时间数字转换电路、电路装置、物理量测量装置、电子设备及移动体的制作方法

本发明涉及时间数字转换电路、电路装置、物理量测量装置、电子设备及移动体等。

背景技术：

以往，公知有将时间转换为数字值的时间数字转换电路。作为测量在任意的定时产生的第1信号与第2信号之间的时间差的时间数字转换电路的现有例，例如公知有专利文献1中公开的现有技术。

在专利文献1中记载了一种计时电路，该计时电路具有：第1振荡器，其与启动信号的产生一同地以频率f开始振荡；以及第2振荡器，其与停止信号的产生一同地以频率f+δf开始振荡，该计时电路对来自第1振荡器的时钟信号与来自第2振荡器的时钟信号之间的相位进行比较，测量启动信号与停止信号的时间间隔。

专利文献1：日本特开昭64-079687号公报

在上述那样的时间数字转换电路中存在高性能化(例如高分辨率化或者高精度化等)的要求。

例如在专利文献1的结构中，作为第1、第2振荡器，例如使用环形振荡器等。因此，振荡器的时钟信号的特性(例如温度特性、工艺的偏差、抖动特性等)可能对计时精度带来影响，从而无法得到足够的计时精度。作为振荡特性良好的振荡器，例如考虑了石英振荡器，但石英振荡器的启动控制困难，因此，难以在第1信号(或者第2信号)的转变定时开始振荡。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的，能够作为以下方式或形态来实现。

本发明的一个方式涉及一种时间数字转换电路，该时间数字转换电路包含：第1振荡电路，其在第1信号的转变定时开始振荡，生成第1时钟频率的第1时钟信号；第2振荡电路，其在第2信号的转变定时开始振荡，生成与所述第1时钟频率不同的第2时钟频率的第2时钟信号；第1调整电路，其根据基准时钟信号来测量所述第1时钟频率，以使所述第1时钟频率成为第1目标频率的方式对所述第1振荡电路的振荡频率进行调整；第2调整电路，其根据所述基准时钟信号来测量所述第2时钟频率，以使所述第2时钟频率成为第2目标频率的方式对所述第2振荡电路的振荡频率进行调整；以及处理电路，其根据所述第1时钟信号和所述第2时钟信号，将所述第1信号与所述第2信号的转变定时的时间差转换为数字值。

根据本发明的一个方式，根据基准时钟信号，将第1时钟信号的第1时钟频率控制为第1目标频率，将第2时钟信号的第2时钟频率控制为第2目标频率。由此，能够降低由第1、第2振荡电路所具有的振荡特性引起的第1、第2时钟频率的误差。时间测量的精度受到第1、第2时钟频率的精度的影响，因此，通过降低第1、第2时钟频率的误差，能够使时间测量高精度化。即，根据本发明的一个方式，能够使从时间数字转换电路的外部输入的(在任意的定时产生的)第1、第2信号的转变定时的时间差的测量变得高精度化。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，所述第1调整电路包含：第1测量电路，其根据所述基准时钟信号来测量所述第1时钟频率；第1比较电路，其对所述第1测量电路测量的所述第1时钟频率与所述第1目标频率进行比较；以及第1控制电路，其根据所述第1比较电路的比较结果，输出对所述第1振荡电路的振荡频率进行控制的第1控制数据，所述第2调整电路包含：第2测量电路，其根据所述基准时钟信号来测量所述第2时钟频率；第2比较电路，其对所述第2测量电路测量的所述第2时钟频率与所述第2目标频率进行比较；以及第2控制电路，其根据所述第2比较电路的比较结果，输出对所述第2振荡电路的振荡频率进行控制的第2控制数据。

根据本发明的一个方式，测量第1、第2时钟频率，并进行与第1、第2目标频率的比较，并将基于其比较结果的第1、第2控制数据输出到第1、第2振荡电路。由此，能够以使第1、第2时钟频率成为第1、第2目标频率的方式对第1、第2振荡电路的振荡频率进行调整。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，时间数字转换电路包含：第1选择器，其选择所述第1信号或者调整使能信号；以及第2选择器，其选择所述第2信号或者所述调整使能信号，在第1模式中，所述第1选择器选择所述调整使能信号并将所述调整使能信号输出到所述第1振荡电路，所述第1调整电路对通过所述调整使能信号而开始振荡的所述第1振荡电路的振荡频率进行调整，所述第2选择器选择所述调整使能信号并将所述调整使能信号输出到所述第2振荡电路，所述第2调整电路对通过所述调整使能信号而开始振荡的所述第2振荡电路的振荡频率进行调整，在第2模式中，所述第1选择器选择所述第1信号并将所述第1信号输出到所述第1振荡电路，被输入所述第1信号的所述第1振荡电路在所述第1信号的转变定时开始振荡并生成所述第1时钟信号，所述第2选择器选择所述第2信号并将所述第2信号输出到所述第2振荡电路，被输入所述第2信号的所述第2振荡电路在所述第2信号的转变定时开始振荡并生成所述第2时钟信号，所述处理电路根据所述第1时钟信号和所述第2时钟信号，将所述时间差转换为所述数字值。

根据本发明的一个方式，在第1模式中，第1、第2选择器选择调整使能信号，由此，第1、第2振荡电路持续生成第1、第2时钟信号。另一方面，在第2模式中，第1、第2选择器选择第1、第2信号，由此，在第1、第2信号的转变定时，第1、第2振荡电路能够开始振荡。这样，通过序列控制切换振荡频率的调整与时间测量，由此，在第2模式中，能够利用在第1模式中被高精度地调整而得的第1、第2时钟频率来进行高精度的时间测量。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，时间数字转换电路包含基准时钟计数器，该基准时钟计数器对所述基准时钟信号的时钟数进行计数，并在计数使能期间输出有效的使能信号，所述计数使能期间是对给定的时钟数进行计数的期间，所述第1调整电路包含第1测量电路，该第1测量电路根据所述使能信号，在所述计数使能期间对所述第1时钟信号的时钟数进行计数，并输出第1时钟计数值，所述第2调整电路包含第2测量电路，该第2测量电路根据所述使能信号，在所述计数使能期间对所述第2时钟信号的时钟数进行计数，并输出第2时钟计数值。

根据本发明的一个方式，在根据基准时钟信号而规定的计数使能期间，对第1、第2时钟信号的时钟数进行计数，由此，能够以基准时钟信号的频率为基准来测量第1、第2时钟频率。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，所述第1调整电路包含：第1比较电路，其求出所述第1时钟计数值与对应于第1目标频率的第1目标计数值的差分值，并输出第1差分值；以及第1控制电路，其具有对所述第1差分值进行积分并输出第1积分值的第1积分器，该第1控制电路根据所述第1积分值，输出对所述第1振荡电路的振荡频率进行控制的第1控制数据，所述第2调整电路包含：第2比较电路，其求出所述第2时钟计数值与对应于第2目标频率的第2目标计数值的差分值，并输出第2差分值；以及第2控制电路，其具有对所述第2差分值进行积分并输出第2积分值的第2积分器，该第2控制电路根据所述第2积分值，输出对所述第2振荡电路的振荡频率进行控制的第2控制数据。

根据本发明的一个方式，第1、第2比较电路输出作为第1、第2时钟计数值与第1、第2目标计数值的差分值的第1、第2差分值，第1、第2控制电路对第1、第2差分值进行积分并生成第1、第2控制数据。由此，能够以使第1、第2时钟频率成为第1、第2目标频率的方式对第1、第2振荡电路的振荡频率进行反馈控制。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，时间数字转换电路包含：第1复制振荡电路，其是所述第1振荡电路的复制电路，生成第1复制时钟信号；以及第2复制振荡电路，其是所述第2振荡电路的复制电路，生成第2复制时钟信号，所述第1调整电路根据所述基准时钟信号来测量所述第1复制时钟信号的频率，由此，测量所述第1时钟频率，以使所述第1复制时钟信号的频率成为所述第1目标频率的方式对所述第1复制振荡电路的振荡频率进行调整，所述第2调整电路根据所述基准时钟信号来测量所述第2复制时钟信号的频率，由此，测量所述第2时钟频率，以使所述第2复制时钟信号的频率成为所述第2目标频率的方式对所述第2复制振荡电路的振荡频率进行调整。

第1、第2复制振荡电路是第1、第2振荡电路的复制电路，因此，通过以使第1、第2复制时钟信号的频率成为第1、第2目标频率的方式对第1、第2复制振荡电路的振荡频率进行调整，能够以使第1、第2时钟频率成为第1、第2目标频率的方式对第1、第2振荡电路的振荡频率进行调整。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，在测量所述时间差的测量期间，所述第1调整电路停止对所述第1复制振荡电路的振荡频率进行控制的第1控制数据的更新，在所述测量期间，所述第2调整电路停止对所述第2复制振荡电路的振荡频率进行控制的第2控制数据的更新。

根据本发明的一个方式，对第1、第2振荡电路的振荡频率进行控制的第1、第2控制数据在测量期间不被更新，因此，在测量期间，能够抑制第1、第2时钟频率的变动。由此，在测量期间，能够抑制时间测量的分辨率的变动，使时间数字转换电路高性能化。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，时间数字转换电路包含基准时钟计数器，该基准时钟计数器对所述基准时钟信号的时钟数进行计数，并在计数使能期间输出有效的使能信号，所述计数使能期间是对给定的时钟数进行计数的期间，所述第1调整电路包含第1测量电路，该第1测量电路根据所述使能信号，在所述计数使能期间对所述第1复制时钟信号的时钟数进行计数，并输出第1时钟计数值，所述第2调整电路包含第2测量电路，该第2测量电路根据所述使能信号，在所述计数使能期间对所述第2复制时钟信号的时钟数进行计数，并输出第2时钟计数值。

根据本发明的一个方式，在根据基准时钟信号而规定的计数使能期间，对第1、第2复制时钟信号的时钟数进行计数，由此，能够以基准时钟信号的频率为基准来测量第1、第2复制时钟信号的频率。第1、第2复制时钟信号是第1、第2时钟信号的复制时钟信号，因此，能够将第1、第2复制时钟信号的时钟数的计数值用作第1、第2时钟频率的测量结果。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，所述第1调整电路包含：第1比较电路，其求出所述第1时钟计数值与对应于所述第1目标频率的第1目标计数值的差分值，并输出第1差分值；以及第1控制电路，其具有对所述第1差分值进行积分并输出第1积分值的第1积分器，该第1控制电路根据所述第1积分值，输出对所述第1振荡电路和所述第1复制振荡电路的振荡频率进行控制的第1控制数据，所述第2调整电路包含：第2比较电路，其求出所述第2时钟计数值与对应于所述第2目标频率的第2目标计数值的差分值，并输出第2差分值；以及第2控制电路，其具有对所述第2差分值进行积分并输出第2积分值的第2积分器，该第2控制电路根据所述第2积分值，输出对所述第2振荡电路和所述第2复制振荡电路的振荡频率进行控制的第2控制数据。

根据本发明的一个方式，第1、第2比较电路输出作为第1、第2时钟计数值与第1、第2目标计数值的差分值的第1、第2差分值，第1、第2控制电路对第1、第2差分值进行积分并生成第1、第2控制数据。由此，能够以使第1、第2复制时钟信号的频率成为第1、第2目标频率的方式对第1、第2复制振荡电路的振荡频率进行反馈控制。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，所述处理电路包含：相位比较电路，其进行所述第1时钟信号与所述第2时钟信号之间的相位比较；第1计数器，其对所述第1时钟信号的时钟数进行计数，输出第1计数值；第2计数器，其对所述第2时钟信号的时钟数进行计数，输出第2计数值；以及运算电路，其根据所述第1计数值和所述第2计数值来求出所述数字值。

根据本发明的一个方式，通过进行第1时钟信号与第2时钟信号之间的相位比较，能够检测第1时钟信号的边沿与第2时钟信号的边沿的前后交替。而且，能够根据该交替之前的第1时钟信号的时钟数和第2时钟信号的时钟数来求出第1信号与第2信号的转变定时的时间差。

此外，在本发明的一个方式中，可以是，所述运算电路根据所述第1调整电路对所述第1时钟频率的测量结果与所述第2调整电路对所述第2时钟频率的测量结果，求出时间测量的分辨率，并使用所述分辨率来求出所述数字值。

根据本发明的一个方式，为了对第1、第2时钟频率进行控制而测量第1、第2时钟频率，因此，通过使用其测量结果，能够得知时间测量时的实际的第1、第2时钟频率。而且，根据该测量出的第1、第2时钟频率来求出分辨率，由此，能够进行基于实际的第1、第2时钟频率的准确的时间测量。

此外，本发明的其他方式涉及电路装置，该电路装置包含上述任意一项所述的时间数字转换电路。

此外，本发明的另一其他方式涉及电路装置，该电路装置包含：上述任意一项所述的时间数字转换电路；以及接口电路，其接收模式设定信号，该模式设定信号用于设定进行时间测量的模式，所述时间数字转换电路根据所述模式设定信号而从所述第1模式转变为所述第2模式。

这样，能够利用从电路装置的外部输入的模式设定信号来开始时间测量。而且，在未进行该时间测量的期间，能够对第1、第2振荡电路的振荡频率进行调整，使第1、第2时钟频率高精度化。

此外，本发明的另一其他方式涉及物理量测量装置，该物理量测量装置包含上述任意一项所述的时间数字转换电路。

此外，本发明的另一其他方式涉及电子设备，该电子设备包含上述任意一项所述的时间数字转换电路。

此外，本发明的另一其他方式涉及移动体，该移动体包含上述任意一项所述的时间数字转换电路。

附图说明

图1是本实施方式的时间数字转换电路的结构例。

图2是时间数字转换电路的第1详细结构例。

图3是对序列控制进行说明的时序图。

图4是对第1模式中的时间数字转换电路的动作进行说明的时序图。

图5是时间数字转换电路的第2详细结构例。

图6是处理电路的详细结构例。

图7是对求出时间差的运算的一例进行说明的图。

图8是振荡电路的详细结构例。

图9是对进行序列控制的情况下的信号end的生成方法进行说明的图。

图10是可变电容电路的第1结构例。

图11是可变电容电路的第2结构例。

图12是控制电路的变形例。

图13是包含时间数字转换电路的电路装置以及包含电路装置的物理量测量装置的结构例。

图14是物理量测量装置的第2结构例。

图15是电子设备的结构例。

图16是移动体的例子。

标号说明

10：电路装置；14：接口电路；16：寄存器电路；20：时间数字转换电路；30：基准时钟计数器；40：调整电路；41：测量电路；42：比较电路；43：控制电路；44：加法器；45：延迟电路；46：增益乘法电路；47：加法器；50：调整电路；51：测量电路；52：比较电路；53：控制电路；54：加法器；55：延迟电路；56：增益乘法电路；60：振荡电路；61：d/a转换电路；62：低通滤波器；65：复制振荡电路；70：振荡电路；75：复制振荡电路；80：处理电路；81：相位比较电路；86：运算电路；101：振荡电路；206：汽车；207：车体；208：控制装置；209：车轮；400：物理量测量装置；410：发光部；420：受光部；430：处理装置；500：电子设备；510：通信部；520：处理部；530：操作部；540：显示部；550：存储部；cen：调整使能信号；ckr：基准时钟信号；clkf：时钟信号；clks：时钟信号；cnt1：计数器；cnt2：计数器；cntf：时钟计数值；cnts：时钟计数值；ctf：计数值；cts：计数值；dq：数字值；ena：使能信号；fcf：控制数据；fcs：控制数据；mod：模式设定信号；phd：相位比较电路；rckf：复制时钟信号；rcks：复制时钟信号；sle：选择器；slf：选择器；sta：信号；stp：信号；tgf：目标计数值；tgs：目标计数值；xtal：振荡元件；f1：时钟频率；f2：时钟频率。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式详细地进行说明。另外，以下说明的本实施方式并非不当地限定权利要求书所述的本发明的内容，本实施方式中说明的结构并非全部都是作为本发明的解决手段而必需的。

1.时间数字转换电路

图1是本实施方式的时间数字转换电路的结构例。时间数字转换电路20包含振荡电路60(第1振荡电路)、振荡电路70(第2振荡电路)、调整电路40(第1调整电路)、调整电路50(第2调整电路)以及处理电路80。此外，时间数字转换电路20能够包含基准时钟计数器30(计数器)。另外，应用本发明的时间数字转换电路不限于图1的结构，能够实施省略其结构要素的一部分(例如基准时钟计数器30)或者追加其他结构要素等各种变形。

振荡电路60在信号sta(第1信号。例如启动信号)的转变定时开始振荡，并生成时钟频率f1(第1时钟频率)的时钟信号clks(第1时钟信号)。振荡电路70在信号stp(第2信号。例如停止信号)的转变定时开始振荡，并生成与时钟频率f1不同的时钟频率f2(第2时钟频率)的时钟信号clkf(第2时钟信号)。

时钟信号clks是振荡电路60的振荡信号或者对该振荡信号进行分频而得的时钟信号。因此，时钟频率f1是振荡电路60的振荡频率或者分频后的时钟信号的频率。同样地，时钟信号clkf是振荡电路70的振荡信号或者对该振荡信号进行分频而得的时钟信号。因此，时钟频率f2是振荡电路70的振荡频率或者分频后的时钟信号的频率。例如时钟频率f2是比时钟频率f1高的频率。

振荡电路60例如是以信号sta为触发而进行振荡的环形振荡器。即，采用如下结构：在信号sta的上升沿(或者下降沿)，环形振荡器的振荡环路(反馈环路)被使能，环形振荡器的振荡开始。同样地，振荡电路70例如是以信号stp为触发而进行振荡的环形振荡器。即，采用如下结构：在信号stp的上升沿(或者下降沿)，环形振荡器的振荡环路被使能，环形振荡器的振荡开始。另外，振荡电路60、70不限于环形振荡器。

调整电路40根据基准时钟信号ckr来测量时钟频率f1，以使时钟频率f1成为目标频率tgf1(第1目标频率)的方式对振荡电路60的振荡频率进行调整。调整电路50根据基准时钟信号ckr来测量时钟频率f2，以使时钟频率f2成为目标频率tgf2(第2目标频率)的方式对振荡电路70的振荡频率进行调整。基准时钟信号ckr是作为振荡电路60、70的振荡频率的基准的时钟信号。

在时钟频率f1、f2的测量中，可以测量时钟频率f1、f2自身，也可以测量对应于时钟频率f1、f2的参数。或者，也可以测量作为时钟频率f1、f2的倒数的周期、对应于该周期的参数。例如在图1中，基准时钟计数器30对基准时钟信号ckr的时钟数进行计数，在对给定的时钟数进行计数的期间(给定的期间)输出有效的使能信号ena。调整电路40、50在该使能信号ena为有效的期间对时钟信号clks、clkf进行计数，由此，测量时钟频率f1、f2。在该情况下，给定的期间的时钟信号clks、clkf的时钟数(计数值)是对应于时钟频率f1、f2的参数。

另外，根据基准时钟信号ckr来测量时钟频率f1、f2的结构不限于图1。例如可以将基准时钟信号ckr输入到调整电路40、50。在该情况下，例如对应于基准时钟计数器30的计数器可以分别设置于调整电路40、50。此外，在图1中，调整电路40、50分别根据来自振荡电路60、70的时钟信号clks、clkf来测量时钟频率f1、f2，但不限于此。例如，可以如后述那样，设置振荡电路60、70的复制电路，并根据来自该复制电路的时钟信号来测量时钟频率f1、f2。

调整电路40根据测量出的时钟频率f1来生成控制数据fcs(第1控制数据、第1控制信号)，并利用该控制数据fcs来对振荡电路60的振荡频率进行反馈控制，以使时钟频率f1成为目标频率tgf1的方式进行控制。例如，进行基于差分(f1-tgf1)的pi(proportional-integral：比例积分)控制或者pid(proportional-integral-differential：比例积分微分)控制。调整电路50根据测量出的时钟频率f2来生成控制数据fcf(第2控制数据、第2控制信号)，并利用该控制数据fcf对振荡电路70的振荡频率进行反馈控制，以使时钟频率f2成为目标频率tgf2的方式进行控制。例如，进行基于差分(f2-tgf2)的pi(proportional-integral：比例积分)控制或者pid(proportional-integral-differential：比例积分微分)控制。目标频率tgf1、tgf2例如通过寄存器设定(例如图13的寄存器电路16)来设定。

振荡电路60、70分别以与控制数据fcs、fcf的信号值(代码值)对应的振荡频率进行振荡。例如，在振荡电路60、70是环形振荡器的情况下，利用控制数据fcs、fcf对振荡环路的负载(例如电容、电阻等)、驱动电路(例如逆变器等)的驱动能力进行控制，由此，对振荡频率进行控制。

处理电路80根据时钟信号clks和时钟信号clkf，将信号sta与信号stp的转变定时的时间差转换为数字值dq。具体而言，时钟信号clks的最初的边沿在信号sta的转变定时生成，时钟信号clkf的最初的边沿在信号stp的转变定时生成。时钟信号clks、clkf的最初的边沿间的相位差与信号sta、stp的转变定时的时间差相同。时钟信号clks、clkf的边沿间的时间差每δt地减小，因此，通过对时钟信号clks、clkf的边沿前后交替为止的时钟数进行计数，能够通过该计数值×δt来求出时间差。

δt是时间测量的分辨率，能够表示为δt＝|1/f1-1/f2|＝|f1-f2|/(f1×f2)。即，时间数字转换电路20以对应于时钟频率f1、f2的频率差|f1-f2|的分辨率将时间转换为数字值。以得到期望的分辨率δt的方式选择时钟频率f1、f2。即，以成为得到期望的分辨率δt的时钟频率f1、f2的方式设定目标频率tgf1、tgf2。例如，以成为n/tgf1＝m/tgf2的频率关系(n、m是2以上的相互不同的整数)的方式设定目标频率tgf1、tgf2。

根据以上的实施方式，根据基准时钟信号ckr将时钟信号clks的时钟频率f1控制为目标频率tgf1，将时钟信号clkf的时钟频率f2控制为目标频率tgf2。由此，能够降低由振荡电路60、70所具有的振荡特性(例如振荡频率的工艺偏差、温度特性、电源电压依赖性等)引起的时钟频率f1、f2的误差。如上述那样，时间测量的分辨率δt与时钟频率f1、f2的频率差|f1-f2|对应，因此，时钟频率f1、f2变得高精度化，由此，能够使分辨率δt高精度化。在本实施方式中，能够以高精度的分辨率δt测量从时间数字转换电路20的外部输入的(在任意的定时产生的)信号sta、stp的转变定时的时间差。

2.第1详细结构例

图2是时间数字转换电路的第1详细结构例。在图2中，相对于图1，调整电路40包含测量电路41(第1测量电路)、比较电路42(第1比较电路)以及控制电路43(第1控制电路)，调整电路50包含测量电路51(第2测量电路)、比较电路52(第2比较电路)以及控制电路53(第2控制电路)。此外，处理电路80包含计数器cnt1(第1计数器)和计数器cnt2(第2计数器)。另外，对与以上已经叙述的结构要素相同的结构要素标注同一标号，适当省略该结构要素的说明。

测量电路41根据基准时钟信号ckr来测量时钟频率f1。比较电路42对测量电路41测量的时钟频率f1与目标频率tgf1进行比较。控制电路43根据比较电路42的比较结果，输出对振荡电路60的振荡频率进行控制的控制数据fcs。测量电路51根据基准时钟信号ckr来测量时钟频率f2。比较电路52对测量电路51测量的时钟频率f2与目标频率tgf2进行比较。控制电路53根据比较电路52的比较结果，输出对振荡电路70的振荡频率进行控制的控制数据fcf。

在测量出的时钟频率f1、f2与目标频率tgf1、tgf2的比较中，可以对时钟频率f1、f2自身与目标频率tgf1、tgf2自身进行比较，也可以对对应于时钟频率f1、f2的参数与对应于目标频率tgf1、tgf2的参数进行比较。在图2中，时钟计数值cnts、cntf是对应于时钟频率f1、f2的参数，目标计数值tgs、tgf是对应于目标频率tgf1、tgf2的参数。比较电路42、52将频率(或者对应于频率的参数)的差分值或者大小关系的信息作为比较结果而输出。差分值是包含大小关系的信息和差分大小的信息的值。控制电路43、53根据频率的差分值或者大小关系的信息，生成用于对振荡电路60、70的振荡频率进行负反馈控制的控制数据fcs、fcf。

根据本实施方式，测量时钟频率f1、f2，进行时钟频率f1、f2与目标频率tgf1、tgf2的比较，并将基于其比较结果的控制数据fcs、fcf输出到振荡电路60、70，由此，能够以使时钟频率f1、f2成为目标频率tgf1、tgf2的方式对振荡电路60、70的振荡频率进行调整。

此外，在本实施方式中，通过序列控制来切换对振荡频率进行调整的第1模式(第1期间)和进行时间测量的第2模式(第2期间)。图3是对序列控制进行说明的时序图。以下，适当使用图3来进行说明。

在图2中，相对于图1，时间数字转换电路20还包含选择信号sta或者调整使能信号cen的选择器sls(第1选择器)、以及选择信号stp或者调整使能信号cen的选择器slf(第2选择器)。具体而言，选择器sls、slf根据模式设定信号mod来选择信号。调整使能信号cen例如是被固定为高电平(有效)的信号。

在第1模式(调整期间tadj)中，选择器sls选择调整使能信号cen并将其输出到振荡电路60，调整电路40对通过调整使能信号cen而开始振荡的振荡电路60的振荡频率进行调整。此外，选择器slf选择调整使能信号cen并将其输出到振荡电路70，调整电路50对通过调整使能信号cen而开始振荡的振荡电路70的振荡频率进行调整。

具体而言，如图3所示，在第1模式中，模式设定信号mod为低电平(第1逻辑电平)，选择器sls将高电平的调整使能信号cen作为信号slsq而输出，选择器slf将高电平的调整使能信号cen作为信号slfq而输出。振荡电路60将信号slsq作为振荡的使能信号而进行振荡动作。即，在信号slsq为高电平的期间，振荡电路60进行振荡。同样地，振荡电路70将信号slfq作为振荡的使能信号而进行振荡动作。即，在信号slfq为高电平的期间，振荡电路70进行振荡。在图3中，在被设定为第1模式的调整期间tadj，振荡电路60、70持续振荡，输出时钟信号clks、clkf。调整电路40、50在该调整期间tadj，对振荡电路60、70的振荡频率进行调整。

在第2模式(测量期间tmes)中，选择器sls选择信号sta并将其输出到振荡电路60，被输入信号sta的振荡电路60在信号sta的转变定时开始振荡并生成时钟信号clks。此外，选择器slf选择信号stp并将其输出到振荡电路70，被输入信号stp的振荡电路70在信号stp的转变定时开始振荡并生成时钟信号clkf。而且，处理电路80根据时钟信号clks和时钟信号clkf，将信号sta与信号stp的转变定时的时间差转换为数字值dq。

具体而言，如图3所示，在第2模式中，模式设定信号mod为高电平(第2逻辑电平)，选择器sls将信号sta作为信号slsq而输出，选择器slf将信号stp作为信号slfq而输出。当信号slsq(sta)从低电平变为高电平时，振荡电路60、70开始振荡。由此，在信号sta的转变定时，开始时钟信号clks的生成，在信号stp的转变定时，开始时钟信号clkf的生成。信号sta、stp例如是在脉冲信号的边沿(上升沿或者下降沿)从低电平变化为高电平，并到时间测量结束为止维持为高电平的信号。另外，调整电路40、50在第2模式中持续输出从第1模式切换为第2模式时的(在第1模式中最后求出的)控制数据fcs、fcf。

根据本实施方式，在第1模式中，选择器sls、slf选择调整使能信号cen，由此，振荡电路60、70持续生成时钟信号clks、clkf。另一方面，在第2模式中，选择器sls、slf选择信号sta、stp，由此，在信号sta、stp的转变定时，振荡电路60、70能够开始振荡。这样，通过序列控制切换振荡频率的调整与时间测量，由此，在第2模式中，能够利用在第1模式中被高精度地调整而得的时钟频率f1、f2来进行高精度的时间测量。

图4是对第1模式(调整期间tadj)中的时间数字转换电路的动作进行说明的时序图。以下，适当使用图4进行说明。

如图4所示，基准时钟计数器30对基准时钟信号ckr的时钟数进行计数，在作为对给定的时钟数进行计数的期间的计数使能期间tce输出有效的使能信号ena。测量电路41(第1时钟计数器)根据使能信号ena，在计数使能期间tce对时钟信号clks的时钟数进行计数，并输出时钟计数值cnts(第1时钟计数值)。测量电路51(第2时钟计数器)根据使能信号ena，在计数使能期间tce对时钟信号clkf的时钟数进行计数，并输出时钟计数值cntf(第2时钟计数值)。

具体而言，处理电路80的计数器cnt1对时钟信号clks进行分频并输出时钟信号clksd，测量电路41对该分频后的时钟信号clksd的时钟数进行计数。即，时钟计数值cnts是将计数使能期间tce的时钟信号clks的时钟数与分频比相乘而得的。同样地，处理电路80的计数器cnt2对时钟信号clkf进行分频并输出时钟信号clkfd，测量电路51对该分频后的时钟信号clkfd的时钟数进行计数。即，时钟计数值cntf是将计数使能期间tce的时钟信号clkf的时钟数与分频比相乘而得的。计数器cnt1、cnt2是在第2模式(测量期间tmes)中用于时间测量的计数器。在第1模式中，将该计数器cnt1、cnt2用作分频器。另外，对时钟信号clks、clkf的时钟数进行计数的结构不限于此。例如，可以将时钟信号clks、clkf输入到测量电路41、51，测量电路41、51将计数使能期间tce的时钟信号clks、clkf的时钟数作为时钟计数值cnts、cntf而输出。

根据本实施方式，在根据基准时钟信号ckr而规定的计数使能期间tce，对时钟信号clks、clkf的时钟数进行计数，由此，能够以基准时钟信号ckr的频率为基准来测量时钟频率f1、f2。即，计数使能期间tce的时钟信号clks、clkf的时钟数依赖于时钟频率f1、f2，由此，能够将该时钟数用作时钟频率f1、f2的测量结果。

此外，在本实施方式中，比较电路42(第1差分器)求出时钟计数值cnts与对应于目标频率tgf1的目标计数值tgs(第1目标计数值)的差分值，输出差分值dfqs(第1差分值)。控制电路43具有对差分值dfqs进行积分并输出积分值ints(第1积分值)的第1积分器。控制电路43根据积分值ints来输出对振荡电路60的振荡频率进行控制的控制数据fcs。同样地，比较电路52(第2差分器)求出时钟计数值cntf与对应于目标频率tgf2的目标计数值tgf(第2目标计数值)的差分值，输出差分值dfqf(第2差分值)。控制电路53具有对差分值dfqf进行积分并输出积分值intf(第2积分值)的第2积分器。控制电路53根据积分值intf来输出对振荡电路70的振荡频率进行控制的控制数据fcf。目标计数值tgs、tgf例如通过寄存器设定(例如图13的寄存器电路16)从包含时间数字转换电路20的电路装置的外部来进行设定。

具体而言，控制电路43包含加法器44、延迟电路45以及增益乘法电路46。延迟电路45使积分值ints延迟1个动作时钟(1个离散时间)，加法器44将该延迟后的积分值ints与差分值dfqs相加并输出积分值ints。第1积分器由加法器44和延迟电路45构成。增益乘法电路46将积分值ints乘以给定的增益并输出控制数据fcs。同样地，控制电路53包含加法器54、延迟电路55以及增益乘法电路56。延迟电路55使积分值intf延迟1个动作时钟(1个离散时间)，加法器54将该延迟后的积分值intf与差分值dfqf相加并输出积分值intf。第2积分器由加法器54和延迟电路55构成。增益乘法电路56将积分值intf乘以给定的增益并输出控制数据fcf。另外，可以省略增益乘法电路46、56而将积分值ints、intf作为控制数据fcs、fcf而输出。

例如图4所示，在计数使能期间tce对时钟信号clks进行计数而得的时钟计数值cnts为“98”，目标计数值tgs为“100”。在该情况下，差分值dfqs为“-2”。此外，在计数使能期间tce对时钟信号clkf进行计数而得的时钟计数值cntf例如为“104”，目标计数值tgf例如为“101”。在该情况下，差分值dfqf为“+3”。通过反复进行这样的测量，得到时间序列的差分值dfqs、dfqf，第1、第2积分器对该时间序列的差分值dfqs、dfqf进行积分，由此，生成时间序列的控制数据fcs、fcf。利用该时间序列的控制数据fcs、fcf对振荡电路60、70的振荡频率进行控制，由此，时钟信号clks、clkf的时钟频率f1、f2收敛于目标频率tgf1、tgf2。

根据本实施方式，比较电路42、52输出时钟计数值cnts、cntf与目标计数值tgs、tgf的差分值dfqs、dfqf，控制电路43、53对差分值dfqs、dfqf进行积分并生成控制数据fcs、fcf，由此，能够以使时钟频率f1、f2成为目标频率tgf1、tgf2的方式进行反馈控制。

此外，在本实施方式中，在图13中，如后述那样，电路装置10能够包含时间数字转换电路20和接口电路14。接口电路14从电路装置10的外部(例如处理装置)接收用于设定进行时间测量的模式的模式设定信号mod。而且，时间数字转换电路20根据模式设定信号mod而从第1模式转变为第2模式。例如，模式设定信号mod作为寄存器写入信号而被接收。或者，作为指定模式的命令信号而被接收。或者，模式设定信号mod可以是从电路装置10的端子输入并通过逻辑电平来指示模式的端子设定信号。

根据本实施方式，能够通过从包含时间数字转换电路20的电路装置10的外部输入的模式设定信号mod来开始时间测量。例如，在电路装置10的外部的处理装置等对时间测量期间(产生信号sta、stp的期间)进行控制的应用程序中，该处理装置等能够对时间数字转换电路20的序列进行控制以使其进行时间测量。而且，在不进行该时间测量的期间，能够对振荡电路60、70的振荡频率进行调整，使时钟频率f1、f2高精度化。

另外，序列控制的方法不限于上述那样的来自外部的控制。例如，可以是，电路装置包含控制电路，该控制电路进行切换第1模式与第2模式的序列控制。

3.第2详细结构例

图5是时间数字转换电路的第2详细结构例。在图5中，相对于图1，时间数字转换电路20包含复制振荡电路65(第1复制振荡电路)和复制振荡电路75(第2复制振荡电路)。此外，调整电路40包含测量电路41、比较电路42以及控制电路43，调整电路50包含测量电路51、比较电路52以及控制电路53。另外，对与以上已经叙述的结构要素相同的结构要素标注同一标号，适当省略该结构要素的说明。

复制振荡电路65是振荡电路60的复制电路，生成复制时钟信号rcks(第1复制时钟信号)。复制振荡电路75是振荡电路70的复制电路，生成复制时钟信号rckf(第2复制时钟信号)。

复制电路是对振荡电路60、70进行复制而得的电路，是与振荡电路60、70基本上采用相同结构的电路。复制振荡电路65在时间测量时也继续振荡(即始终振荡)，以与振荡电路60相同的振荡频率进行振荡，并输出与时钟频率f1相同频率的复制时钟信号rcks。同样地，复制振荡电路75在时间测量时也继续振荡(即始终振荡)，以与振荡电路70相同的振荡频率进行振荡，并输出与时钟频率f2相同频率的复制时钟信号rckf。

调整电路40根据基准时钟信号ckr来测量复制时钟信号rcks的频率，由此，测量时钟频率f1，以使复制时钟信号rcks的频率成为目标频率tgf1的方式对复制振荡电路65的振荡频率进行调整。调整电路50根据基准时钟信号ckr来测量复制时钟信号rckf的频率，由此，测量时钟频率f2，以使复制时钟信号rckf的频率成为目标频率tgf2的方式对复制振荡电路75的振荡频率进行调整。

复制振荡电路65是振荡电路60的复制电路，因此，以使复制时钟信号rcks的频率成为目标频率tgf1的方式对复制振荡电路65的振荡频率进行调整，由此，能够以使时钟频率f1成为目标频率tgf1的方式对振荡电路60的振荡频率进行调整。即，将对复制振荡电路65的振荡频率进行控制的控制数据fcs输入到振荡电路60，由此，将振荡电路60的振荡频率调整为与复制振荡电路65的振荡频率相同(包含大致相同)的频率。同样地，复制振荡电路75是振荡电路70的复制电路，因此，以使复制时钟信号rckf的频率成为目标频率tgf2的方式对复制振荡电路75的振荡频率进行调整，由此，能够以使时钟频率f2成为目标频率tgf2的方式对振荡电路70的振荡频率进行调整。即，将对复制振荡电路75的振荡频率进行控制的控制数据fcf输入到振荡电路70，由此，将振荡电路70的振荡频率调整为与复制振荡电路75的振荡频率相同(包含大致相同)的频率。

此外，在本实施方式中，在测量时间差的测量期间，调整电路40停止对复制振荡电路65的振荡频率进行控制的控制数据fcs的更新。在测量期间，调整电路50停止对复制振荡电路75的振荡频率进行控制的控制数据fcf的更新。

测量期间是至少测量1次信号sta与信号stp的转变定时的时间差的期间。例如是从等待信号sta和信号stp的状态直至解除该等待状态为止的期间。等待状态例如是振荡电路60、70的动作使能(例如在图8中，end＝h)的状态、或者、处理电路80进行测量(例如在图6、图7中，qp＝h(无效))的状态。

调整电路40、50按照时间序列来测量复制时钟信号rcks、rckf的频率，由此，按照时间序列更新控制数据fcs、fcf。此时，控制电路43、53预先保存(存储)测量期间之前的控制数据fcs、fcf，并在测量期间输出该保存的控制数据fcs、fcf。例如，保存时间序列的控制数据fcs、fcf中的、紧接着测量期间之前的控制数据fcs、fcf。

根据本实施方式，在测量期间不更新对振荡电路60、70的振荡频率进行控制的控制数据fcs、fcf，因此，在测量期间，能够抑制时钟频率f1、f2的变动。由此，在测量期间，能够抑制时间测量的分辨率δt的变动，使时间数字转换电路高性能化(例如，降低分辨率δt的偏差)。

此外，在本实施方式中，测量电路41根据使能信号ena，在计数使能期间tce对复制时钟信号rcks的时钟数进行计数，并输出时钟计数值cnts。测量电路51根据使能信号ena，在计数使能期间tce对复制时钟信号rckf的时钟数进行计数，并输出时钟计数值cntf。

根据本实施方式，在根据基准时钟信号ckr而规定的计数使能期间tce，对复制时钟信号rcks、rckf的时钟数进行计数，由此，能够以基准时钟信号ckr的频率为基准来测量复制时钟信号rcks、rckf的频率。复制时钟信号rcks、rckf的频率与时钟频率f1、f2相同(包含大致相同)，因此，能够将该时钟数用作时钟频率f1、f2的测量结果。

此外，在本实施方式中，比较电路42求出时钟计数值cnts与对应于目标频率tgf1的目标计数值tgs(第1目标计数值)的差分值，输出差分值dfqs。控制电路43具有对差分值dfqs进行积分并输出第1积分值的第1积分器。控制电路43根据第1积分值，输出对振荡电路60和复制振荡电路65的振荡频率进行控制的控制数据fcs。同样地，比较电路52求出时钟计数值cntf与对应于目标频率tgf2的目标计数值tgf的差分值，输出差分值dfqf。控制电路53具有对差分值dfqf进行积分并输出第2积分值的第2积分器。控制电路53根据第2积分值，输出对振荡电路70和复制振荡电路75的振荡频率进行控制的控制数据fcf。另外，控制电路43、53能够与图2的控制电路43、53同样地构成。

根据本实施方式，比较电路42、52输出时钟计数值cnts、cntf与目标计数值tgs、tgf的差分值dfqs、dfqf，控制电路43、53对差分值dfqs、dfqf进行积分并生成控制数据fcs、fcf。由此，能够以使复制时钟信号rcks、rckf的频率和时钟频率f1、f2成为目标频率tgf1、tgf2的方式进行反馈控制。

4.处理电路

图6是处理电路的详细结构例。图7是对处理电路的动作进行说明的时序图。如图6所示，处理电路80包含相位比较电路phd、计数器cnt1(第1计数器)、计数器cnt2(第2计数器)以及运算电路86。

相位比较电路phd进行时钟信号clks与时钟信号clkf之间的相位比较。计数器cnt1对时钟信号clks的时钟数进行计数，并输出其计数值cts(第1计数值)。计数器cnt2对时钟信号clkf的时钟数进行计数，并输出其计数值ctf(第2计数值)。运算电路86根据计数值cts、ctf来求出时间差的数字值dq。

具体而言，相位比较电路phd对时钟信号clks的边沿定时(转变定时。例如上升沿的定时)与时钟信号clkf的边沿定时(转变定时。例如上升沿的定时)进行比较，并将比较结果作为相位比较结果信号qp而输出。例如，当时钟信号clks的边沿定时在时钟信号clkf的边沿定时之前时，相位比较结果信号qp为高电平(无效)。当时钟信号clkf的边沿定时在时钟信号clks的边沿定时之前时，相位比较结果信号qp为低电平(有效)。在相位比较结果信号qp变为低电平之后，振荡电路60、70的振荡停止，计数器cnt1、cnt2的计数动作停止。计数值cts、ctf是该计数动作停止之后的(时钟信号clks、clkf的边沿前后交替时的)计数值。

使用图7对求出时间差(数字值dq)的运算的一例进行说明。如图7所示，取得相位比较电路phd的相位比较结果信号qp的下降沿(转变定时)处的计数值cts(＝n1)和计数值ctf(＝n2)。当设时钟信号clks的周期为δt1(＝1/f1)，设时钟信号clkf的周期为δt2(＝1/f2)时，其差分为分辨率δt＝|δt1-δt2|。时钟频率f1、f2例如通过寄存器设定(例如图13的寄存器电路16)等来设定，其设定值被输入到运算电路86。当设n3＝n1-n2时，运算电路86通过n3×δt1+n2×δt来求出信号sta与信号stp的转变定时的时间差。在图7的例子中，n1＝5、n2＝4、n3＝1，因此，时间差为δt1+4×δt。另外，运算电路86由逻辑电路构成。

根据以上的实施方式，通过进行时钟信号clks与时钟信号clkf之间的相位比较，能够检测时钟信号clks的边沿与时钟信号clkf的边沿的前后交替。而且，能够根据该交替之前的时钟信号clks与时钟信号clkf的时钟数来求出信号sta与信号stp的转变定时的时间差。

另外，时间差的运算方法不限于上述情况。例如，可以如以下的变形例那样，使用时钟频率f1、f2的测量结果，求出时间差。

在变形例中，运算电路86根据调整电路40对时钟频率f1的测量结果和调整电路50对时钟频率f2的测量结果，求出时间测量的分辨率，并使用该分辨率来求出时间差的数字值dq。具体而言，通过下式(1)～(3)来求出时间差tdf。

tdf＝n3×δt1’+n2×δt’···(1)

δt’＝(cntr/fr)×(1/cnts-1/cntf)···(2)

δt1’＝(cntr/fr)×(1/cnts)···(3)

如上所述，n3＝n1-n2＝cts-ctf。此外，cntr是对应于计数使能期间tce(使能信号ena为有效的期间)的基准时钟信号ckr的时钟数。此外，fr是基准时钟信号ckr的时钟频率。时钟数cntr和时钟频率fr例如通过寄存器设定(例如图13的寄存器电路16)等来设定，其设定值被输入到运算电路86。时钟计数值cnts、cntf对应于时钟频率f1、f2的测量结果，并被从测量电路41、51输入到运算电路86。

根据本变形例，为了对时钟频率f1、f2进行控制而测量时钟频率f1、f2，因此，通过使用其测量结果，能够得知时间测量时的实际的时钟频率f1、f2。而且，通过根据该测量出的时钟频率f1、f2来求出分辨率，能够进行基于实际的时钟频率f1、f2的准确的时间测量。

5.振荡电路、复制振荡电路

图8是振荡电路的详细结构例。另外，在图8中，以振荡电路60为例进行说明，但振荡电路70也采用同样的结构。即，在图8中，可以将信号sta替换为信号stp，将时钟信号clks替换为时钟信号clkf。

振荡电路60是环形振荡器。振荡电路60包含“与非”电路na1～na5和可变电容电路vcp1～vcp5。可变电容电路vcp1与“与非”电路na1的输出节点连接。同样地，可变电容电路vcp2～vcp5分别与“与非”电路na2～na5的输出节点连接。“与非”电路na5的输出信号是时钟信号clks，该输出信号被反馈到“与非”电路na1的第1输入节点和第2输入节点。向“与非”电路na2的第1输入节点输入信号end，向第2输入节点输入“与非”电路na1的输出信号。在后文叙述信号end。向“与非”电路na3的第1输入节点和第2输入节点输入“与非”电路na2的输出信号，向“与非”电路na4的第1输入节点和第2输入节点输入“与非”电路na3的输出信号。向“与非”电路na5的第1输入节点输入信号sta，向第2输入节点输入“与非”电路na4的输出信号。另外，振荡环路所包含的“与非”电路的数量不限于5个，只要是奇数个即可。

另外，复制振荡电路65、75也采用与图8相同的结构。在复制振荡电路65、75中，替代图8的信号end、sta而输入高电平(例如固定为高电平)的信号。

图9是对进行图3那样的序列控制的情况下的信号end的生成方法进行说明的图。如图9所示，时间数字转换电路20包含选择器sle。选择器sle根据模式设定信号mod，在第1模式中选择调整使能信号cen(高电平的信号)，在第2模式中选择相位比较结果信号qp，并将该选择的信号作为信号end而输出到振荡电路60、70。因此，在第1模式中，振荡电路60、70持续振荡，在第2模式中，在相位比较结果信号qp变化为低电平时，振荡电路60、70停止振荡。

另外，在使用图5那样的复制振荡电路的情况下，相位比较结果信号qp作为信号end而被输入到振荡电路60、70。

图10是可变电容电路的第1结构例。另外，在图10中，以可变电容电路vcp1为例进行说明，但可变电容电路vcp2～vcp5也采用同样的结构。即，在图10中，可以将“与非”电路na1替换为“与非”电路na2～na5。

可变电容电路vcp1包含晶体管tr1～tr32(例如p型mos晶体管)。晶体管tr1～tr32的栅极与“与非”电路na1的输出节点连接。向晶体管tr1的源极和漏极输入比特信号fcs[0]。同样地，向晶体管tr2～tr32的源极和漏极分别输入比特信号fcs[1]～fcs[31]。比特信号fcs[0]～fcs[31]是控制数据fcs[31：0]的各比特的信号。控制数据fcs[31：0]与图1等的控制数据fcs对应。

在晶体管tr1～tr32中，在输入到源极和漏极的比特信号为低电平的情况和高电平的情况之间，栅极-源极间(栅极-漏极间)的电容值发生变化。当“与非”电路na1的负载(输出节点的电容)发生变化时，环形振荡器的振荡频率发生变化，因此，能够利用控制数据fcs[31：0]对振荡电路60的振荡频率进行控制。例如，晶体管tr1～tr32是相同尺寸的晶体管。在该情况下，控制数据fcs[31：0]是所谓的温度计代码，按照比特信号fcs[1]～fcs[31]中的、高电平的比特信号的数量对振荡频率进行控制。

图11是可变电容电路的第2结构例。另外，在图11中，以可变电容电路vcp1为例进行说明，但可变电容电路vcp2～vcp5也采用同样的结构。

可变电容电路vcp1是利用电压对电容进行可变地控制的可变电容元件(例如，可变电容二极管等)。振荡电路60包含对控制数据fcs[31：0]进行d/a转换并输出电压daq的d/a转换电路61、以及对电压daq进行低通滤波处理并输出控制电压lpq的低通滤波器62。可变电容电路vcp1的电容值被控制电压lpq控制。另外，d/a转换电路61、低通滤波器62被公共地设置于可变电容电路vcp1～vcp5。

6.控制电路的变形例

图12是控制电路的变形例。在图12中，示出了对振荡频率进行pid控制的情况下的控制电路的结构例。另外，在图12中，以控制电路43为例进行了说明，但控制电路53也采用同样的结构。即，在图12中，可以将差分值dfqs替换为差分值dfqf，将控制数据fcs替换为控制数据fcf。

控制电路43包含增益乘法电路ga1～ga3、积分器ina、微分器dfa以及加法器47。增益乘法电路ga1将差分值dfqs乘以第1增益。同样地，增益乘法电路ga2、ga3分别将差分值dfqs乘以第2、第3增益。积分器ina对增益乘法电路ga1的输出值进行积分。微分器dfa对增益乘法电路ga2的输出值进行微分。加法器47将积分器ina的输出值、微分器dfa的输出值以及增益乘法电路ga3的输出值相加并输出控制数据fcs。

7.电路装置、物理量测量装置

图13是包含时间数字转换电路的电路装置以及包含电路装置的物理量测量装置的结构例。物理量测量装置400包含振荡元件xtal和电路装置10。

振荡元件xtal例如是压电振子。具体而言，振荡元件例如是石英振子。作为石英振子，例如是切角为at切或sc切等的厚度剪切振动的石英振子。例如振荡元件可以是内置在具有恒温槽的恒温槽型石英振荡器(ocxo)中的振子、或者内置在不具有恒温槽的温度补偿型石英振荡器(tcxo)中的振子、或者内置在简单封装石英振荡器(spxo)中的振子等。此外，作为振荡元件，可以采用saw(surfaceacousticwave：表面声波)谐振器以及使用硅基板而形成的作为硅制振子的mems(microelectromechanicalsystems：微电子机械系统)振子等。

电路装置10例如由集成电路装置(半导体电路装置)构成。电路装置10包含振荡电路101、时间数字转换电路20、接口电路14以及寄存器电路16。另外，电路装置不限于图13的结构。例如，振荡电路101可以设置于电路装置的外部。即，振荡元件xtal和振荡电路101可以构成为振荡器，来自该振荡器的基准时钟信号ckr被输入到电路装置。

振荡电路101使用振荡元件xtal来生成时钟频率fr(基准时钟频率)的基准时钟信号ckr。具体而言，振荡电路101使振荡元件xtal振荡而生成振荡信号，并根据该振荡信号而生成基准时钟信号ckr。例如，振荡电路101对振荡信号进行缓冲而输出基准时钟信号ckr。或者，对振荡信号进行分频而输出基准时钟信号ckr。振荡电路101例如是在双极晶体管的基极-发射极或者集电极-基极间的反馈环路中连接有振荡元件的皮尔斯型的振荡电路。或者是在奇数级的反相器(逻辑反转电路)的输入输出间的反馈环路中连接有振荡元件的振荡电路。

时间数字转换电路20使用基准时钟信号ckr对时钟信号clks、clkf的时钟频率f1、f2进行调整，并使用该时钟信号clks、clkf将信号sta与信号stp的转变定时的时间差转换为数字值dq。

信号sta与信号stp的转变定时的时间差是信号sta与信号stp的边沿间(例如上升沿间或者下降沿间)的时间差。例如在tof(timeofflight：飞行时间)方式的距离测量装置中，在发光部将照射光(例如激光)射出到对象物(例如车周围的物体)的定时，信号sta的信号电平转变，在受光部接受到来自对象物的反射光的定时，信号stp的信号电平转变。例如通过对受光信号进行波形整形而生成信号stp。这样，能够将与对象物的距离作为物理量而测量，例如能够用于车的自动驾驶或机器人的动作控制等。

或者，在超声波测量装置中，在探针将发送声波(例如超声波)发送到对象物(例如活体)的定时，信号sta的信号电平转变，在探针从对象物接收到接收声波的定时，信号stp的信号电平转变。例如通过对接收信号进行波形整形而生成信号stp。这样，能够与将对象物的距离等作为物理量而测量，例如能够利用超声波来测量活体信息等。

接口电路14进行电路装置10与外部(例如处理装置)之间的通信。例如由spi方式或i2c方式等的串行接口电路构成接口电路14。接口电路14将时间数字转换电路20测量的时间的数字值dq发送到电路装置10的外部。此外，接口电路14从电路装置10的外部接收对电路装置10的动作进行设定的各种设定信息(例如模式设定信号mod等)。设定信息例如被写入到寄存器电路16中。

图14是物理量测量装置的第2结构例。图14的物理量测量装置400包含发光部410(光源)、向发光部410输出发光控制信号psta的处理装置430(处理器。例如cpu等)、接受来自对象物的反射光的受光部420(受光传感器)以及电路装置10。

发光部410根据来自处理装置430的发光控制信号psta而发光，发光控制信号psta作为信号sta而被输入到电路装置10，受光部420的受光信号作为信号stp而被输入到电路装置10。这样，能够实现将与对象物的距离作为物理量而测量的tof方式的距离测量装置。另外，处理装置430可以设置于物理量测量装置400的外部，从该外部的处理装置430向物理量测量装置400输入发光控制信号psta(信号sta)。

8.电子设备、移动体

图15是包含本实施方式的时间数字转换电路(电路装置、物理量测量装置)的电子设备的结构例。该电子设备500包含具有电路装置10和振荡元件xtal的物理量测量装置400以及处理部520。此外，也能够包含通信部510、操作部530、显示部540、存储部550以及天线ant。

作为电子设备500，例如能够设想对距离、时间、流速或流量等物理量进行计测的计测设备、测量活体信息的活体信息测量设备(超声波测量装置、脉搏计、血压测量装置等)、车载设备(自动驾驶用的设备等)、基站或路由器等网络关联设备。此外，能够设想头部佩戴式显示装置、时钟关联设备等可穿戴设备、机器人、打印装置、投影装置、携带信息终端(智能手机等)、发布内容的内容提供设备、或者数字照相机或摄像机等影像设备等。

通信部510(无线电路)进行经由天线ant从外部接收数据或向外部发送数据的处理。处理部520(处理电路)进行电子设备500的控制处理、经由通信部510收发的数据的各种数字处理等。处理部520的功能例如能够通过微型计算机等处理器来实现。操作部530是用于供用户进行输入操作的部分，能够通过操作按钮、触摸面板显示器等来实现。显示部540显示各种信息，能够通过液晶或有机el等显示器来实现。存储部550是存储数据的部分，其功能能够通过ram、rom等半导体存储器或hdd(硬盘驱动器)等来实现。

图16是包含本实施方式的时间数字转换电路(电路装置、物理量测量装置)的移动体的例子。本实施方式的时间数字转换电路(电路装置、物理量测量装置)能够组装至例如车、飞机、摩托车、自行车、机器人或船舶等各种移动体。移动体例如是具有发动机、马达等驱动机构、方向盘或舵等转向机构以及各种电子设备(车载设备)并在地上、天空、海上移动的设备/装置。图16概要地示出作为移动体的具体例的汽车206。在汽车206中组装有包含本实施方式的时间数字转换电路20的物理量测量装置(未图示)。控制装置208根据由该物理量测量装置测量的物理量信息进行各种控制处理。例如，在测量了汽车206周围的物体的距离信息作为物理量信息的情况下，控制装置208使用测量出的距离信息进行用于自动驾驶的各种控制处理。控制装置208例如根据车体207的姿势，控制悬架的软硬，或控制各个车轮209的制动。另外，组装有本实施方式的时间数字转换电路20(电路装置、物理量测量装置)的设备不限于这样的控制装置208，能够组装到设置在汽车206或机器人等移动体中的各种设备。

另外，如上述那样对本实施方式详细进行了说明，但是，本领域技术人员能够容易理解，可以实施不实质上脱离本发明的新事项和效果的多个变形。因此，这样的变形例全部包含于本发明的范围。例如，关于在说明书或附图中至少一次与更广义或同义的不同用语一起记载的用语，能够在说明书或附图的任意位置置换为该不同用语。此外，本实施方式和变形例的全部组合也包含于本发明的范围。此外，时间数字转换电路、电路装置、电子设备或者移动体的结构和动作等也不限于本实施方式中说明的情况，能够实施各种变形。