基于時間—電壓轉(zhuǎn)換法的時間間隔測量電路模塊的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、時間間隔測量技術(shù)有著非常重要的作用，在通信、雷達、衛(wèi)星及導(dǎo)航定位等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。時間間隔下限和測量精度一直受到應(yīng)用領(lǐng)域工程技術(shù)人員的關(guān)注，隨著技術(shù)發(fā)展和研究的深入，測量下限不斷改寫。
　　本文敘述了一種新型時間間隔測量方法—時間-電壓轉(zhuǎn)換法的基本原理，重點介紹了時間-電壓轉(zhuǎn)換法數(shù)學(xué)模型的建立和關(guān)鍵功能電路的實現(xiàn)，進行了轉(zhuǎn)換誤差分析。在比較分析目前國內(nèi)外幾種主要時間間隔測量方法的基礎(chǔ)上，深入分析電容器充放電暫態(tài)過程中充放電時間

2、與電容器上的電壓關(guān)系，利用充放電時間與電容器上的電壓關(guān)系建立時間-電壓轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型原型，以時間-電壓轉(zhuǎn)換法測量時間間隔為思路，主要研究小時間間隔的測量原理和方法，時間測量電路模塊方案設(shè)計，時間測量模塊各功能電路和主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計，詳細分析了時間測量模塊各功能電路組成、技術(shù)要求和關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過大量的實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，改進傳統(tǒng)充放電電路結(jié)構(gòu)形式，使時間-電壓轉(zhuǎn)換法測量時間的電路結(jié)構(gòu)變得異常簡單。改進完善了數(shù)學(xué)模型，建立了具有工程經(jīng)驗的基于時

3、間-電壓轉(zhuǎn)換的時間測量的數(shù)學(xué)模型。按照改進的數(shù)學(xué)模型設(shè)計了實用電路，采用取樣控制技術(shù)，使電容器上的電壓在有效時間測量期間損失的電量得到適時補充，確保有效時間測量結(jié)束后下次測量期間始終保持電容器上的電壓為設(shè)計狀態(tài)，為下次的時間測量作準(zhǔn)備，實現(xiàn)了時間-電壓轉(zhuǎn)換法既可測量單脈沖時間，也可測量連續(xù)脈沖時間。
　　本階段時間測量模塊實現(xiàn)了時間測量范圍5ns～1ms，測量重復(fù)頻率為單脈沖至100kHz，分辨力優(yōu)于100ps的技術(shù)指標(biāo)。對時間測