高精度时间间隔测量方法.docx

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MethodsofHighPrecisionTime-IntervalMeasurementSUNJie,PANJi-fei(ElectronicEngineeringInstituteofPLA,HeFei230037,China)Abstract:Technologyoftime-’sprincipleanderror,thispaperputsemphasisuponintroducinghighprecisiontime-’sprincipleerror,,theprogressdirectionandapplicationforegroundofhighprecisiontime-:timeinterval;principleerror;interpolating;time-to-digitalconversion;time-to-amplitudeconversion0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。,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TxNT1T2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,,为待测脉冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔,则待测脉冲时间间隔为:(1)然而,电子计数法得到的是计数脉冲个数,因此其测量的脉冲时间间隔为:(2)比较表达式(1)(2)可得电子计数法的测量误差为,其最大值为一个量化时钟周期,产生的原因是待测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致,该误差称为电子计数法的原理误差。除了原理误差之外,电子计数法还存在时标误差,分析表达式(2)得到:(3)比较表达式(3)(2):(4)