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脉冲激光测距中高精度时间间隔的测量 总被引:3,自引:0,他引:3
考虑时间间隔测量对脉冲激光测距系统的意义,提出了一种新的高精度时间间隔测量方法.该方法在现场可编程门阵列(FPGA)中实现了脉冲计数法、多相采样法和延迟链法的结合.采用脉冲计数法对被测时间间隔进行"粗值"测量,保证大的动态测量范围.利用FPGA内部锁相环产生N路同频率,相位均匀分布的时钟信号作为计数时钟,基于等精度测频原理,将被测时间间隔的测时分辨率提高到Tclk/N.利用FlipFlop锁存器形成延时链,对被测信号与相邻计数时钟的时间间隔进一步量化.该方法解决了传统多相采样技术中由于倍频次数高导致相移分辨率降低的问题,在不增加计数时钟和有限延迟链数量的前提下,得到较高测时分辨率.测试结果表明,该时间间隔测量模块的动态测量范围为163.8 μs,测时过程相对较短,当进行多次重复测量时,测量的标准误差在71 ps以内,基本满足实际应用的精度要求. 相似文献
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脉冲激光测距中高精度时间间隔测量方法的研究 总被引:1,自引:0,他引:1
高精度时间间隔测量对脉冲激光测距系统具有重要意义,为此提出了一种新的高精度时间间隔测量方法。该方法在FPGA中实现了脉冲计数法、多相采样法和延迟链法的结合。采用脉冲计数法对被测时间间隔进行“粗值”测量,保证大的动态测量范围。利用FPGA内部锁相环产生N路同频率,相位均匀分布的时钟信号作为计数时钟,基于等精度测频原理,将被测时间间隔的测时分辨率提高到Tclk/N。利用FlipFlop锁存器形成延时链,对被测信号与相邻计数时钟的时间间隔进一步量化。该方法解决了传统多相采样技术中倍频次数高则相移分辨率降低的问题,在不增加计数时钟和有限延迟链数量的前提下,得到较高测时分辨率。测试结果表明,该时间间隔测量模块不但可以实现大的动态测量范围,而且测时过程相对较短,具有较高测时精度。 相似文献
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基于ADF4360-6和ECL分频的高精度时间间隔测量模块设计 总被引:1,自引:1,他引:1
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. 相似文献
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基于可触发环形振荡器的高精度时间间隔测量 总被引:1,自引:0,他引:1
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(ap FFT)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10 MHz,ADC的采样频率为133 MHz、分辨率为12 bits,ap FFT运算点数为4 096时,可以获得约2. 8 ps rms的单次测量精度和约1ps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。 相似文献
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本文介绍了一种高精度时间间隔测量方法,及与之相应的模块。此模块采用100MC时钟时,分辨率达到0.1ns,精度达到1ns,利用此模块只要配上电源等少许外部电路就能构成通用高精度计数器。 相似文献
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利用相位估计算法实现ps量级的高精度时间间隔测量 总被引:2,自引:0,他引:2
高精度时间间隔测量广泛应用于时间同步、卫星导航、航天测控、激光测距以及核电子等场合.目前主流的时间间隔计数器能达到25 ps分辨率,约100 ps的准确度.本文把被测信号作为采样参考频标信号的触发信号,利用参考频标的相位记录被测信号的触发点,然后利用插值FFT对参考频标信号的采样数据进行相位估计,提出了一种理论上分辨率和精度均优于1 ps的时间间隔测量方法.实验测试结果表明原理样机达到了10 ps的测量精度.进一步改进样机的设计,有望达到1 ps的测量精度. 相似文献
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一种高精度生物电阻抗测量系统的设计 总被引:1,自引:0,他引:1
设计了一种生物电阻抗测量系统,用于无创测量颅内血肿、水肿引起的电阻抗变化。该系统采用直接数字频率合成技术(DDS)设计高精度、频率可调的正弦激励电流源,采用正交序列数字解调法提取电阻抗的信息,并对解调结果进行软件补偿。所实现的电阻抗测量系统可工作于5~300kHz,在全频率范围内,系统具有80dB以上的共模抑制比(CMRR),对100Ω电阻的相对测量精度达到-90dB。采用颅内注射50μl自体血的方法,建立大鼠颅内出血动物模型,初步的动物实验表明,该系统可以检测到相应的电阻抗变化。 相似文献
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高压气体声速精密测量系统的研制与测试 总被引:1,自引:0,他引:1
声速是目前可测量准确度最高的热物性之一,也是热力学基础研究和工程应用的重要基础参数.本文基于圆柱定程干涉法原理,建立了国内首套可测量至高压(6 MPa)的精密声速测量系统,解决了高压气体声速测量的关键问题,极大拓展了国内已有实验系统的测量范围(1 MPa),也是国际上首次将圆柱声学共鸣腔应用于1MPa以上而且测量不确定度达到0.01%的成功尝试.新建立的实验系统包括声学圆柱共鸣腔及耐高压压力舱、频率测量系统、温度测量系统、高压压力测量系统、高压进气及真空系统.实验测试结果显示,新系统的声速测量不确定度小于0.01%,可应用于温度从220K至440K,压力高达6 MPa的气体声速测量. 相似文献
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In this study, a laser linear encoder with three degrees of freedom (3-DOFs) based on diffraction and interference was developed to measure the linear displacement and two angular errors of a linear moving stage. Parts of the linear motion errors induced from the two angular errors can be calculated by this prototype 3-DOF laser encoder. It was an effective method for online error calculation and compensation to improve precision stage performance. This new function was superior to other laser encoders. The verification results showed that the resolution is 20 nm. It detected displacements relative to an external grating scale with accuracy of about +/-150 nm for a measuring range of +/-1 mm, and detected the angular errors with related accuracy of about +/-1 arc sec for a measuring range of +/-100 arc sec. 相似文献