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» 2020年10月13日 11時00分 公開

ユニバーサルカウンターの基礎知識(2):ユニバーサルカウンターの構造や仕様の見方 (2/8)

[TechEyesOnline]

高分解能時間測定を行う方法

 カウンターは内部クロック周波数を基準に時間測定を行っているため、高い時間分解能の測定をするためにはクロック周波数を上げる方法があるが回路素子に限界があるため、さまざまな方法が考案されてきた。

・多相クロック方式

 基準となるクロック信号を多相に分割して時間分解能を上げる方法である。相数を多くすると回路規模が大きくなる欠点はあるが、簡単な仕組みで実現できるので高い時間分解能を求めない場合に使われる。

図4:多相クロック方式

 基準となる内部クロックを使って非同期の入力信号を測定した場合は、下図に示すように波形の始まりと終わりに端数が生じる。この端数を切り出してほかの方法で時間測定すれば高分解能時間測定が可能となる。

図5:端数パルスの生成

 端数パルスの時間を測定する方法にはタイムエクスパンション方式、時間−電圧変換方式、タイムバーニア方式がある。

・タイムエクスパンション方式

 端数パルスの時間を使ってコンデンサーに定電流で充電を行い、その後長い時間を使って定電流で放電を行う。この時間を基準のクロックで測定することによって、高い分解能の時間測定ができる。

図6:タイムエクスパンション方式

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