基于SAWF的亚皮秒级时间间隔测量

高精度时间间隔测量在通信、雷达、卫星等领域都具有十分重要的意义,为进一步提高时间间隔的测量精度,研究了一种基于声表面波滤波器作为时间内插器的亚皮秒级时间间隔测量方法.该方法由脉冲信号激励声表面波滤波器产生窄带信号,经采样、插值重建后,通过互相关算法获取待测的时间间隔,首先通过仿真分析声表面波滤波器的中心频率、采样频率、信噪比等关键参数对测量精度的影响;然后优化系统参数,提供一种低成本、易实现的解决方案;最后开展实验验证.测试结果表明,采用中心频率为70 MHz的声表面波滤波器,采样频率只需200 MHz,时间间隔的测量精度就可优于1.00 ps(标准差).

应用于光通信网络的高精度双频时间间隔测量方法

为了解决传统的时间间隔测量方法受到时钟分辨率和硬件成本高的限制,提出了一种双频时间间隔测量方法。该方法通过在接收机处对接收到的时钟信号进行相位扰动或等效相位扰动,使得接收到的时钟信号在一个待测信号周期内具有确定的相位概率分布。然后,通过多次采样和统计计算,消除了由低时钟分辨率引起的读数误差。仿真和实验结果表明,双频时间间隔测量方法的测量误差为0.06 ns,达到了亚纳秒级的测量精度,突破了时钟分辨率的限制。

基于MS1022的时间间隔测量系统设计

借助高精度时间测量芯片MS1022,设计出一套高精度的时间间隔测量系统。通过对电平转换器的传播延迟的测量,验证了该系统的准确性和可行性。在集成电路的传播延迟的自动化测量方面,该系统可有效地提高测量精度和测量效率。

精密时间间隔测量仪数据校准和不确定度测试

本文分析了精密时间间隔测量仪误差来源,并提出了处理方法。利用固定时间间隔测量法和比较法对精密时间间隔测量仪,分别在短量程和长量程两种情况进行数据校准,确保精密时间间隔测量仪的测量不确定度在10ns～100ms的测量范围都控制到1ns以内。以脉冲信号发生器为标准,与特定示波器的测量不确定度进行对比,给出被测时间间隔小于1μs时和大于10μs时两种仪器的不确定度差异,并分析产生的原因。

高精度时间间隔测量方法的研究

为了解决传统时间间隔测量方法中测量精度高与测量时间长之间的矛盾,本文提出相位时间间隔测量方法,将待测脉冲的时间转换为与之对应的相位,再通过运算就可以得到待测脉冲的时间值。经理论分析和计算机实验仿真,表明此方法能够解决测量精度高与测量时间长之间的矛盾,同时克服了传统时间间隔测量方法的测量原理误差。而且合理选择模数转换器的位数,可使测量精度达到飞秒级。

脉冲激光测距系统中高精度时间间隔测量模块的研究

时间间隔的测量精度对脉冲激光测距系统的测量精度起决定作用.为此研制了一高精度时间间隔测量模块,该模块基于专用时间数字转换芯片开发,采用延迟线插入法技术,最大测量时间可高达200m s,测时分辨率最高可达125ps,对应测距分辨率18.75mm,适用于远距离的测量.给出了硬件和软件设计方法以及模块的测试结果.

高精度时间间隔测量仪的研制

设计了一种新的时钟插入技术以实现高分辨率的时间间隔测量仪。该时钟插入技术利用信号在传输时会有稳定的,规律的延迟特点,用一段传输线对时钟信号延迟,在传输线上根据设计分辨率的大小设置一些离散的检测点,用D触发器完成对延迟后的时钟信号与被测时间间隔开始或者结束信号的重合检测,根据重合点出现的位置推算出时钟信号与被测时间间隔开始或者结束信号的时差大小。采用FPGA芯片EP2C5Q204和上述时钟插入技术实现了一个高精度时间间隔测量仪。实验结果表明基于传输延迟的时钟插入技术具有分辨率高,温度稳定性高,抗干扰能力强,容易制造的特点。实现的时间间隔测量仪具有实现简单,稳定性好等优点。

光子计数成像激光雷达时间间隔测量系统研究

光子计数成像激光雷达需要测量一个激光主波和与之对应的多个回波之间的时间间隔,并具有高精度.采用延迟线插入法时间间隔测量技术,研制了具有27ps分辨率的多脉冲时间间隔测量系统,介绍了系统的软硬件结构及工作流程,测试了精度和线性度等指标,实验结果表明系统精度达到80ps,线性度良好.

脉冲激光测距中高速精密时间间隔测量研究

在脉冲激光测距系统中,设计实现了基于FPGA和TDC-GP21的高速精密时间间隔测量系统。采用TDC-GP21的高精度测量模式,配置TDC-GP21完成了时间间隔测量,通过校准测量对测量结果进行补偿修正,提高了系统的测量精度;设计了多级嵌套状态机实现高速SPI通信,减小了系统单次测量周期;分析了影响测量精度的因素,比较分析了3种时刻鉴别方法的漂移误差,设计了高通阻容时刻鉴别模块,减小了系统的非线性误差。实验分别进行了基于FPGA脉冲信号的时间间隔测量和激光测距试验,对比验证了系统的测量误差,分析了系统在测量区间的线性度。实验结果表明,系统可以实现高速稳定测量,线性度良好,重复测量频率达1kHz,测量精度在±100ps内。

脉冲激光测距时间间隔测量及误差分析

在脉冲激光测距时间间隔测量系统中,传统的数字时钟计数法受限于计数时钟的频率,测量精度不高。由于模拟插入法具有测量范围大、线性好、测量精度高的优点,广泛应用于脉冲激光测距时间间隔测量系统中。介绍了模拟插入法时间间隔测量的原理,设计了其测量系统及相应的测试电路。利用该系统进行了实验研究,达到了100ps的时间间隔测量精度,对应于1.5cm的测距精度。最后,进行了测量误差分析。

基于内插采样技术的高精度时间间隔测量方法

针对当前时间间隔测量方法中存在的问题,提出了一种基于内插采样技术的高精度时间间隔测量方法。该方法将对原理误差的测量转变为对基准信号相位的测量,完全克服了传统时间间隔测量方法的测量原理误差,并且解决了测量范围与测量精度的矛盾,能够完成实时测量。理论分析与计算机仿真结果均表明该方法是切实可行的。

脉冲激光雷达的时间间隔测量综述

文中阐述了脉冲激光雷达测距的原理 ,并综述了其核心技术——脉冲飞行时间测量技术及其最新进展。详细介绍了数字插入测量法的原理与其三种不同的插入方法 :延迟线法、模拟插入法和差频测相法 。

基于编码信号时间内插的高精度时间间隔测量方法

受测量方法和器件性能的制约,对单次测量精度达到亚皮秒(<1 ps)量级的事件计时技术的研究是一个亟待解决的难题。提出了一种新的高精度时间间隔测量方法,利用声表面波编码器件作为时间内插器,将时间内插法和编码信号自相关函数的高信噪比特性相结合,并利用一种完全有别于传统的时域互相关对时延进行测量的算法,从而可以大幅提高时间间隔测量的精度。实验结果表明,当时间内插信号采用带宽40 MHz、时宽5μs、中心频率150 MHz的线性调频信号时,可以获得0.48 ps测量精度。该方法是一种可靠、稳定、实用的高精度时间间隔测量方法,单次测量精度能够达到亚皮秒量级。

基于可触发环形振荡器的高精度时间间隔测量

提出了一种新的高精度时间间隔测量方法,该方法利用代表事件的短脉冲去触发一个高速环形振荡电路,产生一个与该事件同步的时钟信号,该时钟信号随后被用作模-数转换器(ADC)的采样时钟去采样一个正弦参考信号。因此,两个事件之间的时间间隔被映射成正弦参考信号上的两个点之间的初始相位差,随后对有限数量的样本进行全相位快速傅里叶变换(apFFT)运算,准确地计算出这个初始相位差,进而可以准确获得两个事件之间的时间间隔。该测量方法降低了工程实现的难度,当正弦参考信号的频率为10MHz,ADC的采样频率为133MHz、分辨率为12bits,apFFT运算点数为4096时,可以获得约2.8ps rms的单次测量精度和约Ips的时间分辨率,误差分布接近正态,实验结果与基于理论分析的误差范围一致。

面阵激光雷达多通道时间间隔测量系统研制

为解决APD面阵激光雷达多路激光飞行时间测量这一关键技术,研制了多通道高精度并行时间间隔测量系统。系统硬件由研制的4个基本测量单元和1个数据打包单元组成,系统软件采用事件驱动模式编程,利用循环FIFO和中断技术实现与上位机数据通信。被研发的测时系统应用于5×5光纤阵列耦合APD面阵激光雷达试验后,面阵激光雷达所有25个通道最大的距离标准偏差为4.22 cm,测距偏差为-6.41 cm^10.58 cm,达到面阵激光雷达测距精度要求。

基于FPGA的时间间隔测量系统的设计

为了解决电容充放电放大电路测量时间间隔的不稳定,采用复杂可编程芯片FPGA设计实现精密时间间隔的测量。FPGA的锁相环(PLL)电路得到高频时钟,时钟管理器(DCM)实现高速时钟移相,产生的内插时钟得到高精度时间测量。通过在光电回波脉冲时间间隔测量系统中验证,该设计可以得到200ps的时间间隔测量精度。采用FPGA芯片设计的粗和细数字化测量系统,具有集成度高,性能稳定,抗干扰强,设计方便等优点,能广泛应用于科研和生产中。

高精度时间间隔测量技术与方法

时间间隔测量技术,尤其是高精度的时间间隔测量技术意义重大。不论是电信通讯、芯片设计等工程实践,还是原子物理、天文观测实验等理论研究,以及激光测距、卫星定位等航天军事技术,都离不开高精度的时间间隔测量技术。经过几十年的研究,目前已经有多种测量方法。在阐明插值原理之后,依次介绍了直接计数法、扩展法、时间幅度转换法、游标法、抽头延迟线法和差分延迟线法等主要方法。然后对影响测量的几个因素,包括非线性和不定态作了讨论。针对这些不良影响,还探讨了一些提高精度和稳定度的方法,比如非线性校正、PLL(Phase Lock Loop)和DLL (Delay Lock Loop)技术。最后,对时间间隔测量技术的前景作了展望。

基于ADF4360-6和ECL分频的高精度时间间隔测量模块设计

高精度时间间隔测量在很多方面有着重要的意义。时间间隔计数法是高分辨测时的最有效方法。设计了一种基于脉冲计数原理的高精度时间间隔测量模块,该模块采用ADF4360-6频率合成器产生1.2 GHz高频参考时钟,由于该时钟信号为LVPECL电平,需要将其转换为ECL电平。AD9515解决了这一关键技术。MC100EP016分频器实现对高频ECL信号分频计数。由于该时间间隔测量模块是电磁波时域反射电缆测长仪中的一部分,该模块的性能可以通过电缆测长仪验证。实验证明该模块具有较高精度,可以被广泛应用于时间、频率测量领域。

探测低慢小目标的高精度时间间隔测量方法

低空慢速小目标(以下简称"低慢小")探测系统需要应用激光技术对目标进行测距,需要测量激光主波与回波信号之间的时间间隔;并要具有高精度。提出一种高精度时间间隔测量方法,该方法基于内插采样技术,以正弦波作为参考信号,将时间间隔测量转化为对参考正弦波的相位测量,有效地提高了时间间隔测量的精度。同时,该方法将数字计数法与内插采样技术相结合,既保持了数字计数法测量范围大的优势,又体现了内插采样法测量精度高的优点。实验结果表明,时间间隔测量精度能够达到70 ps;在0~20μs的测量范围内,测量相对误差达到10^(-5)量级,具有良好的线性度;且满足低慢小探测系统中激光测距对时间间隔测量精度的要求。

高精度超短时间间隔测量模块的设计

为了实现对超短时间间隔的高精度测量,将高速度、高性能的FPGA EP2C35F672C8与ACAM公司高精度时间间隔测量芯片TDC-GP2相结合设计了一个高精度测时模块,给出了具体的硬件结构图、详细的外围器件配置及软件流程图,并且结合部分测量数据对测时模块的实际性能进行了评估,实验证明其测量时间间隔最小可以达到65ps,精度为65ps,通过多次测量取平均可以进一步提高测量精度.