TWM625317U - 時間數位轉換裝置 - Google Patents

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TWM625317U
TWM625317U TW110215510U TW110215510U TWM625317U TW M625317 U TWM625317 U TW M625317U TW 110215510 U TW110215510 U TW 110215510U TW 110215510 U TW110215510 U TW 110215510U TW M625317 U TWM625317 U TW M625317U
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TW110215510U
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程韋盛
白順尹
孫伯偉
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神盾股份有限公司
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    • G—PHYSICS
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Abstract

一種時間數位轉換裝置。時脈產生電路，產生具有不同相位的n個時脈信號。時間數位轉換器於時脈產生電路開始產生n個時脈信號起經過一段預設時間後，開始計數n個時脈信號的上升緣或下降緣，以產生數位信號給信號處理電路。

Description

時間數位轉換裝置
本新型創作是有關於一種轉換裝置，且特別是有關於一種時間數位轉換裝置。
隨著積體電路的發展，將感測器所獲得的感測資訊轉換為數位碼的形式，可以實現更加廣泛的運用。其中，對於時間量測系統而言，時間數位轉換器可藉由時間寬度來表示感測資訊，並透過振盪器對時間寬度進行計數，從而將感測資訊轉換為數位形式的輸出。
在現有技術中，時間數位轉換器一般透過計數振盪器提供的時脈信號來將時間信息轉換為數位信號，然由於振盪器啟動初期所提供的時脈信號的脈波寬度並不穩定，如此將使數位信號無法正確地反映出時間信息。
本新型創作提供一種時間數位轉換裝置，可確保時間數位轉換裝置輸出的數位信號提供正確的時間信息。
本新型創作的時間數位轉換裝置包括時脈產生電路以及時間數位轉換器。時脈產生電路產生具有不同相位的n個時脈信號，其中n為正整數。時間數位轉換器耦接時脈產生電路，於時脈產生電路開始產生n個時脈信號起經過一段預設時間後，開始計數n個時脈信號的上升緣或下降緣，以產生數位信號給信號處理電路。
基于上述，本新型創作實施例的時間數位轉換器可於時脈產生電路開始產生時脈信號起經過一段預設時間後，開始計數時脈信號的上升緣或下降緣，以產生數位信號。如此等待時脈產生電路輸出的時脈信號穩定後，再進行上升緣或下降緣的計數，可確保時間數位轉換裝置產生的數位信號的正確性不因時脈產生電路的時脈信號不穩定而受到影響。
為了使本新型創作之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本新型創作確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
以下請參照圖1，圖1是依照本新型創作一實施例所繪示的時間數位轉換裝置的方塊示意圖。時間數位轉換裝置包括時脈產生電路102以及時間數位轉換器104，時脈產生電路102耦接時間數位轉換器104。時脈產生電路102可產生具有不同相位的n個時脈信號CK0~CKn-1，其中n為正整數，時脈產生電路102可例如以環型振盪器來實施，然不以此為限。時間數位轉換器104則可於時脈產生電路102開始產生時脈信號CK0~CKn-1起經過一段預設時間後，開始計數時脈信號CK0~CKn-1的上升緣或下降緣，以產生數位信號D1。如此等待時脈產生電路102輸出的時脈信號CK0~CKn-1穩定後，再進行時脈信號CK0~CKn-1的上升緣或下降緣的計數，可確保時間數位轉換裝置產生的數位信號D1的正確性不因時脈產生電路102的時脈信號CK0~CKn-1不穩定而受到影響。
舉例來說，如圖2所示，時脈產生電路102被所接收到的致能信號EN1致能，而開始產生時脈信號CK0~CK3。時間數位轉換器104可在時脈產生電路102開始產生時脈信號起經過一段預設時間T1後，依據接收到的致能信號EN2開始計數時脈信號CK0~CK3的上升緣。如圖2所示，在時脈產生電路102產生時脈信號CK0~CK3的初期，時脈信號CK0~CK3尚未穩定而具有較大的脈波寬度，而在經過預設時間T1後，時脈信號CK0~CK3變得穩定而具有較小且固定的脈波寬度，因此此時對時脈信號CK0~CK3進行計數可較正確地反映出時間信息。
時間數位轉換器104可例如依據接收到的停止信號SP1來決定輸出的數位信號D1的信號值。例如在圖2中，停止信號SP1為脈衝信號，時間數位轉換器104可依據停止信號SP1的上升緣來決定輸出的數位信號D1的信號值(在圖2實施例中，停止信號SP1的上升緣所對應的信號值為8)。
值得注意的是，時脈產生電路102所產生的時脈信號的數量並不以圖2實施例為限，在其它實施例中，時脈產生電路102也可產生更多或更少的時脈信號。此外，預設時間T1可例如為依據時脈信號的脈波寬度的變化在一段觀察時間內小於預設值所需的時間決定，亦即由時脈產生電路102所產生的時脈信號穩定所需的時間決定。在其它實施例中，時間數位轉換器104也可例如依據時脈信號CK0~CK3的下降緣進行計數而非依據上升緣，類似地，時間數位轉換器104也可例如依據停止信號SP1的下降緣來決定輸出的數位信號D1的信號值。
致能信號EN1、EN2以及停止信號SP1可例如由與時脈產生電路102以及時間數位轉換器104耦接的控制電路(未繪示)提供。在其它實施例中，也可藉由控制電路偵測時脈產生電路102所產生的時脈信號的脈波寬度的變化在最近的一段觀察時間內是否小於預設值，並在判斷出時脈信號的脈波寬度的變化小於預設值時產生致能信號EN2致能時間數位轉換器104開始計數停止信號SP1的上升緣或下降緣，以確保時間數位轉換器104可產生正確的數位信號D1。
時間數位轉換裝置可例如應用於距離感測裝置，例如飛行時間距離感測器或超聲波感測器，然不以此為限。舉例來說，時間數位轉換器104依據致能信號EN2開始計數停止信號SP1的上升緣的時間點可為飛行時間距離感測器發射光束的時間點或超聲波感測器發射聲波的時間點，而停止信號SP1產生上升緣的時間點可例如為飛行時間距離感測器接收到反射光束的時間點或超聲波感測器接收到反射聲波的時間點，如此藉由時間數位轉換裝置產生的數位信號D1獲得精確的時間信息，也可使計算出的距離感測結果正確。
此外，在部份實施例中，數位信號D1的信號值也可例如由兩個計數值來決定。舉例來說，如圖3所示，與圖2實施例不同的是，在圖3實施例中，時間數位轉換器104可依據接收的起始信號ST1的上升緣來決定第一計數值(例如圖3的計數值2)，並依據接收的停止信號SP1的上升緣決定第二計數值(例如圖3的計數值8)，並依據第一計數值與第二計數值來產生數位信號D1。例如可將第二計數值(8)減去第一計數值(2)所得到的差值(6)作為數位信號D1，其代表從起始信號ST1的上升緣出現至停止信號SP1的上升緣出現的期間，經過了6次累積計數值的時間。
數位信號D1可被傳送給後級的信號處理電路進行信號的應用處理。舉例來說，當時間數位轉換裝置應用於距離感測裝置時，例如飛行時間距離感測器或超聲波感測器，信號處理電路可進行與距離估算相關的應用處理。起始信號ST1的上升緣出現的時間可為飛行時間距離感測器發射光束的時間點或超聲波感測器發射聲波的時間點，而停止信號SP1產生上升緣的時間點可例如為飛行時間距離感測器接收到反射光束的時間點或超聲波感測器接收到反射聲波的時間點。此外，時間數位轉換器104也可例如依據計數時脈信號CK0~CK3的下降緣進行計數，並依據起始信號ST1與停止信號SP1的下降緣來決定第一計數值與第二計數值。
圖4是依照本新型創作一實施例所繪示的時間數位轉換裝置的時間數位轉換方法流程圖。由上述實施例可知，時間數位轉換裝置的時間數位轉換方法可至少包括下列步驟。首先，致能時脈產生電路產生n個時脈信號(步驟S402)，其中n為正整數，例如可提供第一致能信號給時脈產生電路以致能時脈產生電路產生n個時脈信號。然後，於時脈產生電路開始產生n個時脈信號起經過一段預設時間後，開始計數n個時脈信號的上升緣或下降緣，以產生數位信號(步驟S404)，例如可依據第二致能信號於時脈產生電路開始產生n個時脈信號起經過預設時間後，開始計數n個時脈信號的上升緣或下降緣，以產生數位信號。其中預設時間可例如為依據n個時脈信號的脈波寬度的變化在一段觀察時間內小於預設值所需的時間決定。如此等待時脈產生電路輸出的時脈信號穩定後，再進行上升緣或下降緣的計數，可確保時間數位轉換裝置產生的數位信號的正確性不因時脈產生電路的時脈信號不穩定而受到影響。
圖5是依照本新型創作另一實施例所繪示的時間數位轉換裝置的時間數位轉換方法流程圖。相較於圖4實施例，本實施例的時間數位轉換方法為依據兩個計數值來產生代表時間信息的數位信號。如圖5所示，可依據依序接收到的起始信號與停止信號的時間決定對應的第一計數值與第二計數值(步驟S502)，然後再依據第一計數值與第二計數值產生數位信號(步驟S504)，舉例來說，可依據第一計數值與第二計數值的差值產生數位信號。其中起始信號與停止信號可例如為脈衝信號，第一計數值與第二計數值可為依據起始信號與停止信號的上升緣或下降緣的產生時間所對應的計數值決定。
綜上所述，本新型創作實施例的時間數位轉換器可於時脈產生電路開始產生時脈信號起經過一段預設時間後，開始計數時脈信號的上升緣或下降緣，以產生數位信號。如此等待時脈產生電路輸出的時脈信號穩定後，再進行上升緣或下降緣的計數，可確保時間數位轉換裝置產生的數位信號的正確性不因時脈產生電路的時脈信號不穩定而受到影響。
雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
102:時脈產生電路 104:時間數位轉換器 CK0~CKn-1:時脈信號 D1:數位信號 EN1、EN2:致能信號 SP1:停止信號 ST1:起始信號 T1:預設時間 S402~S405、S502~S504:時間數位轉換方法的步驟
圖1是依照本新型創作一實施例所繪示的時間數位轉換裝置的方塊示意圖。 圖2是依照本新型創作一實施例所繪示的時間數位轉換裝置的運作時序示意圖。 圖3是依照本新型創作另一實施例所繪示的時間數位轉換裝置的運作時序示意圖。 圖4是依照本新型創作一實施例所繪示的時間數位轉換裝置的時間數位轉換方法流程圖。 圖5是依照本新型創作另一實施例所繪示的時間數位轉換裝置的時間數位轉換方法流程圖。
102:時脈產生電路
104:時間數位轉換器
CK0~CKn-1:時脈信號
D1:數位信號
EN1、EN2:致能信號
SP1:停止信號

Claims (6)

  1. 一種時間數位轉換裝置，包括： 一時脈產生電路，產生具有不同相位的n個時脈信號，其中n為正整數；以及 一時間數位轉換器，耦接該時脈產生電路，於該時脈產生電路開始產生該n個時脈信號起經過一段預設時間後，開始計數該n個時脈信號的上升緣或下降緣，以產生一數位信號給信號處理電路。
  2. 如請求項1所述的時間數位轉換裝置，其中該時間數位轉換器依據一起始信號與一停止信號決定一第一計數值與一第二計數值，並依據該第一計數值與該第二計數值產生該數位信號。
  3. 如請求項2所述的時間數位轉換裝置，其中該時間數位轉換器依據該第一計數值與該第二計數值的差值產生該數位信號。
  4. 如請求項2所述的時間數位轉換裝置，其中該起始信號與該停止信號為脈衝信號，該時間數位轉換器依據該起始信號與該停止信號的上升緣或下降緣的產生時間決定對應的該第一計數值與該第二計數值。
  5. 如請求項1所述的時間數位轉換裝置，其中該預設時間為依據該n個時脈信號的脈波寬度的變化在一段觀察時間內小於一預設值所需的時間決定。
  6. 如請求項1所述的時間數位轉換裝置，其中該時脈產生電路依據一第一致能信號產生該n個時脈信號，該時間數位轉換器依據一第二致能信號於該時脈產生電路開始產生該n個時脈信號起經過該預設時間後，開始計數該n個時脈信號的上升緣或下降緣，以產生該數位信號。
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