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相似文献
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1.
为满足激光测距领域大量程、高精度、高分辨率的应用需求,设计了一种高精度脉冲激光测距系统。系统基于最小可分辨45ps的专用计时芯片TDC-GP22实现高精度、高分辨率的时间间隔测量,并采用高带宽放大电路及恒比定时时刻鉴别方法提高系统精度。详细论述了TDC-GP22时间间隔测量模块的硬件设计及软件流程。实验结果表明,该系统的测量分辨率达45ps,对时间间隔1μs内的测量精度可达60ps,对应150m测距精度可达1cm;对时间间隔1μs以上的测量精度可达1ns,对应千米级测距精度可达0.15m,满足高精度距离测量的应用需求。  相似文献   

2.
基于TDC-GP2的高精度时差测量系统设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
杨佩  徐军  王菲 《电子科技》2010,23(7):77-82
通过对时间数字转换法进行时间间隔测量分析,设计出一款基于通用型TDC测量模块TDC-GP2的高精度时差测量系统。该系统测量范围为0~18 μs,精度可达到70 ps,有效地解决了激光测距、激光雷达等应用中高精度时差测量的问题。  相似文献   

3.
汪佳佳  刘鸿彬  李铭  张冰娜 《红外》2018,39(5):13-19
设计了一种高精度、高线性度、轻小型激光脉冲飞行时间测量模块。结合TDC7201芯片在时间测量方面的优势,将其作为时间测量核心部分,并将STM32F103RET6微控制器作为主控芯片来控制整个模块的工作。实验结果表明,该模块在12 ns~100 μs时间间隔范围内的时间测量精度最高可达4.1 ps;测量结果的线性拟合相关系数为1,且能够测量激光脉冲主波与5个回波之间的时间间隔。该模块可满足基于硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier, SiPM)的脉冲式激光测距系统的高精度、高线性度、多回波、轻量化等实际应用需求。  相似文献   

4.
激光测高仪是通过测量激光脉冲的飞行时间来获得测高仪与测量目标之间的距离,因此激光飞行时间测量的准确性是衡量其系统能力的根本指标.研制了在星载激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的激光飞行时间测量模块.该模块采用高频计数法结合数字内插法的技术,且单片FPGA的使用提高了激光测高仪的距离分辨率、缩短了测量时间.同时大大简化了电路结构和系统体积,受外界环境干扰小,十分符合星载激光测高要求.最后通过地面检测,整个系统在500 km范围内一般条件下获得±50 cm的测高精度.  相似文献   

5.
通过介绍一个基于TDC(时间-数字转换器)芯片的高精度窄脉宽发生、测量和自校准电路,提出一种新的窄脉宽测量方法.文中论述了电路自校准原理.系统分为分频模块、延时模块、数字选择模块和显示模块4部分,实现过程简单,电路精度可调,最高精度为125 ps,功耗极低.  相似文献   

6.
基于TDC-GP1的高精度激光测距研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
激光测距中,时间间隔的测量精度对测距精度起决定作用。针对时间间隔的测量精度问题提出了一种基于TDC-GP1计数芯片高精度测量方法,把时间间隔直接转化为高精度的数字,并结合软硬件的实现方法,通过DSP芯片控制TDC-GP1进行单通道的时间间隔测量,由内部粗计数器和精延时通道合作完成时间间隔测量,直接将待测时间间隔转换成数字量读出。实验结果表明,该模块测量频率快,单脉冲测量精度可达100 ps以内,线性度良好,可满足不同应用中的测速和精度要求。  相似文献   

7.
宋盛  郭颖  洪光烈 《红外》2014,35(11):10-14
脉冲激光测距系统在各个领域均有广泛应用,而时间测量精度决定了距离测量精度。传统的时间测量方法都存在自身缺陷,难以实现精度高且响应灵敏的脉冲时间间隔测量,因此详细介绍了一款时间数字转换芯片——TDC-GP2芯片。该芯片利用逻辑门延迟来实现高精度时间测量,其配合粗值计数器使用时的最大测量范围为4ms。基于TDC-GP2芯片的测量范围1可实现典型分辨率为50 ps(均方根值)、测量范围为0~1.8μs的高精度时间间隔测量。该研究在各类测时方法中处于领先水平。  相似文献   

8.
星载激光测距仪的高精度时间间隔测量单元   总被引:2,自引:0,他引:2  
雷琳君  杨燕  陈卫标 《中国激光》2007,34(10):1422-1426
高精度时间间隔测量单元(TIU)是星载激光测距仪的关键部件。基于现场可编程门阵列(FPGA)研制出了满足星载要求的高精度、高集成度时间间隔测量单元。该单元采用数字计数法结合数字延迟线插入法的技术,在0.5~10 km的测量距离范围内,时间分辨率为500 ps。通过地面检测,在全程范围内保持了良好的线性度,标准偏差小于270 ps。该单元同时具备测量脉冲回波宽度的能力,可以获取目标的脉冲展宽信息。由于单元选用的元器件都具有航天产品性能,因此其设计和技术指标可满足星载激光测距仪的应用。  相似文献   

9.
时间测量系统在激光雷达中主要用于激光脉冲飞行时间的测量,其性能直接影响着激光雷达的各项指标.基于FPGA设计了一种应用于光子计数激光雷达的时间-数字转换(Time-to-Digital Converter,TDC)系统,利用延迟线内插在FPGA内部实现了高精度的时间测量,通过实验分析,研究了TDC系统的性能及其应用于光子计数激光雷达后的效果.实验结果表明,TDC系统的时间分辨率达到29 ps,测时精度37 ps,能够实现9通道的高精度事件计时功能,用于光子计数激光雷达后,整个激光雷达系统的测时精度为421 ps,达到6.3 cm的距离测量精度,能够实现高精度高分辨率的激光三维成像.  相似文献   

10.
高精度事件计时器的设计与实现   总被引:2,自引:0,他引:2  
李祝莲  熊耀恒 《中国激光》2008,35(12):2022-2025
高频率、大范围和高精度是现代卫星/月球激光测距(SLR/LLR)的发展趋势,需要高精度事件计时器作为其时问测量单元.分析研究了事件计时器测量时间的原理,并基于时间数字转换(TDC)和现场可编程门阵列(FPGA)技术,用TDC芯片测量微小时间间隔,同时结合FPGA芯片设计和实现整个高精度事件计时器.进行了信号周期测量实验,结果表明,该测量仪准确度高,标准偏差值优于50 ps,系统误差小于11 ps,量程为24 h,温度漂移小于100 fs/℃,短期稳定性好于±3ps/h.  相似文献   

11.
脉冲激光测距系统中高精度时间间隔测量模块的研究   总被引:12,自引:0,他引:12       下载免费PDF全文
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200ms,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.  相似文献   

12.
脉冲激光测距时间间隔测量及误差分析   总被引:11,自引:2,他引:9  
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。  相似文献   

13.
An integrated CMOS subnanosecond time-to-digital converter (TDC) has been developed and evaluated for positron emission tomography (PET) front-end applications. The TDC architecture combines an accurate digital counter and an analog time interpolation circuit to make the time interval measurement. The dynamic range of the TDC is programmable and can be easily extended without any timing resolution degradation. The converter was designed to operate over a reference clock frequency range of 62.5 MHz up to 100 MHz and can have a bin size as small as 312.5 ps LSB with 100-ns conversion times. Measurements indicate the TDC achieves a DNL of under /spl plusmn/0.20 LSB and INL less than /spl plusmn/0.30 LSB with an rms timing resolution of 0.312 LSB (97.5 ps), very close to the theoretical limit of 0.289 LSB (90 ps). The design is believed to be the first fully integrated CMOS subnanosecond TDC used in PET medical imaging and the first realization of a CMOS TDC that achieves an rms timing resolution below 100 ps within a 100-ns conversion time.  相似文献   

14.
摘 要:为了实现卫星定位系统中的时间同步,设计了一种高精度、高分辨率的时间间隔测量系统。采用两片时间-数字转换芯片TDC-GP2,将脉冲计数法和数字内插法相结合,使测量精确度能够达到1ns,分辨率可以达到100ps,量程范围可达1ns~1s;具有体积小、精度高、使用灵活等优点,能够广泛的应用到不同的时间同步系统中。  相似文献   

15.
A high-precision CMOS time-to-digital converter IC has been designed. Time interval measurement is based on a counter and two-level interpolation realized with stabilized delay lines. Reference recycling in the delay line improves the integral nonlinearity of the interpolator and enables the use of a low frequency reference clock. Multi-level interpolation reduces the number of delay elements and registers and lowers the power consumption. The load capacitor scaled parallel structure in the delay line permits very high resolution. An INL look-up table reduces the effect of the remaining nonlinearity. The digitizer measures time intervals from 0 to 204 /spl mu/s with 8.1 ps rms single-shot precision. The resolution of 12.2 ps from a 5-MHz external reference clock is divided by means of only 20 delay elements.  相似文献   

16.
Meyer  F. 《Electronics letters》1970,6(22):703-704
With a new self sampling system, based on a relay-generator with directional couplers as pulse formers, measurements of the transient response of a system with a time resolution of 18 ps without any jitter are possible. The rise time of the generator is better than 12 ps. The time-scaling factor is obtained by a distance measurement.  相似文献   

17.
A time-to-digital converter (TDC) with 32-ps resolution and 2.5-μs measurement range has been integrated in a 0.8-μm BiCMOS process. The TDC is based on a counter with a 100-MHz clock. Two separate time digitizers improve the time resolution by interpolating within the clock period. These interpolators are based on analog dual-slope conversion. According to test results, the single-shot precision of the TDC is better than 30 ps (σ-value) and the nonlinearity is less than ±5 ps when input time intervals range from 10 ns to 2.5 μs. The conversion time is ⩽6.3 μs. Temperature drift, excluding the temperature dependence of the oscillator, is below ±40 ps in the temperature range of -40 to 60°C. The size of this chip, including pads, is 3.5×3.4 mm2 and its power consumption is 350 mW  相似文献   

18.
针对超导纳米线单光子探测器(SNSPD)应用需求的多样化,设计了一款面向SNSPD的可拓展时间抖动测量模块。基于对SNSPD系统时间抖动测量原理的分析,设计了数字化单元、时间数字转换(TDC)单元和现场可编程门阵列(FPGA)单元,实现对SNSPD输出信号的数字化、时间信息测量以及数据读取。对该模块TDC单元的分辨率、线性度和时间精度分别标定,测试结果表明TDC单元的分辨率好于55ps,测量数据呈线性,100ns以内时间精度低于36ps。通过结合实用化SNSPD系统,实现了100ps左右的时间抖动表征,并与商用时间相关单光子计数(TCSPC)模块进行对比,验证了该模块对于SNSPD系统时间抖动测量的可行性。  相似文献   

19.
针对传统时间同步技术中测量范围与分辨率之间的矛盾,提出一种基于时间间隔测量的宽范围高分辨率时间同步检测方法.利用电磁波信号在特定介质中传播的准确性和稳定性,结合任意信号之间无需频率归一化处理的异频相位检测原理,以时空转换关系为基础,将基于长度游标的时频测量技术应用于导航卫星1pps信号的同步检测,进而提高1pps信号之间时间差测量的分辨率.同时,该技术与传统的高精度时间间隔测量方法配合使用,形成多层次逐级测量法,可以进一步扩宽测量范围.实验结果证明了该方法的合理性和科学性,其测量分辨率可达到50ps量级,稳定度优于10ps.该方法将为我国航空航天、导航定位、通信、计量、雷达、天文等高科技领域的进一步发展提供理论指导并对其中关键的时间同步方面提供技术支持.  相似文献   

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