时间间隔测量的高精度技术研究

针对高能物理研究、激光测距等对时间测量具有高精度要求的领域,采用时间周期计数粗测和时间-电压转换精测相结合的测量方法,设计了时间间隔测量系统,其主要由时间-电压转换电路、脉冲生成电路等组成,利用对电压量的精准测量转化为高精度的时间量.对系统供电进行优化,同时满足低功耗和低噪声的需求;分析了环境和电路板自热造成温度变化时对测量过程带来的误差,提出利用自校准技术消除温度影响.该系统具有测量范围高达20 s,测量分辨率为0.2 ps的优点.     

基于TDC-GP2的时间间隔测量系统设计

精确的时间间隔测量在时间同步系统有着至关重要的作用,为了满足大量程和高精度的需求,介绍了一种直接计数法和时间-数字装换法相结合的时间间隔测量系统;设计中采用两片TDC-GP2时间-数字转换芯片,结合FPGA和上位机,可以实现精度为1 ns时差测量;经过大量的实际测量,系统的分辨率为70 ps,精度为1 ns,最大可以测量1 s的时间间隔;该设计的系统具有可靠性高、功耗低、精度高、使用灵活等优点。     

基于FPGA高精度时间间隔系统设计与实现

为了解决传统时间间隔测量系统设备体积大、测量精度低、测量范围窄的缺点,文章提出了基于FPGS高精时间间隔测量系统的实现方法。此系统的核心是FPGA,有其完成信号的处理和控制。使用的基本测量原理是非门延迟线法。FPGA系统主在QuartusⅡ环境下通过硬件描述语言进行设计。测试结果表明,此系统具有测量精度高、可靠性强的优点。具有广阔的实用价值和市场空间。     

基于TDC的激光测距传感器飞行时间测量研究

激光测距传感器是通过测量传感器与目标之间激光脉冲往返飞行时间来获取待测距离值的,因此激光飞行时间的测量精度是衡量传感器性能的根本指标.采用一种专用的时间数字转换芯片TDC-GP2设计了高精度时间间隔测量模块,介绍了TDC-GP2的测时原理,给出了软硬件的实现方法.实验结果表明:该模块测量频率快,单脉冲测量精度可达100...     

为集成电路进行微微秒级时间间隔测量

高速逻辑系列器件的出现，提出了微微秒数量级时间间隔的数量问题。要进行这种测量，有精度高达数十微微秒、重复性为１微微秒的测量系统。本文简要介绍了能进行这种测量的优选系统和应予重视的各种影响因素。     

基于CPLD的高精度时间间隔测量系统的设计

介绍一种宽测量范围的高精度时间测量电路的实现原理和设计方法,通过CPLD内部优化的非门延迟线设计,实现了对时间的精确测量;通过不问断精确校准,保证了在不同温度下的测量精确度。实验数据分析表明,该设计能够达到300 ps的测量分辨率,不同温度环境下测量准确可靠。     

TDC-GP1高精度时间间隔测量芯片及其应用

德国 ACAM 公司研发的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1,可提供两通道 250ps 或单通道 125ps 分辨率的时间间隔测量;用户可以很方便地用它构成自己的系统或仪器,因此已在多种高精度测试领域得到了应用(如高精度激光测距仪、频率和相位信号分析等)。文章详细介绍TDC-GP1 的内部结构、工作原理和性能指标,并给出该芯片在测量门电路延迟时间方面的一个应用实例。     

高精度时间间隔测量方法综述

时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用,加何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题,在分析电子计数法测量原理与误差的基础上,重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法,这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量,并且取得了非常好的效果;最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景.     

基于平均分割阻容延时时间的短时间间隔测量方法

提出一种基于平均分割阻容延时时间的短时间间隔测量方法。先将被测时间间隔与基准信号之间的前后时间差信息存储在阻容延时电路,再利用比较器对其进行平均分割和比较,这样测量误差可以降低1~2个数量级。理论分析和实验测量数据表明,通过增加比较器数量,可以使测量误差大幅降低。该方法实现简单、成本较低,实用性较好。     

传感器网络中基于延迟测量的时间标记

传感器网络许多应用需要对数据进行时间标记,用来记录数据的产生时间,从而实现报文调度和其他时间相关操作。本文提出了一种不需要时间同步的标记方法,该方法使用时间戳记录报文从产生到报文到达目的节点所经历的时间,从而使得目的节点能够通过本地时钟和时间戳中的时间间隔得到报文产生的相对时间。该方法的主要误差来源于无
无线通信延迟的不确定性,为此,我们采用基于测量的估计方法确定这种延迟,并进行误差补偿。分析表明,这种时间标记方式和维护全局时钟相比不仅开销更小,并且精度较高。使用UC Berkeley基于TinyOS系统的Micaz节点进行实验表明,多跳网络应用的误差平均每跳不超过一个时钟周期。     

一种改进式TAC的高精度时间间隔测量系统的实现

设计了一种基于改进式时间-幅度转换器(Time-Amplitude Converter, TAC)的高精度时间间隔测量系统。该系统采用集成运放设计TAC中的电流可控的恒流源,并对TAC内部的积分控制部分加入宽带直流放大电路,来提高时间间隔测量的精确度;采用高精度的模数转换器采样TAC的输出,实现高精度时间间隔测量中的模拟到数字的转换;采用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)完成系统软件设计,实现对TAC的控制。通过变换TAC的采样电阻的阻值,使恒流源输出不同的电流对电容进行充电,从而使TAC的输出电压满足高精度模数转换器(Analog-Digital Converter,ADC)采集电压的要求。实验表明,在测量时间范围为1us,800ns,400ns,200ns时,该系统的时间间隔测量的最小时间精度为400皮秒。     

一种高精度时间间隔测量模块设计

设计了一种高精度时间间隔测量模块,该模块由单片机控制,采用脉冲计数原理,通过测量时间间隔内高频参考时钟个数,得到被测时间间隔的精确值.该模块具有结构简单,易于实现,成本低,测时精度高等优点,可以被广泛的应用在时间测量领域.     

用软件计数实现时间间隔的测量

本文提出了一种时间测量的方法,它由微处理器查询脉冲前沿启动软件计数,而用后沿终止计数。用这种软件方法取代硬件定时器/计数器接口,大大降低了测量仪表的软、硬件成本,适用于较低频率信号的周期、脉宽、相位差等时间量的测量。尤其适宜于设计研制电网监测仪表。本文详细介绍了具体的实施方案。     

基于ATS的武器系统时间间隔参数测试方法研究

为了满足武器系统性能参数测试方法标准化、通用化的需求,以通用检测平台为基础,研究了武器系统时间间隔参数的测试方法;在介绍通用检测平台的整体结构和软件运行机制的基础上,利用平台提供的测试资源,分析了传统测试方法的优缺点,提出了一种改进型的方法;最后,通过以某型导弹武器系统时间间隔参数测试为例,对所提方法进行了测试验证,所得波形满足要求,测试精度得到提高,测试结果证实了测试方法的有效性与合理性.     

基于MS5540C的大气压力测量系统设计

本文设计了以数字气压芯片MS5540C和单片机C8051F060为基础的大气压测量系统,并设计了RS485通讯接口,同时给出了硬件设计及软件编程。     

超宽带时间间隔调制系统的设计

伪随机时间间隔调制能够使超宽带系统的功率谱进一步平滑,可以增强系统隐蔽性和保密性。介绍了超宽带系统中时间间隔调制的相关原理,提出了实现方法,描述了基于可编程延时芯片MC100EP195的超宽带时间间隔调制电路的具体实现,给出了实验样机的测试结果,并做出了分析。     

基于ARM的嵌入式超声传播时间测量装置

应用超声波检测技术进行检测时,通常需对超声波在介质中的传播时间进行精准的测量,为精准测量超声波的传播时间,设计了一套基于ARM的嵌入式超声传播时间测量装置;该装置电路运行稳定,成本低廉,采用多次测量结果取算术平均值的方法以减小随机干扰,采用参比方法放置接收探头以消减电路中电子器件的延时;通过对实验结果进行分析,得出该装置可精准测量超声波在实验试块中的传播时间且满足设计要求,分辨率约为一纳秒。     

使用有向图挖掘时间间隔序列模式

在Chen等人提出的时间间隔序列模式概念的基础上,给出了一种利用有向图搜索时间间隔序列模式的算法。实验表明所提出的算法较I-Apriori算法更加快速和高效。     

基于时间—数字转换器的力矩传感器

介绍了基于时间—数字转换器(TDC)的应变测量原理与特点。设计并制作了基于TDC技术的机器人关节力矩传感器。基于TDC应变测量原理的力矩传感器具有组成电路简单、系统电流消耗小的特点。对传感器进行了静动态校正,并分析了试验结果。