(57)【要約】      （修正有）【課題】被測定回路から出力される信号を精度良く測定する。【解決手段】被測定回路２００から出力される予め定められた波形の対象信号を測定する測定装置１０であって、設定されたレベルの基準信号を発生する基準信号発生部２２と、対象信号と基準信号とを比較する比較部２４と、対象信号と基準信号とを比較している比較期間の時間長に対する、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された時間長の累積値の割合に応じて、比較期間中における対象信号が基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出部３０と、を備える。【選択図】図１
2013219515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定回路から出力される予め定められた波形の対象信号を測定する測定装置であって、
設定されたレベルの基準信号を発生する基準信号発生部と、
前記対象信号と前記基準信号とを比較する比較部と、
前記対象信号と前記基準信号とを比較している比較期間の時間長に対する、前記対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された時間長の累積値の割合に応じて、前記比較期間中における前記対象信号が前記基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出部と、
を備える測定装置。
【請求項２】
前記比較部は、予め定められた間隔の複数のタイミングのそれぞれにおいて前記対象信号と前記基準信号とを比較し、
当該測定装置は、前記比較期間において、前記対象信号が前記基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数をカウントするカウント部を更に備え、
前記算出部は、前記カウント部のカウント値に応じて前記比較期間中における前記クロスタイミングを算出する
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記比較期間中における全比較回数に対する前記カウント部のカウント値の割合に応じて、前記比較期間中における前記クロスタイミングを算出する
請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記被測定回路から予め定められた波形の対象信号を出力させ、前記対象信号が前記基準信号をクロスするタイミングを含む一定期間を前記比較期間として設定する制御部を更に備える
請求項２または３に記載の測定装置。
【請求項５】
基準タイミングからの経過時間を計測する時間計測部を更に備え、
前記算出部は、前記比較期間中の予め定められた位置における前記経過時間に基づき、前記基準タイミングから前記クロスタイミングまでの経過時間を算出する
請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記被測定回路から予め定められた傾きのランプ波の前記対象信号を出力させる
請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記被測定回路から前記ランプ波の対象信号を出力させている掃引期間中における複数の前記比較期間のそれぞれにおいて、前記基準信号発生部から異なるレベルの前記基準信号を発生させ、
前記算出部は、前記複数の比較期間のそれぞれにおいて、前記比較期間中における前記クロスタイミングを算出する
請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記算出部は、経過時間に基づき、前記対象信号が第１のレベルの基準信号をクロスした第１の前記クロスタイミングから、前記対象信号が第２のレベルの基準信号をクロスした第２の前記クロスタイミングまでの、前記対象信号の傾きを算出する
請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記比較期間に先立って前記カウント部のカウント値を初期値にクリアする
請求項４から８の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記比較期間を前記被測定回路から出力される信号および当該測定装置に加わるノイズにより前記比較部の比較結果が不確定となる期間を包含する期間に設定する
請求項４から９の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項１１】
検出された前記クロスタイミングに応じて、前記被測定回路の特性を調整する調整部を更に備える請求項１から１０の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記調整部は、前記被測定回路の傾きを調整する
請求項１１に記載の測定装置。
【請求項１３】
被測定回路から出力される予め定められた波形の対象信号を測定する測定装置であって、
予め定められた波形の基準信号を発生する基準信号発生部と、
比較期間において、前記対象信号と前記基準信号とを比較する比較部と、
前記比較期間の長さに対する、前記対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された時間長の累積値の割合に応じて、前記比較期間中における前記対象信号が前記基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出部と、
を備える測定装置。
【請求項１４】
被測定回路から予め定められた波形の対象信号を出力させる制御部と、
設定されたレベルの基準信号を発生する基準信号発生部と、
前記対象信号と前記基準信号とを比較する比較部と、
前記対象信号と前記基準信号とを比較している比較期間における比較結果に応じて、前記対象信号が前記基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記被測定回路から予め定められた波形の対象信号を出力させている掃引期間中における第１の比較期間において、前記基準信号発生部から第１のレベルの前記基準信号を発生させ、
前記掃引期間中における前記第１の比較期間の後の第２の比較期間において、前記基準信号発生部から第２のレベルの前記基準信号を発生させる
測定装置。
【請求項１５】
被測定回路から出力される予め定められた波形の対象信号を測定する測定方法であって、
設定されたレベルの基準信号を発生する基準信号発生ステップと、
前記対象信号と前記基準信号とを比較する比較ステップと、
前記対象信号と前記基準信号とを比較している比較期間の時間長に対する、前記対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された時間長の累積値の割合に応じて、前記比較期間中における前記対象信号が前記基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出ステップと、
を有する測定方法。
【請求項１６】
被測定回路から出力される予め定められた波形の対象信号を測定する測定方法であって、
予め定められた波形の基準信号を発生する基準信号発生ステップと、
比較期間において、前記対象信号と前記基準信号とを比較する比較ステップと、
前記比較期間の長さに対する、前記対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された時間長の累積値の割合に応じて、前記比較期間中における前記対象信号が前記基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出ステップと、
を有する測定方法。
【請求項１７】
被測定回路から予め定められた波形の対象信号を出力させる制御ステップと、
設定されたレベルの基準信号を発生する基準信号発生ステップと、
前記対象信号と前記基準信号とを比較する比較ステップと、
前記対象信号と前記基準信号とを比較している比較期間における比較結果に応じて、前記対象信号が前記基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出ステップと、
を有し、
前記制御ステップにおいて、
前記被測定回路から予め定められた波形の対象信号を出力させている掃引期間中における第１の比較期間において、第１のレベルの前記基準信号を発生させ、
前記掃引期間中における前記第１の比較期間の後の第２の比較期間において、第２のレベルの前記基準信号を発生させる
測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランプ波発生装置から出力されるランプ波を測定して適切な傾きに調整する場合がある（例えば、特許文献１〜３参照。）。このような場合、測定装置は、ランプ波発生装置から出力されたランプ波と基準電圧とをコンパレータにより比較して、ランプ波の出力が開始されてから基準電圧に達するまでの時間を測定する。そして、測定装置は、この時間が予め定められた時間となるように、ランプ波発生装置から出力されるランプ波の傾きを調整する。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開２００３−０６０５０７号公報
［特許文献２］  特開２０１１−０６６８４６号公報
［特許文献３］  特開２０１１−０６６７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ランプ波発生装置、コンパレータおよび基準電圧発生器等は、例えば熱雑音および１／ｆノイズの低周波ノイズの影響を受ける。このため、測定装置は、このような低周波ノイズの影響を除去してランプ波の傾きを測定しなければならない。しかし、このような低周波ノイズを設計上において低減することは、高速測定を実現する上で困難であった。
【０００４】
また、測定間隔を空けて低速に測定するほど１／ｆノイズの影響による測定ばらつきは大きくなる。従って、測定装置は、ランプ波の傾きを短時間に測定して、１／ｆノイズの影響による測定ばらつきを小さくすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様においては、被測定回路から出力される予め定められた波形の対象信号を測定する測定装置であって、設定されたレベルの基準信号を発生する基準信号発生部と、前記対象信号と前記基準信号とを比較する比較部と、前記対象信号と前記基準信号とを比較している比較期間の時間長に対する、前記対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された時間長の累積値の割合に応じて、前記比較期間中における前記対象信号が前記基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出部と、を備える測定装置および測定方法を提供する。
【０００６】
本発明の第２の態様においては、被測定回路から出力される予め定められた波形の対象信号を測定する測定装置であって、予め定められた波形の基準信号を発生する基準信号発生部と、比較期間において、前記対象信号と前記基準信号とを比較する比較部と、前記比較期間の長さに対する、前記対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された時間長の累積値の割合に応じて、前記比較期間中における前記対象信号が前記基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出部と、を備える測定装置および測定方法を提供する。
【０００７】
本発明の第３の態様においては、被測定回路から予め定められた波形の対象信号を出力させる制御部と、設定されたレベルの基準信号を発生する基準信号発生部と、前記対象信号と前記基準信号とを比較する比較部と、前記対象信号と前記基準信号とを比較している比較期間における比較結果に応じて、前記対象信号が前記基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する算出部と、を備え、前記制御部は、前記被測定回路から予め定められた波形の対象信号を出力させている掃引期間中における第１の比較期間において、前記基準信号発生部から第１のレベルの前記基準信号を発生させ、前記掃引期間中における前記第１の比較期間の後の第２の比較期間において、前記基準信号発生部から第２のレベルの前記基準信号を発生させる測定装置および測定方法を提供する。
【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る測定装置１０の構成を示す。
【図２】測定期間中における各信号の一例を示す。
【図３】比較期間中に１００回の比較をした結果、Ｈ論理が７０回、Ｌ論理が３０回であった場合における、比較結果、基準信号および対象信号の一例を示す。
【図４】比較期間中に１００回の比較をした結果、Ｈ論理が５０回、Ｌ論理が５０回であった場合における、比較結果、基準信号および対象信号の一例を示す。
【図５】比較期間中に１００回の比較をした結果、Ｈ論理が３０回、Ｌ論理が７０回であった場合における、比較結果、基準信号および対象信号の一例を示す。
【図６】本実施形態に係る測定装置１０の処理フローを示す。
【図７】ランプ波の対象信号を１回出力させている期間において複数の比較期間を設定した場合における、各信号の一例を示す。
【図８】ランプ波の対象信号を１回出力させている期間において複数の比較期間を設定した場合における、本実施形態に係る測定装置１０の処理フローを示す。
【図９】被測定回路２００から任意波形を発生させた場合における、比較結果、基準信号および対象信号の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る測定装置１０の構成を被測定回路２００とともに示す。測定装置１０は、被測定回路２００から出力される予め定められた波形の対象信号を測定する。そして、測定装置１０は、測定結果に基づいて被測定回路２００を調整して、被測定回路２００から精度の良い波形の信号を出力させる。
【００１２】
本実施形態においては、測定装置１０は、被測定回路２００から出力されるランプ波の対象信号を測定する。そして、測定装置１０は、被測定回路２００から精度の良いランプ波の信号を出力させる。
【００１３】
なお、この場合において、被測定回路２００は、どのような方式でランプ波の対象信号を出力してもよい。例えば、被測定回路２００は、定電流をキャパシタに連続的に充電することにより、電流の積分値に応じた電圧をランプ波の対象信号として出力してもよい。
【００１４】
また、被測定回路２００は、インクリメントまたはデクリメントするカウンタの値をＤＡ変換してもよい。また、被測定回路２００は、小容量のキャパシタに蓄積した電荷を大容量のキャパシタに転送する動作を繰り返することにより、大容量のキャパシタに蓄積された電荷の積算値に応じた電圧をランプ波の対象信号として出力してもよい。また、被測定回路２００は、完全にリニアにレベル変化するランプ波に限らず、階段状にレベルが変化するランプ波の対象信号を出力してもよい。
【００１５】
測定装置１０は、基準信号発生部２２と、比較部２４と、保持部２６と、カウント部２８と、算出部３０と、調整部３４と、制御部３６と、時間計測部３８とを備える。
【００１６】
基準信号発生部２２は、設定されたレベルの基準信号を発生する。基準信号発生部２２は、一例として、予め設定された電圧の基準信号を発生する。
【００１７】
比較部２４は、被測定回路２００から出力された対象信号のレベルと、基準信号発生部２２により発生された基準信号のレベルとを比較する。比較部２４は、一例として、対象信号の電圧および基準信号の電圧の何れが大きいかを比較する。
【００１８】
さらに、比較部２４は、予め定められた間隔の複数のタイミングのそれぞれにおいて対象信号のレベルと基準信号のレベルとを比較する。本実施形態においては、比較部２４は、クロック信号が与えられ、クロック信号のタイミングにおいて対象信号のレベルと基準信号のレベルとを比較する。
【００１９】
保持部２６は、比較部２４の比較結果を一時的に保持する。本実施形態においては、保持部２６は、クロック信号が与えられ、クロック信号のタイミングにおいて比較部２４による比較結果を順次に取得して保持する。
【００２０】
カウント部２８は、保持部２６から比較結果を順次に取得する。そして、カウント部２８は、予め設定された比較期間において、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数をカウントする。
【００２１】
本実施形態においては、カウント部２８は、比較期間において、クロック信号が与えられる。そして、カウント部２８は、クロック信号が与えられている期間において、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数をカウントする。
【００２２】
算出部３０は、対象信号と基準信号とを比較している比較期間の時間長に対する、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された時間長の累積値の割合に応じて、比較期間中における対象信号が基準信号とクロスしたクロスタイミングを算出する。本実施形態においては、算出部３０は、比較期間中における全比較回数に対する、カウント部２８のカウント値の割合に応じて、比較期間中におけるクロスタイミングを算出する。また、算出部３０は、被測定回路２００がランプ波の対象信号を出力する場合、ランプ波の傾きを算出する。
【００２３】
調整部３４は、算出部３０により検出された比較期間中におけるクロスタイミングに応じて、被測定回路２００の特性を調整する。また、調整部３４は、被測定回路２００がランプ波の対象信号を出力する場合、算出部３０により算出されたランプ波の傾きに基づき、被測定回路２００から出力されるランプ波の信号の傾きを調整する。
【００２４】
制御部３６は、被測定回路２００に制御信号を供給して、被測定回路２００から予め定められた波形の対象信号を出力させる。本実施形態においては、制御部３６は、被測定回路２００から予め定められた傾きのランプ波の対象信号を出力させる。この場合において、制御部３６は、一例として、被測定回路２００にスタート信号を与えてランプ波の発生を開始させる。
【００２５】
また、制御部３６は、基準信号発生部２２から出力される基準信号のレベルを設定する。この場合において、制御部３６は、被測定回路２００から出力させる予め定められた波形の対象信号が、少なくともクロスするレベルを設定する。例えば被測定回路２００からランプ波の対象信号を出力させる場合には、制御部３６は、ランプ波の最小値以上、最大値以下のレベルを設定する。
【００２６】
制御部３６は、被測定回路２００から予め定められた波形の信号を出力させている全期間のうちの一部の期間を、比較期間として設定する。この場合において、制御部３６は、対象信号が基準信号をクロスするタイミングを含む一定期間を、比較期間として設定する。制御部３６は、一例として、被測定回路２００から出力される波形に基づき対象信号のレベルが基準信号発生部２２から発生される基準信号のレベルに達するタイミングを予測し、予測したタイミングを含んだ一定期間を比較時間として設定する。
【００２７】
また、制御部３６は、比較期間中において、比較部２４、保持部２６およびカウント部２８にクロック信号を供給する。これにより、比較部２４は、比較期間において、クロック信号のタイミングで対象信号と基準信号とを比較することができる。また、保持部２６は、比較期間において、比較部２４による比較結果をクロック信号のタイミングで取得して保持することができる。また、カウント部２８は、比較期間において、カウント動作を実行することができる。
【００２８】
また、制御部３６は、比較期間に先立ってカウント部２８のカウント値を初期値にクリアする。これにより、カウント部２８は、比較期間毎に、初期値からカウント動作を実行することができる。
【００２９】
時間計測部３８は、基準タイミングからの経過時間を計測する。時間計測部３８は、一例として、対象信号の出力開始タイミングからの経過時間を計測する。これにより、制御部３６は、時間計測部３８による計測されている経過時間を参照して比較期間中であるか否かを判断することができる。
【００３０】
なお、本実施形態において、被測定回路２００および測定装置１０は、１つの装置に組み込まれている。これに代えて、被測定回路２００および測定装置１０は、それぞれ別個の装置に組み込まれていてもよい。別個の装置に組み込まれる場合には、調整部３４は、例えば被測定回路２００内に設けられる。
【００３１】
図２は、測定期間中における各信号の一例を示す。制御部３６は、例えば、図２の（Ａ）に示されるように、基準信号発生部２２から予め定められたレベルの基準信号を発生させる。これとともに、制御部３６は、例えば、図２の（Ｂ）に示されるように、被測定回路２００から予め定められた傾きのランプ波の対象信号を出力させる。
【００３２】
また、制御部３６は、例えば、図２の（Ｃ）に示されるように、比較期間中において、クロック信号を比較部２４およびカウント部２８に供給する。比較期間は、一例として、ランプ波の掃引期間における一部の期間であって、対象信号のレベルが基準信号のレベルに達すると予測されるタイミングが中心となるように設定されている。
【００３３】
比較部２４は、クロック信号のタイミングにおいて、対象信号のレベルと基準信号のレベルとの大小を比較する。例えば、比較部２４は、図２の（Ｄ）に示されるように、対象信号のレベルが基準信号のレベルより小さい場合には、比較結果としてＬ論理を出力し、対象信号のレベルが基準信号のレベルより大きい場合には、比較結果としてＨ論理を出力する。
【００３４】
カウント部２８は、比較期間中において、対象信号のレベルが基準信号のレベルより大きいと判断した回数または対象信号のレベルが基準信号のレベルより小さいと判断した回数の何れか一方をカウントする。例えばレベルが増加するランプ波の対象信号を被測定回路２００から出力させた場合には、カウント部２８は、一例として、対象信号のレベルが基準信号のレベルよりも小さいと判断した回数をカウントする。また、例えばレベルが減少するランプ波の対象信号を被測定回路２００から出力させた場合には、カウント部２８は、一例として、対象信号のレベルが基準信号のレベルよりも大きいと判断した回数をカウントする。
【００３５】
図２の例においては、制御部３６は、被測定回路２００からレベルが増加するランプ波の対象信号を出力させている。従って、カウント部２８は、図２の（Ｅ）に示されるように、対象信号のレベルが基準信号のレベルよりと小さいと判断した比較結果（Ｌ論理）の回数をカウントする。
【００３６】
ところで、被測定回路２００から出力される対象信号等には、１／ｆノイズと呼ばれる低周波ノイズが含まれる。低周波ノイズが含まれる場合、対象信号のレベルが基準信号のレベルに近づくほど、誤判定の確率が高くなる。従って、対象信号がランプ波であり、基準信号が一定レベルである場合、対象信号が基準信号をクロスしたクロスタイミングに近づけば近づくほど誤判定の確率が高くなり、クロスタイミングが遠くなるほど誤判定の確率が低くなる。
【００３７】
さらに、対象信号がランプ波であり、基準信号が一定レベルである場合、対象信号が基準信号をクロスしたクロスタイミングより前の期間の誤判定の確率と、クロスタイミングの後の期間の誤判定の確率とが同一となる。また、対象信号がランプ波であり、基準信号が一定レベルである場合、クロスタイミングの前後で誤判定の判定結果が反転する。従って、クロスタイミングの前後の比較結果を、被測定回路２００から出力される信号および当該測定装置１０に加わるノイズにより比較部２４の比較結果が不確定となる期間よりも長い期間に亘って累積すれば、低周波ノイズの影響による誤差が相殺され正確な比較結果が得られる。
【００３８】
そこで、算出部３０は、比較期間中における全比較回数（比較期間のクロック信号の数）に対する、対象信号が基準信号より大きいと判断された比較結果の累積値または対象信号が基準信号より小さいと判断された比較結果の累積値の割合に応じて、クロスタイミングを算出する。これにより、算出部３０は、クロスタイミングの前後の低周波ノイズが比較結果の累積により相殺して、精度良くクロスタイミングを算出することができる。
【００３９】
またこの場合において、制御部３６は、比較期間を被測定回路２００から出力される信号および当該測定装置１０に加わるノイズにより比較部２４の比較結果が不確定となる期間を包含する期間に設定することが好ましい。制御部３６は、一例として、比較期間を、１／ｆノイズまたは熱雑音等が加わることにより比較部２４の比較結果が不確定となる期間よりも長い期間に設定する。これにより、算出部３０は、ノイズによる影響を確実に除去して正確なクロスタイミングを算出することができる。
【００４０】
図３は、比較期間中に１００回の比較をした結果、Ｈ論理が７０回、Ｌ論理が３０回であった場合における、比較結果、基準信号および対象信号の一例を示す。図４は、比較期間中に１００回の比較をした結果、Ｈ論理が５０回、Ｌ論理が５０回であった場合における、比較結果、基準信号および対象信号の一例を示す。図５は、比較期間中に１００回の比較をした結果、Ｈ論理が３０回、Ｌ論理が７０回であった場合における、比較結果、基準信号および対象信号の一例を示す。
【００４１】
算出部３０は、比較期間中における全クロック数（全比較回数）を制御部３６から予め受け取っておく。算出部３０は、比較期間終了後、カウント部２８のカウント値を読み出す。そして、算出部３０は、比較期間中における全クロック数に対するカウント値の割合から、比較期間中におけるクロスタイミングの位置を算出する。図３〜図５の例においては、被測定回路２００が増加するランプ波を出力し、且つ、カウント部２８が対象信号が基準信号より大きいと判断した比較結果（Ｌ論理）の数をカウントする場合を示す。
【００４２】
具体的に、図３の場合においては、算出部３０は、全比較回数（１００回）に対するＬ論理の回数（３０回）の割合から、比較期間の開始タイミングから比較期間の３０％の期間の位置がクロスタイミングであると算出する。また、図４の場合においては、算出部３０は、全比較回数（１００回）に対するＬ論理の回数（５０回）の割合から、比較期間の開始タイミングから比較期間の５０％の期間の位置がクロスタイミングであると算出する。また、図５の場合においては、算出部３０は、全比較回数（１００回）に対するＬ論理の回数（７０回）の割合から、比較期間の開始タイミングから比較期間の７０％の期間の位置がクロスタイミングであると算出する。
【００４３】
また、算出部３０は、比較期間の開始タイミングの経過時間を制御部３６から取得してもよい。この場合、算出部３０は、比較期間の開始タイミングまでの経過時間と、比較期間の開始タイミングからクロスタイミングまでの時間とを加算して、基準タイミング（例えば測定開始タイミング）からクロスタイミングまでの経過時間を算出することができる。
【００４４】
図６は、本実施形態に係る測定装置１０の処理フローを示す。測定装置１０は、以下のステップＳ１１からステップＳ１７の処理を実行する。
【００４５】
まず、ステップＳ１１において、制御部３６は、被測定回路２００にスタート信号を与え、被測定回路２００からランプ波の対象信号の出力を開始させる。これとともに、制御部３６は、時間計測部３８に経過時間の計測を開始させる。
【００４６】
続いて、ステップＳ１２において、制御部３６は、時間計測部３８により計測されている経過時間を参照して、比較期間の開始タイミングとなったか否かを判断する。制御部３６は、比較期間の開始タイミングとなるまでは処理をステップＳ１２で待機する（ステップＳ１２のＮｏ）。そして、制御部３６は、比較期間の開始タイミングとなったことを条件として（ステップＳ１２のＹｅｓ）、処理をステップＳ１３に進める。
【００４７】
ステップＳ１３において、制御部３６は、クロック信号の出力を開始する。これにより、比較部２４は、対象信号のレベルと基準信号のレベルとの比較を開始することができる。また、カウント部２８は、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数のカウントを開始することができる。
【００４８】
続いて、ステップＳ１４において、制御部３６は、時間計測部３８により計測されている経過時間を参照して、比較期間の終了タイミングとなったか否かを判断する。制御部３６は、比較期間の終了タイミングとなるまでは処理をステップＳ１４で待機する（ステップＳ１４のＮｏ）。そして、制御部３６は、比較期間の終了タイミングとなったことを条件として（ステップＳ１４のＹｅｓ）、処理をステップＳ１５に進める。
【００４９】
ステップＳ１５において、制御部３６は、クロック信号の出力を停止する。これにより、比較部２４は、対象信号のレベルと基準信号のレベルとの比較を終了することができる。また、カウント部２８は、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数のカウントを終了することができる。
【００５０】
続いて、ステップＳ１６において、カウント部２８は、カウント値を算出部３０へと転送する。これにより、算出部３０は、比較期間において対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数を取得することができる。
【００５１】
続いて、ステップＳ１７において、算出部３０は、比較期間中の全比較回数に対する、比較期間において対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数の割合を算出する。そして、算出部３０は、算出した割合に基づき、比較期間中におけるクロスタイミングの位置を算出する。
【００５２】
以上のように本実施形態に係る測定装置１０によれば、被測定回路２００から出力された対象信号等にノイズが含まれている場合であっても、対象信号が基準信号とクロスするクロスタイミングを精度良く算出することができる。さらに、測定装置１０によれば、対象信号を出力させている全期間の一部である比較期間において比較結果をカウントするので、カウント部２８のビット数を小さくして構成を簡単にすることができる。
【００５３】
図７は、ランプ波の対象信号を１回出力させている期間（掃引期間）において複数の比較期間を設定した場合における、各信号の一例を示す。測定装置１０は、被測定回路２００からランプ波の対象信号を１回出力させている期間（掃引期間）において、複数の比較期間を設定して、対象信号と異なる複数のレベルの基準信号のそれぞれとのクロスタイミングを測定してもよい。
【００５４】
この場合、制御部３６は、予め、掃引期間に対して複数の比較期間を設定する。さらに、制御部３６は、複数の比較期間のそれぞれに対応して、その比較期間において対象信号と比較するべき基準信号のレベルを予め設定する。
【００５５】
制御部３６は、測定を開始する場合、図７の（Ｅ）に示されるように、スタート信号を被測定回路２００に与える。これにより、被測定回路２００は、図７の（Ｂ）に示されるように、ランプ波の対象信号を出力する。
【００５６】
さらに、制御部３６は、図７の（Ｃ）に示されるように、掃引期間中における複数の比較期間のそれぞれにおいて、クロック信号を比較部２４およびカウント部２８に供給する。これにより、比較部２４は、複数の比較期間のそれぞれにおいて、対象信号のレベルと基準信号のレベルとの比較をすることができる。また、カウント部２８は、複数の比較期間のそれぞれにおいて、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数のカウントをすることができる。
【００５７】
また、制御部３６は、図７の（Ｆ）に示されるように、掃引期間中における比較期間と比較期間との間において、基準信号のレベルを更新する。これにより、基準信号発生部２２は、図７の（Ａ）のように、基準信号発生部２２から出力される基準信号のレベルを、比較期間毎に適切なレベルに変更することができる。
【００５８】
また、制御部３６は、更新指示信号のタイミングにおいて、カウント部２８のカウント値を算出部３０へと転送させる。算出部３０は、取得したカウント値を比較期間と対応させて記憶する。
【００５９】
また、制御部３６は、図７の（Ｄ）に示されるように、カウント値を算出部３０へと転送した後、次の比較期間に開始に先立って、カウント部２８にクリア信号を供給して、カウント部２８のカウント値を初期値にクリアする。これにより、カウント部２８は、比較期間毎に、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数のカウントをすることができる。
【００６０】
このように、測定装置１０は、１回の掃引期間中に設定された複数の比較期間のそれぞれにおいて、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数をカウントすることができる。
【００６１】
さらに、算出部３０は、複数の比較期間のそれぞれにおけるカウント値に基づき、ランプ波の区間毎の傾きを算出する。まず、複数の比較期間のうちの任意の比較期間を、第１の比較期間とする。また、第１の比較期間より後の任意の比較期間を、第２の比較期間とする。そして、第１の比較期間から第２の比較期間までの経過時間をＮ１とする。
【００６２】
また、カウント部２８は、被測定回路２００が増加するランプ波の対象信号を出力する場合には対象信号が基準信号よりも小さいと判断された回数をカウントし、被測定回路２００が減少するランプ波の対象信号を出力する場合には対象信号が基準信号よりも大きいと判断された回数をカウントする。この場合、第１の比較期間におけるカウント値をＬ１、第２の比較期間におけるカウント値をＬ２とする。また、クロック信号の周期をＴｃｌｋとする。
【００６３】
また、第１の比較期間において対象信号と比較された基準信号のレベルを、第１のレベルＶ１とする。また、第２の比較期間において対象信号と比較された基準信号のレベルを、第２のレベルＶ２とする。
【００６４】
このような場合、算出部３０は、下記の式（１）に基づき、対象信号が第１のレベルの基準信号をクロスした第１のクロスタイミングから、対象信号が第２のレベルの基準信号をクロスした第２のクロスタイミングまでの期間Ｔ１を算出する。
【００６５】
Ｔ１＝Ｎ１＋｛（Ｌ２−Ｌ１）×Ｔｃｌｋ｝    …（１）
【００６６】
さらに、算出部３０は、下記の式（２）に基づき、第１のクロスタイミングから第２のクロスタイミングまでの対象信号の傾きＲを算出する。
【００６７】
Ｒ＝（Ｖ２−Ｖ１）／Ｔ１    …（２）
【００６８】
算出部３０は、一例として、複数の比較期間における連続した２つの比較期間のそれぞれについて、上述の式（１）および式（２）に基づき対象信号の傾きＲを算出する。これにより、算出部３０は、掃引期間を複数に分割した区間毎に、対象信号の傾きＲを算出することができる。
【００６９】
また、調整部３４は、算出部３０により区間毎の対象信号の傾きＲに基づき、被測定回路２００から出力される対象信号の傾きを調整する。この場合において、調整部３４は、区間毎に補正量を変更して、被測定回路２００から出力される信号の傾きを調整する。これにより、調整部３４は、被測定回路２００から出力される対象信号の直線性を補正することができる。
【００７０】
図８は、ランプ波の対象信号を１回出力させている期間において複数の比較期間を設定した場合における、本実施形態に係る測定装置１０の処理フローを示す。被測定回路２００からランプ波の対象信号を１回出力させている期間（掃引期間）において、複数の比較期間を設定して、対象信号と異なる複数のレベルの基準信号のそれぞれとのクロスタイミングを測定する場合、測定装置１０は、以下のステップＳ２１からステップＳ３３の処理を実行する。
【００７１】
まず、ステップＳ２１において、制御部３６は、比較期間の回数を表す変数ｋに"１"を代入する。続いて、ステップＳ２２において、制御部３６は、被測定回路２００にスタート信号を与え、被測定回路２００からランプ波の対象信号の出力を開始させる。これとともに、制御部３６は、時間計測部３８に経過時間の計測を開始させる。
【００７２】
続いて、ステップＳ２３において、制御部３６は、基準信号発生部２２から出力される基準信号をｋ回目の比較期間に対応するレベルに変更する。続いて、ステップＳ２４において、制御部３６は、クリア信号をカウント部２８に供給する。これにより、カウント部２８は、カウント値を初期値にクリアする。
【００７３】
続いて、ステップＳ２５において、制御部３６は、時間計測部３８により計測されている経過時間を参照して、ｋ回目の比較期間の開始タイミングとなったか否かを判断する。制御部３６は、ｋ回目の比較期間の開始タイミングとなるまでは処理をステップＳ２５で待機する（ステップＳ２５のＮｏ）。そして、制御部３６は、ｋ回目の比較期間の開始タイミングとなったことを条件として（ステップＳ２５のＹｅｓ）、処理をステップＳ２６に進める。
【００７４】
ステップＳ２６において、制御部３６は、クロック信号の出力を開始する。これにより、比較部２４は、対象信号のレベルと基準信号のレベルとの比較を開始することができる。また、カウント部２８は、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数のカウントを開始することができる。
【００７５】
続いて、ステップＳ２７において、制御部３６は、時間計測部３８により計測されている経過時間を参照して、ｋ回目の比較期間の終了タイミングとなったか否かを判断する。制御部３６は、ｋ回目の比較期間の終了タイミングとなるまでは処理をステップＳ２７で待機する（ステップＳ２７のＮｏ）。そして、制御部３６は、比較期間の終了タイミングとなったことを条件として（ステップＳ２７のＹｅｓ）、処理をステップＳ２８に進める。
【００７６】
ステップＳ２８において、制御部３６は、クロック信号の出力を停止する。これにより、比較部２４は、対象信号のレベルと基準信号のレベルとの比較を終了することができる。また、カウント部２８は、対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数のカウントを終了することができる。
【００７７】
続いて、ステップＳ２９において、カウント部２８は、カウント値を算出部３０へと転送する。これにより、算出部３０は、ｋ回目の比較期間において対象信号が基準信号より大きいまたは小さいと判断された回数を取得することができる。
【００７８】
続いて、ステップＳ３０において、制御部３６は、最後の比較期間まで処理を終了したか否かを判断する。最後の比較期間まで処理が終了していない場合には（ステップＳ３０のＮｏ）、制御部３６は、ステップＳ３１において変数ｋに１を加算して、処理をステップＳ２３に戻す。これにより、制御部３６は、次の比較期間におけるカウント処理を実行することができる。
【００７９】
最後の比較期間まで処理が終了した場合には（ステップＳ３０のＹｅｓ）、制御部３６は、処理をステップＳ３２に進める。ステップＳ３２において、算出部３０は、掃引期間の区間毎に対象信号の傾きを算出する。算出部３０は、一例として、連続する２つの比較期間の間の区間毎に、対象信号の傾きを算出する。
【００８０】
続いて、ステップＳ３３において、調整部３４は、算出した掃引期間の区間毎に対象信号の傾きに基づき、被測定回路２００を調整する。例えば、被測定回路２００が定電流をキャパシタに連続的に充電することにより、電流の積分値に応じた電圧をランプ波の対象信号として出力する場合には、調整部３４は、区間毎の充電電流量を調整する。
【００８１】
また、例えば、被測定回路２００がインクリメントまたはデクリメントするカウンタの値を順次にＤＡ変換する場合には、調整部３４は、区間毎に、入力データを補正するための補正データを調整する。また、例えば、被測定回路２００が、小容量のキャパシタに蓄積した電荷を大容量のキャパシタに転送する動作を繰り返することにより、大容量のキャパシタに蓄積された電荷の積算値に応じた電圧をランプ波の対象信号として出力する場合には、調整部３４は、区間毎に、小容量のキャパシタの電荷蓄積量を調整する。
【００８２】
以上のように、測定装置１０によれば、被測定回路２００から出力される対象信号の傾きを区間毎に精度良く調整することができる。これにより、測定装置１０によれば、被測定回路２００から出力される対象信号の直線性を調整することができる。
【００８３】
図９は、被測定回路２００から任意波形を発生させた場合における、比較結果、基準信号および対象信号の一例を示す。測定装置１０は、被測定回路２００からランプ波の対象信号に限らず、他の波形の対象信号を出力させてもよい。
【００８４】
測定装置１０は、一例として、２次関数に対応する波形の対象信号、または、正弦波の対象信号等を出力させてもよい。なお、対象信号が基準信号をクロスする前後でノイズの発生確率が同一とならない場合には、測定装置１０は、クロスする前の期間のノイズ発生確率とクロスした後の期間のノイズ発生確率との差に応じて、対象信号が基準信号よりも大きいまたは小さいと判断された回数を補正してからクロスタイミングを算出する。
【００８５】
また、測定装置１０は、比較期間中において一定レベルでは無く、比較期間中においてレベルが変化する基準信号を発生してもよい。この場合、測定装置１０は、少なくとも予め定められた波形の基準信号であって、比較期間中において少なくとも対象信号とレベルがクロスする波形でなければならない。また、この場合においても、測定装置１０は、対象信号が基準信号をクロスする前後でノイズの発生確率が同一とならない場合には、測定装置１０は、クロスする前の期間のノイズ発生確率とクロスした後の期間のノイズ発生確率との差に応じて、対象信号が基準信号よりも大きいまたは小さいと判断された回数を補正してからクロスタイミングを算出する。
【００８６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００８８】
１０  測定装置
２２  基準信号発生部
２４  比較部
２６  保持部
２８  カウント部
３０  算出部
３４  調整部
３６  制御部
３８  時間計測部
２００  被測定回路
【図１】
2013219515.tif 000003
【図２】
2013219515.tif 000004
【図３】
2013219515.tif 000005
【図４】
2013219515.tif 000006
【図５】
2013219515.tif 000007
【図６】
2013219515.tif 000008
【図７】
2013219515.tif 000009
【図８】
2013219515.tif 000010
【図９】
2013219515.tif 000011