基于時間-數(shù)字轉換的精密時間基準測量系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、在日常的科研和工程實踐中，許多物理量的測量都需要以時間作為尺度進行量化。特別在航空航天測控領域，時間基準和時間同步的精度直接影響測控系統(tǒng)對于飛行控制和測量數(shù)據(jù)的準確性。針對目前精密時間基準測試儀器測量分辨率低、測量范圍小、精度不高、設計復雜等不足，結合最新的時間-數(shù)字轉換技術，在簡化設計的基礎上實現(xiàn)基準偏差的連續(xù)、大量程和精確測量。
　　本文首先在介紹和分析目前幾種常用時間-數(shù)字轉換技術優(yōu)缺點的基礎上，根據(jù)系統(tǒng)具體的功能和性能指標

2、要求，設計采用了直接脈沖計數(shù)法與抽頭延遲線法相結合的方法實現(xiàn)基準偏差的精確測量，并在此基礎上設計了系統(tǒng)的總體方案。同時通過對系統(tǒng)測量結果進行誤差分析，選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法降低干擾對結果數(shù)據(jù)的影響。其次，根據(jù)系統(tǒng)的總體方案設計進行軟硬件設計。系統(tǒng)采用FPGA芯片為系統(tǒng)邏輯時序控制核心，采用VHDL硬件編程語言實現(xiàn)基準脈沖信號參數(shù)配置和信息提取，并通過時序邏輯控制兩片TDC-GP2時間測量芯片和高速脈沖計數(shù)器實現(xiàn)基準偏差的連續(xù)精確測量；采

3、用基于WINCE6.0系統(tǒng)的ARM平臺為參數(shù)設置和數(shù)據(jù)處理終端，采用C＃程序語言編寫數(shù)據(jù)收發(fā)程序、數(shù)據(jù)處理程序和圖形化顯示程序，實現(xiàn)系統(tǒng)基準脈沖信息和本地基準偏差測量結果的顯示和儲存。最后，通過設計模擬的應用環(huán)境進行功能和性能測試。實驗結果表明，系統(tǒng)可以實現(xiàn)時間基準偏差的連續(xù)測量以及數(shù)據(jù)處理方法的有效性，驗證了系統(tǒng)可以實現(xiàn)測量范圍1ns~1.2s，最高分辨率100ps，測量精度可以達到設定值的0.0015％±0.3ns，同時在保證系統(tǒng)功