基于相位處理的時間間隔測量系統(tǒng)設(shè)計.pdf

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

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

3、電壓值關(guān)系，根據(jù)相位差和時間的對應(yīng)關(guān)系實現(xiàn)時間間隔測量。
　　本文從時頻測控領(lǐng)域相關(guān)理論研究出發(fā)，研究了傳統(tǒng)時間間隔測量系統(tǒng)的優(yōu)缺點，制定了基于相位處理的時間測量系統(tǒng)方案，完成了系統(tǒng)硬件電路原理圖設(shè)計，通過對系統(tǒng)功能和性能的測試及對實驗結(jié)果的分析，詳細地安排了本時間間隔測量系統(tǒng)的設(shè)計步驟。FPGA作為前期被測信號的處理芯片，在其中集成了測量系統(tǒng)的數(shù)字電路部分，簡化了復(fù)雜的信號處理電路單元，改善了系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時增強系統(tǒng)的可靠性。最