超音波パルス法を使う際の時間計測について

質問

実験で以下のような説明文がありました。
「送信パルスと受信された信号間の時間は10µsのオーダーであり、これをnsの桁まで測るのに工夫をしてある。1kHzの繰り返しで送信パルスが出され、1秒間、すなわち1000回分の時間の和を表示する。時間を測る基準パルスは10MHzであり、送信パルスを送るタイミングを1000回でちょうど0.1µｓずらしてある。このようにして、0.1µｓの基準クロックを用いながら±1nsで時間間隔を計測表示している。」

基準パルスを用いて送信パルスをずらすことによって、基準パルスの周期よりも短い時間間隔を計測しているというのは分かるのですが、具体的にどうして送信パルスをずらすとナノ秒までの計測が出来るのか、その仕組みが良く分かりません。
かなり簡単な事なのかもしれませんが、どうしても理解不能です。もう少し分かりやすく説明していただける方、お待ちしています。

回答No.1

tadys · ベストアンサー

等価サンプリング法を使えばサンプリング周波数より高い周波数の信号を情報を損なうことなくサンプリングする事が出来ます。

良く、サンプリング定理により信号の最高周波数の２倍以上のサンプリング周波数が必要と言う人がいますが、これは正しくありません。
正しくは「信号の帯域幅の２倍超のサンプリング周波数が必要」なのです。
例えば信号の周波数範囲が100MHz～101MHzであれば、2MHz超のクロックでサンプリングしても元の情報は再現できます。（原理的には）

さて、元の質問に戻ると、等価サンプリング法はオシロスコープなどで使用されています。
参考URLには、サンプリングクロックの位相を変えることでサンプリングクロックよりも細かい分解能を得る方法が書いてあります。
信号の位相を変える場合も、送信パルスを基準に取れば同じことになります。

参考URL：

http://www.yokogawa.co.jp/tm/TI/keimame/ad1/ad1_10.htm

お礼

大変分かりやすい説明、ありがとうございました。