周波数カウンタの精度に関して疑問

疑問に思いましたので教えてください。
『周波数カウンタ』で検索を掛けると、
①CPLDやPICを使用した簡単な周波数カウンタがヒットします。
内容を見ると、『入力されたパルスを一定間隔積算し、その幅と数から周波数を計算する。』
というものでした。幅は基準クロック10MHz～50MHz位の基準クロック(TCXO)をカウントする。

それとは別に
②Agilentなどの専門メーカーのカウンタの仕様を見ると、分解能100psや20psなどの表記が普通に出てきます。

測定方法を①とすると②の実現には、基準クロック10GHzや50GHzということになります。
そのような、速度に反応できるカウンターなど無いですよね？？？
どうして、そのようなことが可能なのでしょうか？？？

No.1 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/05/19 15:01

②はインターバル測定の話ですかね？

基準クロックは 500MHz くらいのものもあります。
すると単純な時間精度は2ns ですが、繰り返し測定の
により補間で精度を上げられます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2016/05/24 18:33

No.2 回答者： SortaNerd 回答日時： 2016/05/21 22:48

周波数カウンタで分解能の単位が秒というのがよく分からないのですが、ネット上にあるならURLを示していただけませんか。

とりあえずクロック周期より短いパルス幅の計測方法としてはAD変換を使う方法があるようですが。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2016/05/24 18:34

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/05/22 10:54

>周波数カウンタで分解能の単位が秒というのがよく

>分からないのですが

周波数カウンターの方式には大きく2つあって
■一定の時間間隔内のパルスを数える
■一定のパルス数の受信に要する時間(基準クロックのパルス数)を測る

後者は測定された周期の逆数が周波数になります。

前者は0.01Hzの精度を稼ぐのに100秒かかりますが
後者は基準クロックの精度が高いと短時間で
精度の高い測定が出来るので、最近はよく
使われます。

このようなカウンターはインターバル測定も出来るので
時間分解能もカタログに載ってます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2016/05/24 18:35

No.4 ベストアンサー 回答者： rabbit_cat 回答日時： 2016/05/24 01:34

分解能をあげるには、クロックの周波数自体を高くする必要はなくて、（クロック周波数は低いまま）多相のクロックにすればよいだけです。

例えば、クロック周波数は100MHz（周期10ns）で、位相が20ps（0.72度）ずつずれている500相のクロックを使えば、20ps精度で測れることになります。

ＤＬＬ（Delay Locked Loop）を使えば、１相のクロックから、多相のクロックを簡単に作りだせます。
20psというのは、ちょうど、最近の半導体（といっても45～90ns世代くらいかな）のインバータの遅延時間くらいなんで、本当に簡単に作れます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
Delay Locked Loopという技術があるのですね。
初めて知りました。
早速ネットで検索してみました。
これが答えですかね。

お礼日時：2016/05/24 18:46

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/05/24 19:33

>単純な時間精度は2ns ですが、繰り返し測定の

>により補間で精度を上げられます。

ちょっと調べてみました。この方式だとワンショット測定には
使えません。現在はワンショットでも使える
「時間ー電圧変換方式」が主流のようです。

開始時-終了時の部分的に欠けた基準クロック(端数パルス)を
論理回路で切出し、アナログ的に積分してパルス幅を電圧に変換
AD変換器で端数パルス幅を測定するというもので、
これで補正すると高級品では50 fs まで測定できるそうです。すごい！

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2016/05/27 19:55