基于相位處理的時(shí)間間隔測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、時(shí)間作為基本物理量之一，它的測(cè)量通常分為時(shí)刻和時(shí)間間隔兩部分，時(shí)間間隔的測(cè)量分為周期和非周期兩種情況，作為時(shí)間頻率測(cè)控領(lǐng)域的一個(gè)基本問題，高精度時(shí)間間隔測(cè)量的應(yīng)用非常廣泛，無論在通信、激光測(cè)距、衛(wèi)星導(dǎo)航定位及芯片設(shè)計(jì)等工程領(lǐng)域，還是原子物理、天文觀測(cè)等基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域都有涉及。時(shí)間間隔的測(cè)量方法研究及實(shí)現(xiàn)通常從模擬法和數(shù)字法兩個(gè)方面考慮，模擬法具有較高的測(cè)量精度，但實(shí)現(xiàn)線路相對(duì)復(fù)雜，尤其涉及高頻信號(hào)處理與高頻電子線路設(shè)計(jì)方面，不易實(shí)現(xiàn)，

2、后者在測(cè)量過程中會(huì)引入?1量化誤差，制約了精密測(cè)量中對(duì)精度和分辨率的要求，因此能夠簡(jiǎn)化測(cè)量線路，但不影響分辨率和測(cè)量精度的時(shí)間間隔測(cè)量系統(tǒng)成為時(shí)頻測(cè)控領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本文通過分析和研究常用時(shí)間間隔測(cè)量方法，結(jié)合最近幾年在時(shí)間頻率測(cè)控領(lǐng)域的相關(guān)理論，提出并設(shè)計(jì)了一種能夠簡(jiǎn)化測(cè)量設(shè)備但性能依舊良好的時(shí)間間隔測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于信號(hào)的相位比對(duì)技術(shù)能夠獲得高精度測(cè)量分辨率的相關(guān)理論，通過利用高速AD對(duì)模糊區(qū)脈沖采樣，獲得相位差與采樣

3、電壓值關(guān)系，根據(jù)相位差和時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)時(shí)間間隔測(cè)量。
　　本文從時(shí)頻測(cè)控領(lǐng)域相關(guān)理論研究出發(fā)，研究了傳統(tǒng)時(shí)間間隔測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，制定了基于相位處理的時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)方案，完成了系統(tǒng)硬件電路原理圖設(shè)計(jì)，通過對(duì)系統(tǒng)功能和性能的測(cè)試及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，詳細(xì)地安排了本時(shí)間間隔測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟。FPGA作為前期被測(cè)信號(hào)的處理芯片，在其中集成了測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)字電路部分，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的信號(hào)處理電路單元，改善了系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。最