一種基于fpga的高精度時間間隔測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高精度的時間間隔測量裝置，包括：HT-CC02粗計數(shù)模塊、HT-FC04細計數(shù)模塊、HT-LM550運算邏輯模塊、HT-DD35編碼解析模塊；所述時間間隔測量裝置將時間間隔的開始和停止信號分別連接到HT-CC02粗計數(shù)模塊和HT-FC04細計數(shù)模塊的開始和停止端口，所述的HT-FC04細計數(shù)模塊的細時間編碼端口連接HT-DD35編碼解析模塊的細時間解析端口，所述的HT-DD35編碼解析模塊的細時間計算端口連接HT-LM550運算邏輯模塊的細時間端口，所述的HT-CC02粗計數(shù)模塊的粗時間計算端口連接HT-LM550運算邏輯模塊的粗時間端口。本實用新型采用通過各個模塊硬件連接方式，進行時間間隔測量；并利用FPGA中的進位鏈構建整個延遲單元，以此計算精確的細時間數(shù)據(jù)。
【專利說明】—種基于FPGA的高精度時間間隔測量裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及時鐘測量領域，具體涉及一種基于FPGA的高精度時間間隔測量
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術】
[0002]高精度時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(time-to-digital converter, TDC)可以精確地將事件觸發(fā)時間數(shù)字化，而高精度時間間隔測量技術對國民經(jīng)濟與國防建設意義重大，尤其是皮秒量級的測量技術更為重要。
[0003]它不僅在原子物理、天文實驗、激光測距、定位定時、航天遙測遙控等方面，還在IC(Integrated Circuit)設計中的抖動測量、自動檢測設備(Automatic Test Equipment,ATE),以及通信中角度調(diào)制信號解調(diào)(Demodulat1n of Angle Modulated Signals)和數(shù)字示波器(Digital Oscilloscope)等領域有著廣泛的應用。
[0004]延遲線測量原理如圖1所示,量化時鐘頻率為fd，對應的周期Tci = Ι/fd,在待測脈沖上升沿計數(shù)器輸出計數(shù)脈沖個數(shù)是M和N，T1, T2為待測脈沖上升沿與下一個量化時鐘脈沖上升沿之間的時間間隔，則待測脈沖時間間隔Tx為:
[0005]Tx = (N-M).VT1-T2
[0006]目前，專用的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器測量的精度非常高，然而成本高，動態(tài)測量范圍有限，導致在需要高精度大范圍的時間間隔測量場合應用起來具有一定的局限性。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于FPGA的高精度時間間隔測量裝置，該裝置是基于FPGA設計的TDC (高精度時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器)，采用延時鏈和細時間編碼，具有測量精度高、測量范圍靈活多變、成本低，應用范圍廣的優(yōu)點。
[0008]為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0009]一種高精度的時間間隔測量裝置，包括:HT-CC02粗計數(shù)模塊、HT-FC04細計數(shù)模塊、HT-LM550運算邏輯模塊、HT-DD35編碼解析模塊；
[0010]所述時間間隔測量裝置將時間間隔的開始和停止信號分別連接到HT-CC02粗計數(shù)模塊和HT-FC04細計數(shù)模塊的開始和停止端口，
[0011]所述的HT-FC04細計數(shù)模塊的細時間編碼端口連接HT-DD35編碼解析模塊的細時間解析端口，所述的HT-DD35編碼解析模塊的細時間計算端口連接HT-LM550運算邏輯模塊的細時間端口，所述的HT-CC02粗計數(shù)模塊的粗時間計算端口連接HT-LM550運算邏輯模塊的粗時間端口。
[0012]通過上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0013]本實用新型采用通過各個模塊硬件連接方式，進行時間間隔測量；并利用FPGA中的進位鏈構建整個延遲單元，以此計算精確的細時間數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實用新型的延遲線測量原理圖。
[0016]圖2為本實用新型的原理框圖。

【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0018]參照圖2，一種高精度的時間間隔測量裝置，由HT-CC02粗計數(shù)模塊、HT-FC04細計數(shù)模塊、HT-DD35編碼解析模塊、HT-LM550運算邏輯模塊單元構成；
[0019]所述時間間隔測量裝置將時間間隔的開始和停止信號分別連接到HT-CC02粗計數(shù)模塊和HT-FC04細計數(shù)模塊的開始和停止端口，
[0020]所述的HT-FC04細計數(shù)模塊的細時間編碼端口連接HT-DD35編碼解析模塊的細時間解析端口，所述的HT-DD35編碼解析模塊的細時間計算端口連接HT-LM550運算邏輯模塊的細時間端口，所述的HT-CC02粗計數(shù)模塊的粗時間計算端口連接HT-LM550運算邏輯模塊的粗時間端口。
[0021]HT-CC02粗計數(shù)模塊當收到開始脈沖信號后就啟動粗計數(shù)器開始計數(shù)，等停止脈沖到來就停止計數(shù)，測量開始脈沖和停止脈沖之間的粗時間間隔信息。
[0022]HT-FC04細計數(shù)模塊將開始脈沖和停止脈沖距離時鐘上升沿的細時間間隔進行處理，得到開始脈沖和停止脈沖的時間編碼信息。
[0023]HT-DD35編碼解析模塊將開始脈沖和停止脈沖的時間編碼信息解析成精確的細時間信息。
[0024]HT-LM550運算邏輯模塊利用開始脈沖和停止脈沖之間的粗時間間隔信息和開始脈沖和停止脈沖的精確的細時間信息，計算出開始脈沖和停止脈沖之間的精確的時間間隔信息。
[0025]本實用新型采用通過各個模塊硬件連接方式，進行時間間隔測量；并利用FPGA中的進位鏈構建整個延遲單元，以此計算精確的細時間數(shù)據(jù)。
[0026]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種高精度的時間間隔測量裝置，其特征在于，包括:HT-CC02粗計數(shù)模塊、HT-FC04細計數(shù)模塊、HT-LM550運算邏輯模塊、HT-DD35編碼解析模塊； 所述時間間隔測量裝置將時間間隔的開始和停止信號分別連接到HT-CC02粗計數(shù)模塊和HT-FC04細計數(shù)模塊的開始和停止端口， 所述的HT-FC04細計數(shù)模塊的細時間編碼端口連接HT-DD35編碼解析模塊的細時間解析端口，所述的HT-DD35編碼解析模塊的細時間計算端口連接HT-LM550運算邏輯模塊的細時間端口，所述的HT-CC02粗計數(shù)模塊的粗時間計算端口連接HT-LM550運算邏輯模塊的粗時間端口。
【文檔編號】G04F10/00GK203950131SQ201420405807
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權日:2014年7月22日
【發(fā)明者】侯紅朝 申請人:西安宏泰時頻技術有限公司