时间数字转换器及其运作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数据转换器及其运作方法，且特别涉及一种时间数字转换器及其运作方法。
【背景技术】
[0002]物联网(Internet of Things, Ι0Τ)是一个基于网际网络、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立定址的普通物理对象实现互联互通的网络，其中物联网一般为无线网络。换言之，可把所有物品通过射频识别等信息感测设备与互联网连接起来，以实现智能化识别和管理。
[0003]在物联网中，可透过无线感知网络测得周遭环境变化状况的无线技术，其中无线感知技术是透过感知器(Sensor)和无线网络的结合，以提供周遭环境变化所对应的数据，让远端的人员/装置透过这些数据判断环境发生的状况。并且，随着无线通讯技术的发展，透过信号的致能时间长度来传送数据的技术逐渐成熟且较不受周遭噪声的干扰，因此如何使信号的致能时间转换为数字数据则成为发展物联网的一个重点技术。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种时间数字转换器及其运作方法，可自行调整时间转换的解析度，以提高时间数字转换器的通用性及适用性。
[0005]本发明的时间数字转换器，用以转换一时间信号的致能时间为一输出数据，包括一比较单元、一数字锁相回路及一计数单元。比较单元用以比较时间信号的致能时间与一最小时间，以提供一比较结果。数字锁相回路接收一参考时钟脉冲信号以提供一计数时钟脉冲信号。计数单元接收计数时钟脉冲信号，以依据计数时钟脉冲信号及时间信号进行计数而提供一计数结果。当时间信号的致能时间大于最小时间时，依据比较结果输出计数结果作为输出数据。
[0006]本发明的时间数字转换器的运作方法，用以转换一时间信号的致能时间为一输出数据，包括下列步骤。透过一数字锁相回路依据一参考时钟脉冲信号提供一计数时钟脉冲信号。透过一计数单元依据计数时钟脉冲信号及时间信号进行计数而提供一计数结果。透过一比较单元比较时间信号的致能时间与一最小时间。当时间信号的致能时间大于最小时间时，依据比较结果输出计数结果作为输出数据。
[0007]基于上述，本发明实施例的时间数字转换器及其运作方法，数字锁相回路依据一参考时钟脉冲信号提供一计数时钟脉冲信号，而计数单元依据计数时钟脉冲信号及时间信号进行计数而提供一计数结果，并且在时间信号的致能时间大于最小时间时，输出计数结果作为输出数据。藉此，可透过数字锁相回路调整输出数据的解析度，以提高时间数字转换器的通用性及适用性。
[0008]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
【附图说明】
[0009]图1为依据本发明一实施例的时间数字转换器的系统示意图。
[0010]图2为依据本发明另一实施例的时间数字转换器的系统示意图。
[0011]图3为依据本发明一实施例的时间数字转换器的运作方法的流程图。
[0012]其中，附图标记说明如下:
[0013]100、200:时间数字转换器
[0014]110、210:比较单元
[0015]120、220:数字锁相回路
[0016]130、230:计数单元
[0017]240:多工器
[0018]⑶IT:区隔指定代码
[0019]CKCT:计数时钟脉冲信号
[0020]CKR:参考时钟脉冲信号
[0021]CPR1、CPR2:比较结果
[0022]CTR1、CTR3:计数结果
[0023]CTR2:参考计数结果
[0024]Dout:输出数据
[0025]ECT:计数致能信号
[0026]PE1、PE2:致能时间
[0027]SCR:比较参考信号
[0028]STE:时间信号
[0029]Tmin:最小时间
[0030]VTM:最小时间计数值
[0031]S310、S320、S330、S340:步骤
【具体实施方式】
[0032]图1为依据本发明一实施例的时间数字转换器的系统示意图。请参照图1，在本实施例中，时间数字转换器100包括比较单元110、数字锁相回路120及计数单元130。比较单元100接收时间信号STE及表示最小时间Tmin的比较参考信号SCR，并且用以比较时间信号STE的致能时间PE1与最小时间Tmin以提供比较结果CPR1。在本实施例中，比较参考信号SCR的致能时间PE2设定为等于最小时间Tmin，因此比较单元100可比较致能时间PE1是否大于PE2而决定比较结果CPR1的电压电平。并且，比较单元100可将致能时间PE1及PE2转换为对应的电压电平或数字数据，以便于进行比对，但本发明实施例不以此为限。
[0033]当时间信号STE的致能时间PE2小于等于最小时间Tmin时，表示时间信号STE未传送数据或传送的数据可能是噪声所引起的，因此比较单元110可输出为禁能电平(例如为低电压电平)的比较结果CPR1，以避免提供不正确的输出数据Dout。当时间信号SET的致能时间PE2大于最小时间Tmin时，表示时间信号STE所传送数据是有义意的，因此比较单元110会输出时间信号STE作为比较结果CPR1，亦即比较结果CPR1的波形会相同于时间信号STE。
[0034]数字锁相回路120耦接比较单元110以接收比较结果CPR1，且输出比较结果CPR1作为计数致能信号ECT，亦即计数致能信号ECT的波形会相同于输出比较结果CPR1。并且，数字锁相回路120接收参考时钟脉冲信号CKR以提供计数时钟脉冲信号CKCT，亦即计数时钟脉冲信号CKCT的频率正比于参考时钟脉冲信号CKR的频率。其中，参考时钟脉冲信号CKR的频率可不同于计数时钟脉冲信号CKCT的频率，并且计数时钟脉冲信号CKCT的频率可高于参考时钟脉冲信号CKR的频率，但本发明实施例不以此为限。
[0035]计数单元130耦接数字锁相回路120，以接收计数致能信号ECT及计数时钟脉冲信号CKCT，并且依据计数致能信号ECT计数计数时钟脉冲信号CKCT的脉波数以产生计数结果CTR1。此时，由于计数致能信号ECT的波形会相同于时间信号STE，因此计数结果CTR1会对应时间信号STE的致能时间PE1。在本实施例中，由于计数单元130的计数结果CTR1已经是数字数据，因此计数单元130可直接输出且锁定计数结果CTR1作为输出数据Dout。藉此，时间数字转换器100可转换时间信号STE的致能时间PE1为输出数据Dout，并且可透过数字锁相回路120的频率调整输出数据Dout的解析度，以提高时间数字转换器100的通用性及适用性。
[0036]综合上述，在时间数字转换器100中，比较单元110可比较时间信号STE的致能时间PE1与最小时间Tmin，以提供比较结果CPR1 ;数字锁相回路120可接收参考时钟脉冲信号CKR以提供计数时钟脉冲信号CKCT ;计数单元130会接收计数时钟脉冲信号CKCT，以依据时间信号SET对计数时钟脉冲信号CKCT的时钟脉冲进行计数而提供计数结果CTR1。并且，当时间信号STE的致能时间PE1大于最小时间Tmin时，数字锁相回路120及计数单元130会依据比较结果CPR1进行计数而提供计数结果CTR1作为输出数据Dout ;当时间信号STE的致能时间PE1小于等于最小时间Tmin时，数字锁相回路120及计数单元130不会被启动，亦即不会提供输出数据Dout。
[0037]在本实施例中，比较参考信号SCR例如是由数字锁相回路120所提供，亦即比较参考信号SCR可随着参考时钟脉冲信号CKR而变动，但本发明实施例不以为限。
[0038]图2为依据本发明另一实施例的时间数字转换器的系统示意图。请参照图2，在本实施例中，时间数字转换器200包括比较单元210、数字锁相回路220、计数单元230及多工器240，其中比较单元210的比较结果CPR2预设为禁能电平(例如为低电压电平)。
[0039]时间数字转换器200预设为时间检测模式(对应比较结果CPR2的禁能电平)，以检测时间信号STE的致能时间PE1是否具有意义。当时间信号STE的致能时间PE1具有意义时(对应比较结果CPR2的致能电平，例如高电压电平)，则时间数字转换器200切换为数据转换模式，以将时间信号STE的致能时间PE1转换为输出数据Dout。
[0040]数字锁相回路220接收参考时钟脉冲信号CKR及区隔指定代码CDIT，以依据参考时钟脉冲信号CKR及产生计数时钟脉冲信号CKCT，亦即计数时钟脉冲信号CKCT的频率相关于参考时钟脉冲信号CKR的频率及区隔指定代码CDIT。其中，区隔指定代码CDIT用以设定数字锁相回路220的频率增益值，亦即数字锁相回路220的频率增益值越高，计数时钟脉冲信号CKCT的脉波的时间间隔越短，数字锁相回路220的频率增益值越低，计数时钟脉冲信号CKCT的脉波的时间间隔越长，此可依据本领域通常知识者自行设定，本发明实施例不以此为限。
[0041]多工器240接收参考时钟脉冲信号CKR，并且耦接数字锁相回路220以接收计数时钟脉冲信号CKCT，多工器240依据比较单元210的比较结果CPR2提供参考时钟脉冲信号CKR或计数时钟脉冲信号CKCT至计数单元230。
[0042]在时间数字转换器200为时间检测模式时，多工器240受控于比较结果CPR