基于TDC的L_(CR)波切向应力检测方法的研究

基于固体中声速与应力的关系以及临界折射纵波(critically refracted longitudinal wave,LCR)的产生机理,提出一种利用LCR波从表面检测物体内部切向应力的实施方法,并对测量系统的硬件结构和工作原理进行详细阐述。针对应力改变导致的LCR波传播时间的微量变化,系统采用基于逻辑门绝对传输时间原理工作的"时间—数字转换器"(time to digi-tal converter,TDC)来满足高精度的时间间隔测量要求。在测量过程中采用"单端发射—双端接收"的布局模式进一步降低测量误差,以提高应力检测的精度。     

TDC-GP2高精度时间测量芯片在时差法超声波流量计中的应用

叙述高精度时间测量芯片TDC—GP2在时差法超声波流量计中的应用。详细介绍了测时芯片TDC—GP2的结构和功能原理,以及在超声波流量计时间测量模块中系统硬件部分的实现。     

用于激光测距的高精度时间数字转换电路

针对大容量现场可编程门阵列(FPGA)时间数字转换电路线性度较差的问题,采用小容量FPGA实现了用于激光测距的高精度、高线性度时间数字转换电路。通过对高速计数器、数字插入方法、编码器硬件算法的研究,分析了影响时间数字转换电路精度和非线性误差的因素,提出了一种降低非线性误差的方法。首先,根据所分析的影响因素,解决了高速锁存的问题,在单片小容量FGPA XC2V250上实现了时间数字转换电路;接着,通过USB接口将携带时间信息的计数器值和温度计码转为二进制编码值传给PC机,进行计算和显示;最后,设计了延时测量电路,对所设计的时间数字转换电路进行了测试,得到了各个延时单元延时的大小,并进行了数据分析和处理。测试结果显示:时间数字转换电路单次测时分辨率约为80 ps,校正后可达40 ps左右,微分非线性误差为-0.524LSB~+0.448LSB,积分非线性误差为-1.598LSB~+1.492LSB,可以满足飞行时间法激光测距中高精度测时的要求。     

PSФ21在高性能电容式差压变送器测量电路中的应用

PSФ21提供了一种基于TDC技术测量电容的新的概念．无需其他转换电路。该芯片还具有分辨率高．高线性．超低功耗．采集速率高等突出优点．非常适合应用于应力．压力．位移、厚度等微小电容变化置进行测量，使高性能差压变送器的测量电路更加可靠、使高性能电容式差压变送器的设计更加灵活。     

PSΦ 21在高性能电容式差压变送器测量电路中的应用

PSΦe21提供了一种基于TDC技术测量电容的新的概念,无需其他转换电路。该芯片还具有分辨率高,高线性,超低功耗,采集速率高等突出优点,非常适合应用于应力、压力、位移、厚度等微小电容变化量进行测量,使高性能差压变送器的测量电路更加可靠,使高性能电容式差压变送器的设计更加灵活。     

新型高精度大量程TDC核的设计与实现

提出一款新型高精度、大量程TDC(时间数字转换)IP核的系统级构架.采用基于门延时的精细计数与基于时钟的粗计数相结合的技术模式获得高精度、大量程的测控指标.在使用底层编辑器对影响TDC精度的环形延时链(RDL)进行仔细的手动布局得到相对布局宏(RPM)之后,完成了系统级建模、Verilog系统级设计、仿真及验证.最后,在Xilinx FPGA开发板Spartan 3E XC3S500E环境下实现并完成了系统级验证.验证结果表明:分辨率可达2.5 ns.通过仿真和测试显示,其精度与现有TDC精度相比,提高了70%,量程达到8 ms,计数结果稳定准确.     

串并转换思想与绝对式时栅传感器的频响特性研究

在分析绝对式时栅位移传感器频响特性的基础上，介绍了一种在数字信号处理电路中的数据串并转换思想，并提出了一种基于串并转换思想的绝对式时栅信号处理电路设计方案。信号处理电路采用了复杂可编程逻辑器件（CPLD）芯片，预处理电路将测头信号进行模数转换后，经可编程多路切换器模块处理，自适应地将原始测头信号分别转换为对应的多路并行信号，各路对应的分频信号通过比相电路及传感器信号处理电路模块运算后转换为绝对位移脉冲测量信号，最后将多路绝对位移脉冲测量信号进行并串转换操作输出测量值。对信号处理电路进行了仿真，结果证明，该方法可大大提高时栅位移传感器的频响特性，从而为绝对式时栅位移传感器提供了一种应用于动态测控系统的解决方法。     

基于FPGA的差分延迟时间测量电路设计北大核心CSCD

等精度同步法是频率测量的常用方法,但是计数闸门和基准时钟信号的不同步会产生一个时间间隔,导致最终出现一个字的量化误差。为了减小该误差,提出一种基于FPGA的全数字差分延迟TDC(time-to-digital converter)电路。文中TDC基于差分延迟线原理,构建2条时延不同的延迟线代替传统单线延迟,提高了测量分辨率。设计数字校准电路,减少测量过程中外界条件变化造成的误差,试验结果表明:25℃下TDC单次测量绝对误差小于90 ps。     

基于TDC—GP2的时间间隔测量模块研究

详细分析了TDC—GP2的工作原理和功能,并介绍了基于TDC—GP2的时间间隔测量模块硬件电路设计的情况。     

高速时间-数字转换器设计与实现

介绍一种高速时间-数字转换器的设计实现方法。从硬件和软件两方面详细阐述设计思路和步骤,高速时间-数字转换器系统硬件由串并转换芯片MC100EP445,高速时钟发生芯片Si5321,可编程逻辑器件Virtex-4 SX35,USB控制芯片CY7C68013构成,软件由FPGA程序,USB固件程序,上位机用户界面组成,采用模块化设计思路,方便用户定制。系统可以达到402ps的时间分辨率。     

Error analysis and correction of high-accuracy modulation domain measurement

Modulation domain measurement can be u sed to analyze the frequency,phase,and time intervals which transiently change with time.During the implementation of modulation domain analyzer,meas urement errors can be introduced in multiple parts.Aiming at a typical implementation of modul ation domain analyzer,this paper analyzes the inherent error between channe l s,temperature drift error in time-to-digital converter(TDC),random err or,time-base error and their influence on the modulation domain measurement.It also gives a correction sche me and comparison of the measurement results.The frequency resolution can be im proved from 10 to 12 bit/s after correction.     

一种具有优良分辨力、线性及温度稳定性的量化时延的产生方法

目前的很多仪器设备中需要分辨率优于ns量级的时间量化仪和延迟单元.研究了利用信号在传输时的延迟来进行时间量化的可行性及其特点.实验结果表明基于传输延迟的时间量化技术较国外报道的基于CMOS门延迟的时间量化技术有线性度好、温度稳定性好、结构简单、实现容易等特点.采用导线延迟技术实现了一个分辨率优于300 ps,量化范围优于2 ns的时间量化仪.它的特点是延迟线后级检测电路参数的差异对这种设计有影响,必须经过标定,经过标定之后对某些特殊点的时间量化精度可达12 ps.同时指出了当提高分辨率时面临的问题以及基于ASIC技术的解决方法.     

用于心电信号的能量最大化模拟信息转换系统

现有便携式心电采集系统需要低功耗高分辨率的模拟数字转换模块,虽然基于脉冲宽度调制的模拟信息转换器(AIC)可以有效降低系统的采样速率,但是该系统量化部分的转化时钟与量化精度成正比,因此存在功耗过高的问题.依据心电信号的能量不均衡特性,提出一种基于功率熵的精度可调时间-数字转换模块(TDC)设计方法.以能量最大化作为设计...     

基于ZYNQ的变流器通用控制平台研究

提出一种基于ZYNQ可扩展处理平台的新型变流器控制系统方案,并使用Vivado开发软件进行软硬件协同设计。其中ARM完成变流器控制策略的实现,主要包括闭环控制算法、最大功率点跟踪、功率调节、通信等功能;FPGA完成A/D采样芯片控制、三相锁相环控制、SVPWM波形控制、PWM逻辑模拟控制等功能,并采用了基于WiFi透传模块的故障信息传输系统。在三电平光伏并网逆变器的实验表明:该控制器能够完成复杂控制算法的快速运算,并网运行性能可靠。     

基于DSP和FPGA提高增量式光电编码器精度的研究

研究一种基于数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）增量式光电编码器精度提高的方法。首先分别对低精度（500puls/r）和高精度（2 500puls/r）的增量式光电编码器的原始输出信号进行滤波和电平转换处理,然后将低精度光电编码器和DSP输出的采样脉冲信号输入到FP-GA中,通过数字时间转换（TDC）方法测出2个脉冲信号之间的时间差值（误差为0.67ns）,将时间差值利用数据总线实时送入到DSP中进行算法处理,得出采样处的位置,并与输入到DSP中的高精度光电编码器位置进行比较,分析表明精度提高了5倍。     

High resolution heterodyne interferometer based on time-to-digital converter

A new heterodyne interferometer is presented, which adopts time-to-digital converter (TDC) measuring the time intervals of zero crossings of heterodyne signal for phase demodulation. Thanks to the 0.1 ns time resolution of TDC and linear phase demodulation, it can achieve high resolution and avoids nonlinear measuring distortion in other indirect high precise phase demodulation methods, such as pulse width modulation (PWM) and in-phase∕quadrature (I∕Q) method.     

高精度A/D转换器的设计与实现

高精度A/D转换器实际测量中有着广泛的工程应用,其中三斜积分式A/D转换电路具有结构简单、线性度好的优点。为实现高精度设计,对积分过程的精确控制和高位数计数器的设计尤为关键。该设计为16位高分辨率的双积分式直流A/D转换器,积分电路采用普通元器件实现,利用89S51单片机及FPGA器件实现数字计数及显示功能,同时采用89S51单片机编程实现直流电压表量程的自动转换、自动校零和液晶显示等功能。     

Implementation of high-resolution time-to-digital converter in 8-bit microcontrollers

This paper will demonstrate how a time-to-digital converter (TDC) with sub-nanosecond resolution can be implemented into an 8-bit microcontroller using so called "direct" methods. This means that a TDC is created using only five bidirectional digital input-output-pins of a microcontroller and a few passive components (two resistors, a capacitor, and a diode). We will demonstrate how a TDC for the range 1-10 μs is implemented with 0.17 ns resolution. This work will also show how to linearize the output by combining look-up tables and interpolation.