高速精密時間間隔測量及應(yīng)用研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TM935.15國際圖書分類號：621.3工學(xué)博士學(xué)位論文高速精密時間間隔測量及應(yīng)用研究博士研究生：孟升衛(wèi)導(dǎo)師：付平教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科、專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)所在單位：自動化測試與控制系答辯日期：2007年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要摘要時間間隔測量是信號周期、頻率和相位等物理量測量的基礎(chǔ)，連續(xù)時間間隔測量是調(diào)制域測量必需的技術(shù)手段。隨著科技的飛速發(fā)展，在調(diào)制域測量中，被測信號頻率不斷提高，為了適應(yīng)目

2、前高頻信號的測試需求，必須深入研究時間間隔測量技術(shù)，進一步提高時間間隔測量分辨率和測量速度。另外，時間間隔的高速精密測量在原子物理、天文實驗、航空航天和遙測遙控等高科技領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。時間間隔測量分辨率和速度的提高會促進許多高科技和先進工藝水平進一步提高，從而促進國民經(jīng)濟的發(fā)展。本文系統(tǒng)綜述了時間間隔測量技術(shù)的發(fā)展概況，闡述了時間間隔測量理論。針對調(diào)制域測量技術(shù)中高速、高分辨、無間隔計數(shù)等特性，以提高連續(xù)測時分辨率為目的，對連續(xù)高

3、速同步計數(shù)問題和時間內(nèi)插問題進行了深入研究。在高速同步計數(shù)器方面，分析了三種不同邏輯運算深度的計數(shù)器結(jié)構(gòu)；改進了無間隔計數(shù)器的設(shè)計；提出了Systolic型非二進制同步計數(shù)器輸出編碼修正算法。在時間內(nèi)插方面，為了減小內(nèi)插保障時間提出了多斜時間內(nèi)插方法，并提出了雙游標、流水線式及游標時鐘數(shù)字移相三種游標內(nèi)插方法；針對事件信號在無源延遲單元組成的延遲鏈中衰減特性，提出了反饋型延遲內(nèi)插方法。在高速連續(xù)測時技術(shù)應(yīng)用方面，研制了VXI總線時間間隔

4、分析模塊；提出了動態(tài)相位補償技術(shù)以提高同步串行通訊性能。本文主要的創(chuàng)新性研究成果如下：1針對級聯(lián)的二進制同步計數(shù)器最大計數(shù)頻率隨著計數(shù)器級聯(lián)位數(shù)增多而降低的問題，本文從同余理論出發(fā)，提出了模數(shù)互質(zhì)的并聯(lián)計數(shù)器組模型，根據(jù)中國剩余定理，推導(dǎo)了并聯(lián)計數(shù)器組的有效計數(shù)值公式。在并聯(lián)計數(shù)器組中各因子計數(shù)器獨立計數(shù)，最大計數(shù)頻率與位數(shù)無關(guān)。通過有效計數(shù)值公式，可將因子計數(shù)器的計數(shù)值轉(zhuǎn)換為計數(shù)器組的有效計數(shù)值。為了驗證模型的有效性，分別以環(huán)形計數(shù)器