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一种高精度时间间隔测量电路的设计
文献摘要：
针对当前时间间隔测量存在精度低、分辨率低、测量时间间隔范围小的问题,本文设计了一种高精度、高分辨率的时间间隔测量电路.通过6个D触发器构成的组合逻辑电路和时序逻辑电路,将待测时间间隔t拆分为大于时钟周期的大时间间隔t12与小于时钟周期的小时间间隔t1和t2.FPGA在外部时钟的驱动下,采用直接计数法由内部计数器直接计数获取计数值Q,并与时钟周期相乘计算得到t12;采用时间-幅度转换法,将t1和t2作为高速开关的开断信号来控制电容的放电时间,实现了时间测量转换为模拟电压测量;使用16 bit高分辨率的ADC对电容放电前后的电压进行采集,结合电容放电前后的压差和恒流源下电容放电公式可得高分辨率的t1和t2;最后将测量的t1,t2和t12传给上位机计算可得待测时间间隔t.理论分析和实验测量结果表明,电路时间间隔测量范围可达到106 s,分辨率优化到1.5 ps,测量精度达到10 ps.
文献关键词：
时间-数字转换;FPGA;高精度;时间-幅度转换;直接计数法;时间间隔
中图分类号：
作者姓名：
赵雪鹏;苏淑靖;高媛
作者机构：
中北大学 省部共建动态测试技术国家重点实验室,山西 太原 030051;军委装备发展部某中心,北京 100034
文献出处：
引用格式：
[1]赵雪鹏;苏淑靖;高媛-.一种高精度时间间隔测量电路的设计)[J].中北大学学报（自然科学版）,2022(03):273-280
A类：
B类：
时间间隔测量,测量电路,触发器,组合逻辑电路,时序逻辑电路,拆分,大时间,t12,小时间,t2,FPGA,外部时钟,直接计数法,计数器,相乘,转换法,开断,时间测量,模拟电压,电压测量,bit,ADC,压进,压差,恒流源,传给,上位机,实验测量,测量范围,ps,测量精度
AB值：
0.314049
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