JPS62228191A - 時間測定装置 - Google Patents

時間測定装置

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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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JP
Japan
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signal
clock
triangular wave
time
clock signal
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JP7216986A
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Hisashi Saito
斉藤 尚志
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Asia Electronics Co
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Asia Electronics Co
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  • 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。

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。
(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。
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
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。
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。
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。
(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。
[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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【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)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP7216986A 1986-03-29 1986-03-29 時間測定装置 Granted JPS62228191A (ja)

Priority Applications (1)

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

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JPS62228191A true JPS62228191A (ja) 1987-10-07
JPH0424676B2 JPH0424676B2 (ja) 1992-04-27

Family

ID=13481464

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

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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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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