、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3フリツプフロツプ307bにて第2図
Jの第2判別信号406bとして検出する。
計数クロツク信号404を計数手段305にて
計数する。また第1ホールド電圧405aは第
1A/D変換手段308aで、第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305、
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、加算を演算手段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201の時間間隔をTX、三角波の
波高値をE0、第1クロツク信号の周期をT0とす
る。三角波のスロープの極性が負のとき第2,第
3フリツプフロツプの出力がH論理で、その時に
下式のP1,P2の内容を“0”とする。その逆
の時には“1”とする。また被測定信号201の
立ち上がり端から最初にくる第1クロツク信号4
01までの時間をΔt1、被測定信号201の立
ち下がり端とその直前にあつた第1クロツク信号
401のパルスまでの間をΔt2、計数手段30
5より得られた値をn1、第1A/D変換手段30
8aより得られた値をn2、第2A/D変換手段3
08bより得られた値をn3、A/D変換のフル
スケールをn4(この値とE0の値は等しいものとす
る)としたとき、求める時間間隔TXは TX=T0×n1+Δt1+Δt2 =T0×n1+(T0/n4)×|n4×P1−n2|+
(T0/n4) ×|n4×P2−n3| で求められる。上記TXの式で、n1とΔt1、Δt2を
求めたデジタル値では、互いに意味する大きさが
異なるが、これらの大きさの意味が互いに異なる
と上記TXの式の計算ができないので、この計算
が行われる被加算項の意味する大きさを合わせる
ことを、「重み付け」といつている。ここでTX
の式の3つの被加算項のT0、各T0/n4は上記重
み付けにそれぞれ用いられる「重み」である。ま
たP1、P2はTXの両端の時点での三角波のスロー
プの極性を示す。
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で計数したとき、残る
端数時間Δt1、Δt2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。
[発明の効果] 時間間隔を測定する手段として、周期のちがう
2つのクロツ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
ツク信号をつくる必要があり、このクロツク信号
の立ち上がる時間の精度、2つのクロツク信号の
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ツク信号と、それに同期した
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。
【図面の簡単な説明】
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ヤート、
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ヤートである。 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、30
2,307a,307b……フリツプフロツプ、
303……三角波形成回路、304……アンドゲ
ート、305……計数手段、306a,306b
……サンプルホールド回路、308a,308b
……A/D変換手段、309……演算手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 測定したい時間間隔の始まり端と終り端を示
    す信号をそれぞれ出力する第1の手段と;前記測
    定したい時間よりも前から発生され既知の周期を
    持つクロツク信号を得る第2の手段と;前記測定
    したい時間間隔の始まり端と終り端との間に入る
    前記クロツク信号をデジタル的に計数する第3の
    手段と;前記クロツク信号に同期した三角波を出
    力する第4の手段と;前記測定したい時間間隔の
    始まり端の時点と終り端の時点の三角波のスロー
    プの極性をそれぞれ検出する第5の手段と;前記
    測定したい時間間隔の始まり端の時点及び終り端
    の時点に対応する前記三角波の電圧をそれぞれデ
    ジタル値に変換する第6の手段と;前記第3の手
    段で得られたデジタル計数値、前記第6の手段で
    得られたデジタル値を前記三角波のスロープの極
    性に応じて変換した値に対し、必要な重み付けを
    して加算演算する第7の手段とを具備したことを
    特徴とする時間測定装置。
JP7216986A 1986-03-29 1986-03-29 時間測定装置 Granted JPS62228191A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7216986A JPS62228191A (ja) 1986-03-29 1986-03-29 時間測定装置

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JP7216986A JPS62228191A (ja) 1986-03-29 1986-03-29 時間測定装置

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JPS62228191A JPS62228191A (ja) 1987-10-07
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007040742A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Yokogawa Electric Corp ジッタ測定装置
JP2019039673A (ja) 2017-08-22 2019-03-14 セイコーエプソン株式会社 時間デジタル変換回路、回路装置、物理量測定装置、電子機器及び移動体

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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

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