(57)【要約】【課題】被測定信号の変化点の発生時刻を、低コストで正確に検出する。【解決手段】被測定信号Ｍの変化点に同期して発生した関数信号ｆｍを、クロック信号ＣＫをサンプリング信号Ｓとしてサンプリングし、サンプリング値（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）と、サンプリング値を得たサンプリング時刻（ｔ１、ｔ３、ｔ４）とに基づき、被測定信号Ｍの変化点の発生時刻ｔｓを外挿で求めるようにしているので、簡単かつ低コストで高精度なタイミング測定ができる。【選択図】図２
2005106637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定信号の変化点の発生時刻を測定するタイミング測定装置において、
一定周期のクロック信号を発生するクロック信号発生器と、
被測定信号の変化点に同期して、時間の関数である関数信号を発生する関数信号発生器と、
関数信号を、クロック信号をサンプリング信号としてサンプリングし、サンプリング値を求めるサンプリング器と、
サンプリング値と、サンプリング値を得たサンプリング時刻とに基づき被測定信号の変化点の発生時刻を求める演算処理器と
を備えることを特徴とするタイミング測定装置。
【請求項２】
被測定信号の変化点の発生時刻を測定するタイミング測定装置において、
一定周期のクロック信号を発生するクロック信号発生器と、
被測定信号の変化点に同期して、時間の関数である関数信号を発生する関数信号発生器と、
クロック信号を分周して分周クロック信号を生成するとともに、関数信号の発生期間にのみ分周クロック信号を関数信号サンプリング信号として出力し、かつ関数信号発生後のクロック信号をオフセット誤差値検出用サンプリング信号として出力するサンプリング信号発生器と、
関数信号を、関数信号サンプリング信号及びオフセット誤差値検出用サンプリング信号によりサンプリングし、サンプリング値を求めるサンプリング器と、
サンプリング値と、サンプリング値を得たサンプリング時刻とに基づき被測定信号の変化点の発生時刻を求める演算処理器と
を備えることを特徴とするタイミング測定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のタイミング測定装置において、
演算処理器は、変化点の発生時刻を、サンプリング値と、サンプリング値を得たサンプリング時刻とに基づく外挿計算により求める
ことを特徴とするタイミング測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被測定物から出力されタイミング測定装置に入力される信号（被測定信号）の周期、周波数または位相等を測定するタイミング測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のタイミング測定装置では、被測定物から入力される被測定信号の周期、周波数、または位相を測定する場合、タイミング測定装置内のクロック信号の周期（クロック周期という。）に基づいて測定するのが一般的である。
【０００３】
図６は、一般的な従来技術のタイミング測定装置２のブロック図、図７は、その動作説明に供されるタイムチャートである。
【０００４】
ここでは、被測定物１０から入力端子４０を介してタイミング測定装置２に入力される被測定信号Ｍの周期Ｔｍを求めるときに、被測定信号Ｍの立ち上がり点の発生時刻（立ち上がり時刻または変化時刻ともいう。）ｔｓを計測し、計測した立ち上がり時刻ｔｓと前回計測した立ち上がり時刻ｔｓとの時刻差を求め、この時刻差を被測定信号Ｍの周期Ｔｍとして求める場合を例として説明する。
【０００５】
タイミング測定装置２を構成するサンプリング信号発生器２５は、被測定物１０から出力される被測定信号Ｍ（図７の（ａ）参照）が立ち上がった時に、サンプリング信号Ｓ（図７の（ｂ）参照）を発生させサンプリング器２１に供給する。
【０００６】
クロック信号発生器２３は、一定周期Ｔｃｋでクロック信号ＣＫ（図７の（ｃ）参照）を発生する。
【０００７】
サンプリング器２１では、クロック信号ＣＫの時刻情報を算出している。例えばカウンタ等の計測手段で、クロック信号ＣＫの入力回数Ｎを測定し、Ｎ×Ｔｃｋで時刻情報を求めている。
【０００８】
サンプリング器２１は、図７のタイムチャートに示すように、被測定信号Ｍの正確な立ち上がり時刻（変化時刻）ｔｓを測定するために、例えばクロック信号ＣＫの周期毎に、被測定信号Ｍを測定した場合、被測定信号Ｍとクロック信号ＣＫは同期していないので、サンプリング信号Ｓが入力されたときに、その立ち上がり時刻ｔｓに最も近接したクロック信号ＣＫの発生した時刻を測定時刻ｔａとして取得する。
【０００９】
次に、サンプリング器２１は、この測定時刻ｔａをタイミング測定器２２に出力する。タイミング測定器２２は、その測定時刻ｔａと前回測定した測定時刻ｔａとの時刻差を求め、さらに同様にして、以降、前後の立ち上がり時刻の時刻差を複数回求め、複数回の時刻差に対して平均化処理等を行い、被測定信号Ｍの周期Ｔｍ（ある立ち上がり時刻ｔｓから次の立ち上がり時刻ｔｓまでの間の時間）と同定している。
【００１０】
被測定信号Ｍに対して測定した周期Ｔｍは、測定結果として、出力端子５０を通じて出力されパーソナルコンピュータ（ＰＣ）６０等に取り込まれ、図示していない表示器上等に表示される。
【００１１】
この従来技術の場合、瞬時の測定値としてはクロック信号ＣＫのクロック周期をＴｃｋ秒とすると測定時刻ｔａは、真の変化時刻ｔｓに対し、最大Ｔｃｋ秒の時刻誤差を有することとなる。
【００１２】
なお、この例で、測定時刻ｔａは、変化時刻ｔｓより前の時刻としているが、変化時刻ｔｓより後の時刻のクロック信号ＣＫ発生時の時刻を用いる場合もある。
【００１３】
従って、変化時刻ｔｓに対してさらに高分解能の測定精度を得るためには、クロック信号ＣＫより周波数の高いクロック信号ＣＫｆ（図７の（ｄ）参照）を用いて、変化時刻ｔｓと最も近接したクロック信号ＣＫｆの発生した時刻を測定時刻ｔｂとして取得する。この場合、瞬時の測定値としてはクロック信号ＣＫｆの周期をＴｃｋｆとすると最大でも周期Ｔｃｋｆの誤差で測定でき、Ｔｃｋ＞Ｔｃｋｆであることから、より高周波のクロック信号ＣＫｆを用いることにより、より高精度で時刻、すなわちタイミングを測定することができる。
【００１４】
次に、高周波のクロック信号ＣＫｆを用いることなく高精度でタイミングを測定することが可能な、この出願人が特願２００２−２３４６２８号で提案している技術（既出願技術という。）を説明する。
【００１５】
図８は、既出願技術に係るタイミング測定装置４のブロック図、図９は、そのタイミング測定装置４の動作説明に供されるタイムチャートである。図８及び図９において、図６及び図７に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
【００１６】
図８において、Ａ相補間信号発生器２７及びＢ相補間信号発生器２８は、それぞれ、クロック信号ＣＫ（図９の（ｃ）参照）の周期Ｔｃｋの２分周の周期に同期し、かつ互いに１周期Ｔｃｋずれた、時間を変数とする関数であるＡ相補間信号ｆｍａ（図９の（ｄ）参照）及びＢ相補間信号ｆｍｂ（図９の（ｅ）参照）を発生する。
【００１７】
ここでは、一例として、時間（変数）に対して電圧（関数）が直線的に変化する一次関数（直線ランプ）の電圧信号を発生する。一次関数の電圧信号は、周知のように、積分コンデンサ（帰還コンデンサ）を有するミラー積分器で容易に発生させることができる。
【００１８】
この場合、変数ｔが、０≦ｔ≦Ｔｃｋの範囲で、単調増加関数としての補間信号ｆｍ（ｔ）は、積分開始時の電圧をＶ１（Ａ相補間信号ｆｍａではｆｍａ（０）＝Ｖ１ａ、Ｂ相補間信号ｆｍｂではｆｍｂ（０）＝Ｖ１ｂ）、積分終了時における電圧をＶ２（Ａ相補間信号ｆｍａではｆｍａ（Ｔｃｋ）＝Ｖ２ａ、Ｂ相補間信号ｆｍｂではｆｍｂ（Ｔｃｋ）＝Ｖ２ｂ）としたとき、次の（１）式で表現できる。
ｆｍ（ｔ）＝｛（Ｖ２−Ｖ１）／Ｔｃｋ｝×ｔ＋Ｖ１          …（１）
【００１９】
Ａ相補間信号発生器２７とＢ相補間信号発生器２８の２つを設けているのは、以下のような理由による。
【００２０】
例えば積分器を用いて、クロック信号ＣＫの周期Ｔｃｋに１：１に同期させた補間信号である繰り返しのこぎり波信号（直線ランプ＋立ち下がり＋直線ランプ＋立ち下がり…の繰り返し）電圧を発生させることを考えた場合、次のクロック信号ＣＫが発生する直前にのこぎり波信号電圧を最大値（上記例では、Ｖ２）からゼロ値（上記例ではＶ１）まで低下させるために、積分コンデンサに蓄えられた電荷を高速で放電させる必要がある。この放電時間を限りなくゼロ値に近づけることは容易ではなく、仮に近づけたとしても有限であり、測定の不感帯（測定不能時間帯）が発生する。被測定信号Ｍは、クロック信号ＣＫとは非同期の信号であるため、この不感帯にサンプリング信号Ｓが発生する可能性がある。
【００２１】
この不具合を未然に防止するために、Ａ相補間信号ｆｍａを発生するＡ相補間信号発生器２７と、Ｂ相補間信号ｆｍｂを発生するＢ相補間信号発生器２８を設けることで、積分コンデンサの放電状態にある補間信号を用いないで、常に、積分コンデンサの充電状態にあるもう一方の補間信号を測定に用いることができるようにしたためである。
【００２２】
なお、Ａ相補間信号発生器２７とＢ相補間信号発生器２８の２個の動作タイミングを、相互にクロック周期Ｔｃｋ分ずらすため、Ａ相およびＢ相補間信号発生器２７、２８の積分開始、放電開始を指示する切替信号Ｂ１（図９の（ｆ）参照）および切替信号Ｂ２（図９の（ｇ）参照）を発生するとともに、Ａ相またはＢ相補間信号ｆｍａ、ｆｍｂのどちらの信号が利用可能かをサンプリング器２１に通知するための切替信号Ｂ３（図９の（ｈ）参照）を出力する切替信号発生器４４を設けている。切替信号Ｂ３がハイレベル期間においてはＡ相補間信号ｆｍａが利用可能であり、ローレベル期間においてはＢ相補間信号ｆｍｂが利用可能になっている。
【００２３】
そこで、図８、図９において、被測定物１０から出力されタイミング測定装置２０ｂに入力される被測定信号Ｍの、例えば周期を測定しようとする場合、被側定信号Ｍの立ち上がり時刻ｔｓでサンプリング信号発生器２５によりサンプリング信号Ｓを発生する。さらに、サンプリング信号Ｓを用いて、Ｂ相補間信号ｆｍｂ上、サンプリング信号Ｓの発生時刻ｔｓにおける測定電圧Ｖ０を取得する。また、サンプリング器２１は、時刻ｔ３において測定電圧Ｖ２ｂ、Ｖ１ａ、時刻ｔ４において測定電圧Ｖ１ｂ、Ｖ２ａを取得する。
【００２４】
このとき、既知の時刻ｔ１と測定時刻ｔｓとの間の測定時間ｔ２は、時刻ｔ４の経過時に、上記（１）式を時間（変数）ｔについて解いた次の（２）式で求めることができる。
ｔ２＝Ｔｃｋ×（Ｖ０−Ｖ１ｂ）／（Ｖ２ｂ−Ｖ１ｂ）        …（２）
【００２５】
このとき、測定時刻ｔｓは、既知の時刻ｔ１と測定時間ｔ２からｔｓ＝ｔ１＋ｔ２として正確に求めることができる。すなわち、図７のタイムチャートにおける、変化時刻ｔｓと測定時刻（同定時刻）ｔａあるいは測定時刻ｔｂ（同定時刻）との間の誤差をゼロ値にできる。
【００２６】
求めた測定時刻ｔｓは、サンプリング器２１からタイミング測定器２２に供給される。タイミング測定器２２は、前回の測定時刻ｔｓと今回の測定時刻ｔｓとの差、さらに複数回、前後の測定時刻差を求め、被測定信号Ｍの周期Ｔｍを求める。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上述した従来技術によればクロック信号ＣＫの周波数を高くすることにより高い精度で時間を測定することが可能となるが、周波数の増加に伴い、タイミング測定装置２を構成する各回路の高周波化の実現が困難になるという問題がある。また、高周波化に伴い消費電力も増加するという欠点がある。
【００２８】
また、上述した既出願技術では、これらの欠点を克服することは可能であるが、Ａ相補間信号ｆｍａとＢ相補間信号ｆｍｂの２系統の回路を設ける必要があるため、部品点数が多くなり、その分、パターン設計を含む回路の設計が複雑となり、結果としてコストが高くなる。
【００２９】
この発明は、このような課題を考慮してなされたものであって、高周波のクロック信号を用いることなく、比較的に簡単な構成で、低コストであって、しかも高精度のタイミング測定を行うことを可能とするタイミング測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明のタイミング測定装置は、被測定信号の変化点の発生時刻を測定するタイミング測定装置において、一定周期のクロック信号を発生するクロック信号発生器と、被測定信号の変化点に同期して、時間の関数である関数信号を発生する関数信号発生器と、関数信号を、クロック信号をサンプリング信号としてサンプリングし、サンプリング値を求めるサンプリング器と、サンプリング値と、サンプリング値を得たサンプリング時刻とに基づき被測定信号の変化点の発生時刻を求める演算処理器とを備えることを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００３１】
この発明によれば、被測定信号の変化点に同期して発生した関数信号を、クロック信号をサンプリング信号としてサンプリングし、サンプリング値と、サンプリング値を得たサンプリング時刻とに基づき被測定信号の変化点の発生時刻を求めるようにしているので、高周波のクロック信号を用いることなく、かつＡ相、Ｂ相補間信号を発生させていないので、簡単かつ低コストな構成で高精度タイミング測定が可能となる。
【００３２】
また、この発明のタイミング測定装置は、被測定信号の変化点の発生時刻を測定するタイミング測定装置において、一定周期のクロック信号を発生するクロック信号発生器と、被測定信号の変化点に同期して、時間の関数である関数信号を発生する関数信号発生器と、クロック信号を分周して分周クロック信号を生成するとともに、関数信号の発生期間にのみ分周クロック信号を関数信号サンプリング信号として出力し、かつ関数信号発生後のクロック信号をオフセット誤差値検出用サンプリング信号として出力するサンプリング信号発生器と、関数信号を、関数信号サンプリング信号及びオフセット誤差値検出用サンプリング信号によりサンプリングし、サンプリング値を求めるサンプリング器と、サンプリング値と、サンプリング値を得たサンプリング時刻とに基づき被測定信号の変化点の発生時刻を求める演算処理器とを備えることを特徴とする（請求項２記載の発明）。
【００３３】
この発明によれば、分周したクロック信号により関数信号をサンプリングするようにしているので、請求項１記載の発明に比較して消費電力を低減することができる。
【００３４】
なお、演算処理器により、変化点の発生時刻を、サンプリング値と、サンプリング値を得たサンプリング時刻とに基づく外挿計算により求めることができる（請求項３記載の発明）。
【発明の効果】
【００３５】
この発明によれば、被測定信号の変化点の発生時刻をトリガとして関数を発生し、この関数をクロック信号あるいはこの分周信号でサンプリングするようにしているので、高周波のクロック信号を用いることなく、比較的に簡単な構成で、低コストであって、しかも高精度なタイミング測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１は、実施例１のタイミング測定装置２０の構成を示すブロック図である。なお、以下に参照する図面において、上記の図６〜図９に示したものと対応するものには同一の符号を付ける。
【００３８】
タイミング測定装置２０は、基本的には、時刻の基準となる一定周期Ｔｃｋのクロック信号ＣＫを発生するクロック信号発生器２３と、クロック信号ＣＫに同期した時刻ｔｎ（ｎは整数）毎にサンプリング信号Ｓを発生するサンプリング信号発生器２５と、被測定物１０から入力端子４０を通じて入力される被測定信号Ｍの立ち上がり点あるいは立ち下がり点等の変化点の発生時刻（測定時刻、変化時刻）ｔｓに同期した時間の関数である関数信号ｆｍを発生する関数信号発生器２４と、関数信号ｆｍをサンプリング信号Ｓでサンプリングしサンプリング値Ｖｎ（ｎは整数）を得るサンプリング器２１と、サンプリング値Ｖｎとサンプリング時刻ｔｎに基づき変化時刻ｔｓを求める演算処理器２６とを備える。
【００３９】
なお、演算処理器２６には被測定信号Ｍも供給され、被測定信号Ｍの立ち上がり点あるいは立ち下がり点が検出される。
【００４０】
タイミング測定装置２０は、さらに、演算処理器２６で求められた変化時刻ｔｓから、上述した従来技術と同様に、被測定信号Ｍの周期Ｔｍ、周波数または位相を求め、出力端子５０を介して外部のパーソナルコンピュータ６０に供給するタイミング測定器２２を有する。
【００４１】
演算処理器２６及びタイミング測定器２２は、タイミング測定装置２０に搭載されるＣＰＵを含むマイクロコンピュータによって達成される機能で構成される。もちろん、タイミング測定装置２０全体をマイクロコンピュータを使用しないで構成することもできる。
【００４２】
なお、この実施例１において、時間ｔを変数とする関数信号ｆｍは、たとえば、関数ｆｍ（ｔ）として表すとき、ｔａ＜ｔｂとなる任意の変数ｔａ、ｔｂにおいてｆｍ（ｔａ）＜ｆｍ（ｔｂ）（単調増加関数）、またはｆｍ（ｔａ）＞ｆｍ（ｔｂ）（単調減少関数）を満足する単調関数である。単調関数としては、１次関数（直線ランプ）、あるいは変数をｔとするｔ2、ｔ3、ｌｏｇｔ、ｅt（ｅは、自然対数の底）等がある。
【００４３】
関数信号発生器２４は、ここでは、一例として、変数である時間の変化に対して関数としての電圧の変化が直線的に変化する１次関数（直線ランプ）の電圧信号を発生する。なお、１次関数の電圧信号は、周知のように、ミラー積分器で容易に発生させることができる。
【００４４】
また、一定周期Ｔｃｋは、この実施例１では、一例として１０〜１００［ｎｓ］であるが、この発明は周期Ｔｃｋの長短にかかわらず適用することができる。
【００４５】
次に、実施例１のタイミング測定装置２０の動作を図２のタイムチャートを用いて説明する。ここでは、被測定物４から出力され、タイミング測定装置２０に入力される方形波信号の被測定信号Ｍの周期Ｔｍ（ある立ち上がり時刻から次の立ち上がり時刻までの間の時間）を測定することを例として説明する。
【００４６】
被測定物１０から、例として方形波信号の被測定信号Ｍ（図２の（ａ）参照）が入力端子４０を介して関数信号発生器２４に入力されると、関数信号発生器２４は、被測定信号Ｍの立ち上がり点をトリガとして直ちに回路が起動して、充電を開始し、所定の時間経過後に回路をリセットして、放電を行う。
【００４７】
この例では、図２に示すように、関数信号発生器２４は、被測定信号Ｍの変化時刻ｔｓで充電を開始して徐々に電圧が増加し、時刻ｔ４で放電を開始し時刻ｔ５の前で放電を終了する直線ランプ信号である関数信号ｆｍを発生しサンプリング器２１に供給する。
【００４８】
一方、サンプリング信号発生器２５は、図２の（ｂ）に示すように、クロック信号ＣＫに同期したサンプリング信号Ｓを発生してサンプリング器２１に供給する。なお、この実施例１では、クロック信号ＣＫとサンプリング信号Ｓとは完全に同期しているので、回路設計上、サンプリング信号発生器２５を省略し、クロック信号発生器２３から出力されるクロック信号ＣＫをサンプリング信号Ｓとしてサンプリング器２１に直接供給することも可能である。省略できるかどうかは、サンプリング器２１の電気的仕様（入力インピーダンス、サンプリング信号のパルス発生期間等）、クロック信号発生器２３の電気的仕様（ドライブ能力等）を考慮して決めることができる。なお、クロック信号ＣＫ及びサンプリング信号Ｓは、被測定信号Ｍとは非同期の信号である。
【００４９】
サンプリング器２１は、各サンプリング時刻（測定時刻）ｔｎ、図２の（ｃ）においては、各サンプリング時刻ｔ−１、ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６で関数信号ｆｍをサンプリングし、各サンプリング時刻ｔｎ毎に各測定電圧Ｖｎ、ここでは、測定電圧Ｖ−１、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６を得、演算処理器２６に測定時刻ｔｎ（ｔｎ＝ｔ−１、ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６）と測定電圧Ｖｎ（Ｖｎ＝Ｖ−１、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６）をセットで供給する。
【００５０】
演算処理器２６は、被測定信号Ｍの立ち上がり点を検出し、供給されたサンプリング時刻ｔ−１、ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６中、測定電圧Ｖ−１、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６の値から、サンプリング時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４を直線ランプの関数信号発生区間として認識する。
【００５１】
また、演算処理器２６は、被測定信号Ｍの立ち上がり点近傍で関数の発生していない区間の電圧をオフセット誤差値電圧Ｖｏｆｆとして求める。この場合、関数信号発生器２４における放電が十分に行われている関数信号発生開始前（積分開始前）のサンプリング時刻ｔ−１、ｔ０、ｔ５、ｔ６の測定電圧Ｖ−１、Ｖ０、Ｖ５、Ｖ６の値を、例えば平均してオフセット誤差値電圧Ｖｏｆｆを求める。
【００５２】
次に、演算処理器２６は、このようにして得た、サンプリング時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４と、対応する測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４とオフセット誤差値電圧Ｖｏｆｆとから、関数信号発生区間（ｔｓ〜ｔ４）における直線ランプの電圧変化を近似した直線（近似直線）Ｌ（図２の（ｄ）参照）を求め、近似直線Ｌとオフセット誤差値電圧Ｖｏｆｆとの交点を時刻ｔ１以前に遡って外挿することにより、被測定信号Ｍの変化時刻ｔｓを求めることができる。このように被測定信号Ｍの立ち上がり点である変化時刻ｔｓとサンプリング時刻ｔｎとが非同期であっても、近似直線Ｌから被測定信号Ｍの変化時刻ｔｓを求めることができる。
【００５３】
この外挿について数式により説明すれば、関数信号発生期間中のサンプリング時刻ｔ１、ｔ３と測定電圧Ｖ１、Ｖ３を用い、変数である時刻ｔの変域をｔｓ≦ｔ≦ｔ４と簡易的に仮定すれば、近似直線Ｌ（ｔ）は、次の（３）式で表すことができる。
Ｌ（ｔ）＝［（ｔ−ｔ１）／｛（ｔ３−ｔ１）／（Ｖ３−Ｖ１）｝］＋Ｖ１
…（３）
【００５４】
この（３）式に、ｔ＝ｔｓ、Ｌ（ｔｓ）＝Ｖｏｆｆを代入することで、測定時刻ｔｓは、次の（４）式で求めることができる。
ｔｓ＝ｔ１−（Ｖ１−Ｖｏｆｆ）／｛（Ｖ３−Ｖ１）／（ｔ３−ｔ１）｝
…（４）
【００５５】
なお、測定時刻ｔｓをより正確に求めるためには、関数信号発生期間を長時間化してサンプリング点数を増加する、あるいは近似直線Ｌを最小自乗近似法を用いて求めるようにしてもよい。
【００５６】
このようにして演算処理器２６により求められた測定時刻ｔｓはタイミング測定器２２に供給される。
【００５７】
タイミング測定器２２は、その測定時刻ｔｓと前回測定した立ち上がり時刻の測定時刻ｔｓとの時刻差を求め、さらに同様にして時刻差を複数回求め、複数回の時刻差に対して平均化処理等を行い、被測定信号Ｍの周期Ｔｍを求める。周期Ｔｍは、測定結果として、出力端子５０を通じて出力されパーソナルコンピュータ６０等に取り込まれ、図示していない表示器上等に表示される。もちろん、周期Ｔｍの逆数として周波数を求めることもできる。
【００５８】
以上のように、実施例１のタイミング測定装置２０によれば、上述した従来技術のように、高周波のクロック信号を使用することなく、あるいは、既出願技術のように２系統の回路を設けなくとも、高精度に時刻、すなわちタイミングを測定することができる。したがって、比較的に簡単な構成で、低コストであって、しかも高精度なタイミング測定を行うことができる。
【実施例２】
【００５９】
図３は、実施例２のタイミング測定装置１２０の構成を示すブロック図である。図４は、図３例のタイミング測定装置１２０中、サンプリング信号発生器１２５の詳細な構成を示すブロック図、図５は、タイミング測定装置１２０の動作説明に供されるタイムチャートである。なお、以下に参照する図面において、上記図６〜図９、図１、図２に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
【００６０】
実施例２のタイミング測定装置１２０は、実施例１のタイミング測定装置２０に比較して、サンプリング信号発生器１２５に工夫を加えている。このサンプリング信号発生器１２５には、クロック信号ＣＫ（図５の（ｂ）参照）の他、被測定信号Ｍ（図５の（ａ）参照）が供給されている。
【００６１】
被測定物１０から、方形波信号の被測定信号Ｍが入力端子４０を介してサンプリング信号発生器１２５に入力されると、サンプリング期間制限器２０１は、関数信号発生器２４で関数信号ｆｍ（図５の（ｇ）参照）を発生している間（この実施例２では、積分開始時点から放電終了時点）、ゲート回路として働き、関数信号ｆｍが発生している間のみ、クロック信号ＣＫをサンプリング信号Ｓ１（図５の（ｃ）参照）としてサンプリングレート低減器２０２に供給する。
【００６２】
サンプリングレート低減器２０２は、サンプリング信号Ｓ１のレートを落としたサンプリング信号Ｓ２を発生させる。ここでは、図５の（ｄ）に示すようにサンプリング信号Ｓ１を２分周した（結果として、クロック信号ＣＫの周期Ｔｃｋの２倍の周期２×Ｔｃｋの）サンプリング信号Ｓ２を、時刻ｔ１１、ｔ１２で発生し、合成器である論理和器２０４の一方の入力端子に供給する。
【００６３】
オフセット誤差値サンプリング信号発生器２０３は、関数信号ｆｍの発生期間の終了後、放電が十分に行われた後、この実施例では、２個目のクロック信号ＣＫの発生時点ｔ１３で、その２個目のクロック信号ＣＫに同期したオフセット値サンプリング信号Ｓｏｆｆ（図５の（ｅ）参照）を発生し、論理和器２０４の他方の入力端子に供給する。
【００６４】
論理和器２０４から、サンプリング信号Ｓ２とオフセット値サンプリング信号Ｓｏｆｆの論理和出力がサンプリング信号Ｓｐ（図５の（ｆ）参照）としてサンプリング器２１に供給される。
【００６５】
サンプリング器２１は、サンプリング信号Ｓｐが発生している時刻ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３において、関数信号ｆｍをサンプリングし、直線ランプの測定電圧Ｖ１１、Ｖ１２と、オフセット誤差値電圧Ｖｏｆｆの測定電圧を得、演算処理器２６に供給する。
【００６６】
この例において、変化時刻ｔｓは、（４）式と同様な次の（５）式により求めることができる。
ｔｓ＝ｔ１１−（Ｖ１１−Ｖｏｆｆ）／｛（Ｖ１２−Ｖ１１１）／（ｔ１２−ｔ１１）｝                                                  …（５）
【００６７】
なお、オフセット誤差値電圧Ｖｏｆｆの測定電圧は、その値の精度を向上させるためには、複数点サンプリングし、その平均を用いる。
【００６８】
この実施例２によれば、消費電力の比較的に大きい動作である、サンプリング器２１のサンプリング動作回数を実施例１に比較して少ない回数とすることができ、少ない消費電力で正確な変化時刻ｔｓを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例１の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１の動作説明に供されるタイムチャートである。
【図３】実施例２の構成を示すブロック図である。
【図４】実施例２を構成するサンプリング信号発生器の詳細ブロック図である。
【図５】実施例２の動作説明に供されるタイムチャートである。
【図６】従来技術の構成を示すブロック図である。
【図７】従来技術の動作説明に供されるタイムチャートである。
【図８】従来技術の問題を解決するための既出願技術の構成を示すブロック図である。
【図９】既出願技術の動作説明に供されるタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
２、４、２０、２０ｂ、１２０…タイミング測定装置
１０…被測定物                        ２１…サンプリング器
２３…クロック信号発生器              ２４…関数信号発生器
２５、１２５…サンプリング信号発生器  ２６…演算処理器
２７…Ａ相補間信号発生器              ２８…Ｂ相補間信号発生器
４０…入力端子                        ５０…出力端子
６０…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）  ２０１…サンプリング期間制限器
２０２…サンプリングレート低減器
２０３…オフセット誤差値サンプリング信号発生器
２０４…論理和器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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