脉冲激光测距中高精度时间间隔的测量

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.     

脉冲激光测距中高精度时间间隔测量方法的研究

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。     

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.     

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(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。     

高精度通用时间比对模块TCMP—2

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。     

基于时-空关系的时间间隔与频率测量方法研究

利用信号的时-空关系通过对被测时间信号与其在长度上传输延迟的重合检测来测量短时间间隔,以此为基础可完成各种时间间隔与频率测量仪器.可比较容易地获得ns至10ps量级的分辨率.这种利用信号传递速度的稳定、准确这一自然现象所保证的高精度比国内外传统的基于频率处理的方法精度更高,价格也更有优势,而且还能够解决特高频率的测量问题.     

利用相位估计算法实现ps量级的高精度时间间隔测量

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.     

切削力数据采集时间间隔的自动调整

介绍了切削力微机采集系统中自动调整数据采集时间间隔的方法,并分析了其特点。     

LabVIEW测量信号时间间隔的实现

以两路信号为例,详细阐述了以虚拟仪器方式,针对不同种类的信号输入硬件板卡,使用LabVIEW软件平台实现信号时间间隔测量的方法.详细解释了各种方法的特点、适用范围及具体实现.另外,也根据具体的测试程序,阐述了IabVIEW的数据从属思想及其在实践中的具体应用.     

PTC动作时间测量仪

介绍PTC动作时间测量仪的原理、电路和软件。     

红外高发热精密探测器中恒温控制模块设计

为了提高红外探测器在实际工作中的性能和稳定性,设计了一种针对高发热红外精密传感器的自动调节探测器外围温度的装置。该装置利用C8051F350单片机对半导体制冷片进行制冷、制热和不同功率运行的控制,保持探测器外围温度的稳定。通过PID算法编程,结合多点测量实现环境温度的均匀性和稳定性。实验结果表明,在一天的工作时间内,该装置可使探测器外围的温度控制在20℃,控制精度为±0.5℃,显著提高了探测器的性能。     

一种高精度生物电阻抗测量系统的设计

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。     

时频测量高性能内插模块实现

精密时间间隔测量技术在许多重要领域都占据着十分重要的地位,本文实现了一种基于时间幅度转换法的高分辨力、高单次测量精密度、高采样率时间内插模块并应用于高精度时间间隔测量,其时间分辨力达到20ps以内,单次测量精密度优于8ps,采样率达到了8MHz。     

高压气体声速精密测量系统的研制与测试

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.     

一种高精度失真度测量仪的研制

针对国产失真度测量仪的技术现状,本文开发了一种具有高基波抑制度、低谐波衰减率的有源T型桥基波抑制电路,提出了频率自动调谐方法,设计了实现该方法的电路,提高了失真度测量仪技术水平。实践表明：该失真度测量仪结构简单、精度高、测量范围宽、操作方便、价格低。     

Development of a three-degree-of-freedom laser linear encoder for error measurement of a high precision stage

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.