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 P recision Time-Interval M easurement SUN Jie , PAN Ji-fei ( Electronic Engineering Institute of PLA, HeFei 230037, China ) Abstract: T echnology of time-interval measurement has been applied in many fields. H ow to improve its precision is an emergent question. On the bases of analyzing electronic counter ’s principle and error, this paper put s emphasis upon introducing high precision time-interval measurement s 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 predict ed. Key Words: time interval; principle error; interpolat ing; 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 TxN T 1T 2 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 0f ,对应的周期 001fT?,在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数 NM