一種改進(jìn)式TAC的高精度時(shí)間間隔測量系統的實(shí)現

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一種改進(jìn)式TAC的高精度時(shí)間間隔測量系統的實(shí)現
DOI:
                        
                    
CSTR:
                        [cstr]
                    
作者:
                        
                        
                    
作者單位:西北師范大學(xué) 物理與電子工程學(xué)院,西北師范大學(xué) 物理與電子工程學(xué)院,西華師范大學(xué) 電子信息工程學(xué)院,西北師范大學(xué) 物理與電子工程學(xué)院,西北師范大學(xué) 物理與電子工程學(xué)院
作者簡(jiǎn)介:
通訊作者:
中圖分類(lèi)號:
基金項目:國家自然科學(xué)(61263036,61262055)；甘肅省青年科技研究(1208RJYA078,1107RJZA112)；西北師大青年教師科研能力提升計劃項目(NWNU-LKQN-12-27)

Implementation of High Precision Time Interval Measurement System Based on An Improved Time-Amplitude Converter

Author:

Affiliation:

College of Physics and Electronic Engineer, Northwest Normal University,,College of Electronic Information Engineering, China West Normal University,College of Physics and Electronic Engineer, Northwest Normal University,College of Physics and Electronic Engineer, Northwest Normal University

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摘要:

設計了一種基于改進(jìn)式時(shí)間-幅度轉換器(Time-Amplitude Converter, TAC)的高精度時(shí)間間隔測量系統。該系統采用集成運放設計TAC中的電流可控的恒流源,并對TAC內部的積分控制部分加入寬帶直流放大電路,來(lái)提高時(shí)間間隔測量的精確度；采用高精度的模數轉換器采樣TAC的輸出,實(shí)現高精度時(shí)間間隔測量中的模擬到數字的轉換；采用現場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)完成系統軟件設計,實(shí)現對TAC的控制。通過(guò)變換TAC的采樣電阻的阻值,使恒流源輸出不同的電流對電容進(jìn)行充電,從而使TAC的輸出電壓滿(mǎn)足高精度模數轉換器(Analog-Digital Converter,ADC)采集電壓的要求。實(shí)驗表明,在測量時(shí)間范圍為1us,800ns,400ns,200ns時(shí),該系統的時(shí)間間隔測量的最小時(shí)間精度為400皮秒。

Abstract:

The paper designs a high precision time interval measurement system based on an improved time-amplitude converter (TAC). The integrated operational amplifier is used to design a large current controllable constant current source of TAC. The wide-band high-frequency direct-current amplifier is also used in the integral control of the TAC to improve the accuracy of time interval measurement. The analog to digital conversion for high precision time interval measurement is realized by using a high precision Analog-Digital Converter(ADC)to sample the output of the TAC circuit. The system software is realized on a Field Programmable Gate Array (FPGA)-based hardware to control the TAC circuit. The constant-current source can output different current to charge the capacitor by changing the sampling resistor value of TAC to meet the demand of sampling voltage for high precision analog-digital converter. Tests shows that the designed system can achieve 400ps precision of time interval under 1us, 800ns, 400ns and 200ns of measurement time range.

參考文獻

相似文獻

引證文獻

引用本文

楊鴻武,張策,陸曉燕,郝東亮,趙高超.一種改進(jìn)式TAC的高精度時(shí)間間隔測量系統的實(shí)現計算機測量與控制[J].,2015,23(12):28.

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收稿日期:2015-09-19
最后修改日期:2015-10-12
錄用日期:2015-10-12
在線(xiàn)發(fā)布日期: 2016-01-08
出版日期:

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