JPH0727880A - 高分解能時間計測装置 - Google Patents
高分解能時間計測装置Info
- Publication number
- JPH0727880A JPH0727880A JP17160293A JP17160293A JPH0727880A JP H0727880 A JPH0727880 A JP H0727880A JP 17160293 A JP17160293 A JP 17160293A JP 17160293 A JP17160293 A JP 17160293A JP H0727880 A JPH0727880 A JP H0727880A
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- Japan
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- calibration
- time
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- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】T/V変換回路の端数パルスの校正を木目細か
く行うことができるようにし、時間測定の分解能および
精度の向上を図る。 【構成】入力パルスの時間幅を、基準クロックを計数し
て求めると共にその基準クロックでは計数できない端数
パルスは電圧に変換するT/V変換回路を備え、基準ク
ロックの計数値から時間幅を求めると共に、端数パルス
については変換電圧と時間幅の関係から端数パルスの時
間幅を算出するようにして、入力パルスの時間幅を知る
ように構成した時間計測装置において、基準クロックと
異なる周波数の複数の校正用クロックを発生する手段
と、前記校正用の各クロックが入力されるごとにそのク
ロックの1周期に等しい時間幅の単発パルスを校正パル
スとして発生する校正パルス発生回路と、前記各校正パ
ルスを前記T/V変換回路に与えて端数パルスに対する
時間変換係数を校正するように構成する。
く行うことができるようにし、時間測定の分解能および
精度の向上を図る。 【構成】入力パルスの時間幅を、基準クロックを計数し
て求めると共にその基準クロックでは計数できない端数
パルスは電圧に変換するT/V変換回路を備え、基準ク
ロックの計数値から時間幅を求めると共に、端数パルス
については変換電圧と時間幅の関係から端数パルスの時
間幅を算出するようにして、入力パルスの時間幅を知る
ように構成した時間計測装置において、基準クロックと
異なる周波数の複数の校正用クロックを発生する手段
と、前記校正用の各クロックが入力されるごとにそのク
ロックの1周期に等しい時間幅の単発パルスを校正パル
スとして発生する校正パルス発生回路と、前記各校正パ
ルスを前記T/V変換回路に与えて端数パルスに対する
時間変換係数を校正するように構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、時間計測装置の高分解
能化に関し、詳しくは基準クロックの1周期以下の微少
時間も高精度に測定するための高分解能化のための改善
に関するものである。
能化に関し、詳しくは基準クロックの1周期以下の微少
時間も高精度に測定するための高分解能化のための改善
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より経過時間を測定する時間計測装
置はよく知られている。この種の時間計測装置が採用す
る高分解能時間計測方式の1つに、時間・電圧変換方式
(T/V変換方式)がある。この方式は、被測定信号の
例えば立ち上がりから立ち下がりまでの時間幅(パルス
幅)を計測する場合を例にとれば、その時間幅内に基準
クロックを計数し計数したクロックの数から被測定信号
の時間幅を求めるが、更に基準クロックでは計数できな
い微少な時間幅(これを端数パルスとも言う)について
はこれを一旦電圧値に変換し、その電圧値を高精度に測
定することによって正確な時間幅を求める方式である。
置はよく知られている。この種の時間計測装置が採用す
る高分解能時間計測方式の1つに、時間・電圧変換方式
(T/V変換方式)がある。この方式は、被測定信号の
例えば立ち上がりから立ち下がりまでの時間幅(パルス
幅)を計測する場合を例にとれば、その時間幅内に基準
クロックを計数し計数したクロックの数から被測定信号
の時間幅を求めるが、更に基準クロックでは計数できな
い微少な時間幅(これを端数パルスとも言う)について
はこれを一旦電圧値に変換し、その電圧値を高精度に測
定することによって正確な時間幅を求める方式である。
【0003】T/V変換方式は、通常、測定に先立って
変換係数(時間から電圧への変換の際の係数)を求める
ための校正を行う。この校正は図4に示すような構成に
より行われる。図4において、基準クロック発生回路1
からの基準クロック(測定系および校正系の両方の時間
の基準になるクロック)は校正パルス発生回路2に入力
される。ここでは基準クロックの1周期分および2周期
分の単発パルスをそれぞれ生成する。T/V変換回路3
は各パルスの時間幅を電圧に変換し、かつデジタル信号
で出力する。各変換値は一旦メモリ4に格納されるが、
処理回路5でこれを読み出しその2つの変換値をもとに
T/V変換回路3における端数パルスに係る時間・電圧
変換係数を求める。
変換係数(時間から電圧への変換の際の係数)を求める
ための校正を行う。この校正は図4に示すような構成に
より行われる。図4において、基準クロック発生回路1
からの基準クロック(測定系および校正系の両方の時間
の基準になるクロック)は校正パルス発生回路2に入力
される。ここでは基準クロックの1周期分および2周期
分の単発パルスをそれぞれ生成する。T/V変換回路3
は各パルスの時間幅を電圧に変換し、かつデジタル信号
で出力する。各変換値は一旦メモリ4に格納されるが、
処理回路5でこれを読み出しその2つの変換値をもとに
T/V変換回路3における端数パルスに係る時間・電圧
変換係数を求める。
【0004】実際の被測定信号の時間計測では、T/V
変換回路3で基準クロックを計数すると共に端数パルス
分については時間・電圧変換を行い、それぞれの結果
(クロック数と電圧値)をメモリ4に格納する。処理回
路5では、計数されたクロック数から時間幅を求めると
共に、上記校正において得た変換係数を用いて、端数パ
ルスに対応した電圧値から端数時間幅を逆算する。この
ようにして求めた2つの時間幅のデータを合算すること
により、被測定信号の時間幅を求めることができる。
変換回路3で基準クロックを計数すると共に端数パルス
分については時間・電圧変換を行い、それぞれの結果
(クロック数と電圧値)をメモリ4に格納する。処理回
路5では、計数されたクロック数から時間幅を求めると
共に、上記校正において得た変換係数を用いて、端数パ
ルスに対応した電圧値から端数時間幅を逆算する。この
ようにして求めた2つの時間幅のデータを合算すること
により、被測定信号の時間幅を求めることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
測定でT/V変換回路に入力される端数パルスはその幅
が上記の校正パルスの間のあらゆる値をとるが、すなわ
ち端数パルスは基準クロックの1周期以下のあらゆる値
をとるが、上述のような従来の校正では、基準クロック
の1周期分および2周期分の2つのパルスでしか、換言
すれば端数パルスの最小と最大でしか校正されていな
い。このため、最小と最大の間でのリニアリティはまっ
たく校正されておらず、変換誤差が生ずるという問題が
あった。
測定でT/V変換回路に入力される端数パルスはその幅
が上記の校正パルスの間のあらゆる値をとるが、すなわ
ち端数パルスは基準クロックの1周期以下のあらゆる値
をとるが、上述のような従来の校正では、基準クロック
の1周期分および2周期分の2つのパルスでしか、換言
すれば端数パルスの最小と最大でしか校正されていな
い。このため、最小と最大の間でのリニアリティはまっ
たく校正されておらず、変換誤差が生ずるという問題が
あった。
【0006】本発明の目的は、このような点に鑑み、T
/V変換回路の端数パルスの校正を木目細かく行い得る
ようにし、時間測定の分解能および精度の向上した高分
解能時間計測装置を実現しようとするものである。
/V変換回路の端数パルスの校正を木目細かく行い得る
ようにし、時間測定の分解能および精度の向上した高分
解能時間計測装置を実現しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、入力パルスの時間幅を、基準クロ
ックを計数して求めると共にその基準クロックでは計数
できない端数パルスは電圧に変換するT/V変換回路を
備え、基準クロックの計数値から時間幅を求めると共
に、端数パルスについては変換電圧と時間幅の関係から
端数パルスの時間幅を算出するようにして、入力パルス
の時間幅を知るように構成した時間計測装置において、
基準クロックと異なる周波数の複数の校正用クロックを
発生する手段と、前記校正用の各クロックが入力される
ごとにそのクロックの1周期に等しい時間幅の単発パル
スを校正パルスとして発生する校正パルス発生回路と、
前記各校正パルスを前記T/V変換回路に与えて端数パ
ルスに対する時間変換係数を校正するように構成したこ
とを特徴とする。
るために本発明では、入力パルスの時間幅を、基準クロ
ックを計数して求めると共にその基準クロックでは計数
できない端数パルスは電圧に変換するT/V変換回路を
備え、基準クロックの計数値から時間幅を求めると共
に、端数パルスについては変換電圧と時間幅の関係から
端数パルスの時間幅を算出するようにして、入力パルス
の時間幅を知るように構成した時間計測装置において、
基準クロックと異なる周波数の複数の校正用クロックを
発生する手段と、前記校正用の各クロックが入力される
ごとにそのクロックの1周期に等しい時間幅の単発パル
スを校正パルスとして発生する校正パルス発生回路と、
前記各校正パルスを前記T/V変換回路に与えて端数パ
ルスに対する時間変換係数を校正するように構成したこ
とを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明は、端数パルスの変換係数を校正するこ
とができるようにしたものである。基準となるクロック
から周波数の異なる複数の校正用クロックを生成し、校
正パルス発生回路ではその各校正用クロックを入力した
ときにそのクロックの1周期分の時間幅を有する単発パ
ルスを生成する。T/V変換回路にこれら校正パルスを
与えて、そのときの変換出力を求める。このようにして
得た校正パルスの時間幅と変換出力の関係からT/V変
換回路の端数パルス変換係数を校正する。
とができるようにしたものである。基準となるクロック
から周波数の異なる複数の校正用クロックを生成し、校
正パルス発生回路ではその各校正用クロックを入力した
ときにそのクロックの1周期分の時間幅を有する単発パ
ルスを生成する。T/V変換回路にこれら校正パルスを
与えて、そのときの変換出力を求める。このようにして
得た校正パルスの時間幅と変換出力の関係からT/V変
換回路の端数パルス変換係数を校正する。
【0009】
【実施例】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図1は本発明に係る高分解能時間計測装置の一実施例を
示す構成図である。図1において図4と同等部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。特に図4と異なる
部分はシンセサイズドスイーパ6を用いた点である。シ
ンセサイズドスイーパ6は基準クロック発生回路1から
の基準クロックを受けこのクロックに同期した複数の周
波数f1 ,f2 ,f3 ,・・・,fn の周波数を順次発
生するように構成されたものである。なお、f2 ,
f3 ,・・・,fn-1 の周波数はf1 ,fn の間をn等
分した場合の周波数とする。
図1は本発明に係る高分解能時間計測装置の一実施例を
示す構成図である。図1において図4と同等部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。特に図4と異なる
部分はシンセサイズドスイーパ6を用いた点である。シ
ンセサイズドスイーパ6は基準クロック発生回路1から
の基準クロックを受けこのクロックに同期した複数の周
波数f1 ,f2 ,f3 ,・・・,fn の周波数を順次発
生するように構成されたものである。なお、f2 ,
f3 ,・・・,fn-1 の周波数はf1 ,fn の間をn等
分した場合の周波数とする。
【0010】このような構成における動作を次に説明す
る。シンセサイズドスイーパ6からは上記のような互い
に異なる周波数のn個のクロックが順次出力される。校
正パルス発生回路2は各クロックを受け取るごとに、そ
のクロックの1周期分のパルス幅を有する単発のパルス
を校正パルスとして生成しT/V変換回路に与える。図
2は校正パルス発生回路2の入力信号と出力信号(パル
スの関係を示す波形図で、周波数f1 のクロックが入力
されたときはパルスP1 (パルス幅はT)が出力され、
周波数f2 のクロックが入力されたときはパルスP2 が
出力され、以下同様にして、周波数fn の場合はパルス
Pn (パルス幅は2T)が出力される。
る。シンセサイズドスイーパ6からは上記のような互い
に異なる周波数のn個のクロックが順次出力される。校
正パルス発生回路2は各クロックを受け取るごとに、そ
のクロックの1周期分のパルス幅を有する単発のパルス
を校正パルスとして生成しT/V変換回路に与える。図
2は校正パルス発生回路2の入力信号と出力信号(パル
スの関係を示す波形図で、周波数f1 のクロックが入力
されたときはパルスP1 (パルス幅はT)が出力され、
周波数f2 のクロックが入力されたときはパルスP2 が
出力され、以下同様にして、周波数fn の場合はパルス
Pn (パルス幅は2T)が出力される。
【0011】このような校正パルスP1 ,P2 ,・・
・,Pn をT/V変換回路3に与えて校正するが、各校
正パルスに対してT/V変換回路3からそれぞれ電圧デ
ータV1 ,V2 ,V3 ,・・・,Vn が得られたとす
る。これら校正データはメモリ4に保存される。処理回
路5ではこれら校正データをもとに時間電圧変換係数を
求め、メモリ4に記憶しておく。その後の実際の時間測
定の際には、処理回路5において、上記のようにして求
めた変換係数を用いて端数パルス測定データから時間幅
を逆算する。このように、端数パルス校正用のパルスを
複数生成して端数パルスに対する変換係数の校正を行う
ことにより、端数パルス変換におけるリニアリティ誤差
の低減と、高い分解能での時間測定を可能にすることが
できる。
・,Pn をT/V変換回路3に与えて校正するが、各校
正パルスに対してT/V変換回路3からそれぞれ電圧デ
ータV1 ,V2 ,V3 ,・・・,Vn が得られたとす
る。これら校正データはメモリ4に保存される。処理回
路5ではこれら校正データをもとに時間電圧変換係数を
求め、メモリ4に記憶しておく。その後の実際の時間測
定の際には、処理回路5において、上記のようにして求
めた変換係数を用いて端数パルス測定データから時間幅
を逆算する。このように、端数パルス校正用のパルスを
複数生成して端数パルスに対する変換係数の校正を行う
ことにより、端数パルス変換におけるリニアリティ誤差
の低減と、高い分解能での時間測定を可能にすることが
できる。
【0012】なお、シンセサイズドスイーパ6から出力
するクロックf2 ,f3 ,・・・,fn-1 の周波数を、
実施例ではf1 ,fn の間をn等分した周波数とした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、n分割さ
れた周波数であればよい。
するクロックf2 ,f3 ,・・・,fn-1 の周波数を、
実施例ではf1 ,fn の間をn等分した周波数とした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、n分割さ
れた周波数であればよい。
【0013】また、上記実施例ではシンセサイズドスイ
ーパによりn個の校正用のクロックを作るが、基準クロ
ック発生回路自体で複数の校正用のクロックを発生させ
る構成としてもよい。図3はそのような目的を達成する
ための基準クロック発生回路の一実施例を示す構成図で
ある。図から明らかなようにこの構成はいわゆるPLL
(Phase Locked Loop)回路である。以下簡単に説明す
る。位相比較器7には、クロックの基準となるリファレ
ンスクロックと、プログラマブルカウンタ10で分周さ
れた電圧制御発振器(VCO)9の出力とが入力されて
いる。位相比較器7の出力はローパスフィルタ8を介し
て高周波成分を除去し、ほぼ直流的となった電圧をVC
O9に与える。このような閉ループ制御回路によれば、
リファレンスとプログラマブルカウンタ10の出力とが
同じ周波数となるように制御され、プログラマブルカウ
ンタ10が1/Nの分周を行う場合には、出力の基準ク
ロックは入力のリファレンス信号のN倍の周波数とな
る。
ーパによりn個の校正用のクロックを作るが、基準クロ
ック発生回路自体で複数の校正用のクロックを発生させ
る構成としてもよい。図3はそのような目的を達成する
ための基準クロック発生回路の一実施例を示す構成図で
ある。図から明らかなようにこの構成はいわゆるPLL
(Phase Locked Loop)回路である。以下簡単に説明す
る。位相比較器7には、クロックの基準となるリファレ
ンスクロックと、プログラマブルカウンタ10で分周さ
れた電圧制御発振器(VCO)9の出力とが入力されて
いる。位相比較器7の出力はローパスフィルタ8を介し
て高周波成分を除去し、ほぼ直流的となった電圧をVC
O9に与える。このような閉ループ制御回路によれば、
リファレンスとプログラマブルカウンタ10の出力とが
同じ周波数となるように制御され、プログラマブルカウ
ンタ10が1/Nの分周を行う場合には、出力の基準ク
ロックは入力のリファレンス信号のN倍の周波数とな
る。
【0014】ここでは、上記分周をプログラマブルカウ
ンタにより、 1/N,1/(N−1),1/(N−2),...,1
/(N−n) のようにn通りに変え、n通りの校正クロックを発生す
るようにしている。このように基準クロック発生回路自
体で複数の校正用クロックを発生させることにより図1
に示す構成のものと同様に本発明の目的を達成すること
ができる。なお、この場合のT/V変換回路に与える基
準クロックとしては、例えばリファレンスクロックを用
いる。
ンタにより、 1/N,1/(N−1),1/(N−2),...,1
/(N−n) のようにn通りに変え、n通りの校正クロックを発生す
るようにしている。このように基準クロック発生回路自
体で複数の校正用クロックを発生させることにより図1
に示す構成のものと同様に本発明の目的を達成すること
ができる。なお、この場合のT/V変換回路に与える基
準クロックとしては、例えばリファレンスクロックを用
いる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、周
波数シンセサイザあるいはプログラマブルなPLLを用
いて複数の校正用クロックを発生してT/V変換回路の
校正をより細かく行うことができ、これにより変換のリ
ニアリティ誤差が低減でき、高分解能の時間測定が可能
となる。
波数シンセサイザあるいはプログラマブルなPLLを用
いて複数の校正用クロックを発生してT/V変換回路の
校正をより細かく行うことができ、これにより変換のリ
ニアリティ誤差が低減でき、高分解能の時間測定が可能
となる。
【図1】本発明に係る高分解能時間計測装置の一実施例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図2】校正用のクロックと校正パルスとの関係を示す
図である。
図である。
【図3】本発明の他の実施例における基準クロック発生
回路の一実施例を示す構成図である。
回路の一実施例を示す構成図である。
【図4】従来の時間計測装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
1 基準クロック発生回路 2 校正パルス発生回路 3 T/V変換回路 4 メモリ 5 処理回路 6 シンセサイズドスイーパ
Claims (1)
- 【請求項1】入力パルスの時間幅を、基準クロックを計
数して求めると共にその基準クロックでは計数できない
端数パルスは電圧に変換するT/V変換回路を備え、基
準クロックの計数値から時間幅を求めると共に、端数パ
ルスについては変換電圧と時間幅の関係から端数パルス
の時間幅を算出するようにして、入力パルスの時間幅を
知るように構成した時間計測装置において、 基準クロックと異なる周波数の複数の校正用クロックを
発生する手段と、 前記校正用の各クロックが入力されるごとにそのクロッ
クの1周期に等しい時間幅の単発パルスを校正パルスと
して発生する校正パルス発生回路と、 前記各校正パルスを前記T/V変換回路に与えて端数パ
ルスに対する時間変換係数を校正するように構成したこ
とを特徴とする高分解能時間計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17160293A JPH0727880A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 高分解能時間計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17160293A JPH0727880A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 高分解能時間計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727880A true JPH0727880A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15926214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17160293A Pending JPH0727880A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 高分解能時間計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727880A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005156495A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Agilent Technol Inc | 時間間隔測定器および補正量決定方法 |
| JP2014187599A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | 周波数検出回路 |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP17160293A patent/JPH0727880A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005156495A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Agilent Technol Inc | 時間間隔測定器および補正量決定方法 |
| JP2014187599A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | 周波数検出回路 |
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