高精度时间间隔测量方法.doc

高精度时间间隔测量方法综述
孙杰潘继飞
(解放军电子工程学院,安徽合肥,230037)
摘要:时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用,如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上,重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法,这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量,并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。
关键词:时间间隔;原理误差;内插;时间数字转换;时间幅度转换
Methods of High Precision Time-Interval Measurement
SUN Jie , PAN Ji-fei
(Electronic Engineering Institute of PLA, HeFei 230037, China)
Abstract: Technology of time-interval measurement has been applied in many fields. How to improve its precision is an emergent question. On the bases of analyzing electronic counter’s principle and error, this paper puts emphasis upon introducing high precision time-interval measurements all over the world. All these methods aim at electronic counter’s principle error, and obtain special effect. Lastly, the progress direction and application foreground of high precision time-interval measurement methods are predicted.
Key Words: time interval; principle error; interpolating; time-to-digital conversion; time-to-amplitude conversion
0引言
时间有两种含义,一种是指时间坐标系中的某一刻;另一种是指时间间隔,即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间,因此,时间间隔测量属于时间测量的范畴。
时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用,因此,如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法,指出其发展趋势,为研究新的测量方法指明了方向。
1 电子计数法
测量原理与误差分析
在测量精度要求不高的前提下,电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法,已经在许多领域获得了实际应用,其测量原理如图1所示:
……………………………………………
时间间隔Tx
N
T1
T2
待测脉冲
量化时钟
M
图1 电子计数法测量时间间隔基本原理
量化时钟频率为,对应的周期,在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数