CN105785748A

CN105785748A - 电站用高精度脉冲时间间隔测量装置及测量方法

Info

Publication number: CN105785748A
Application number: CN201410821994.3A
Authority: CN
Inventors: 于占军
Original assignee: Heilongjiang Hongyu Power Station Equipment Co Ltd
Current assignee: Heilongjiang Hongyu Power Station Equipment Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-07-20

Abstract

电站用高精度脉冲时间间隔测量装置及测量方法。当两个脉冲的时间差为几十到几百ns时，传统的测量脉冲宽度的脉冲计数法已不再适用，要求1ns的测量误差时，时钟频率就需要提高到1GHz，此时一般计数器芯片很难正常工作，同时也会带来电路板的布线、材料选择、加工等诸多问题。本发明方法包括：装置壳体（1），所述的装置壳体内装有晶振（2），所述的晶振与驱动电路（3）电连接，所述的驱动电路与显示时钟（4）、门电路（5）、高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1（6）电连接，所述的门电路和所述的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1电连接，所述的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1和单片机（7）电连接。本发明用于测量脉冲时间间隔。

Description

电站用高精度脉冲时间间隔测量装置及测量方法

技术领域：

本发明涉及一种电站用高精度脉冲时间间隔测量装置及测量方法。

背景技术：

当两个脉冲的时间差为几十到几百ns时，传统的测量脉冲宽度的脉冲计数法已不再适用，要求1ns的测量误差时，时钟频率就需要提高到1GHz，此时一般计数器芯片很难正常工作，同时也会带来电路板的布线、材料选择、加工等诸多问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种电站用高精度脉冲时间间隔测量装置及测量方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种电站用高精度脉冲时间间隔测量装置，其组成包括：装置壳体，所述的装置壳体内装有晶振，所述的晶振与驱动电路电连接，所述的驱动电路与显示时钟、门电路、高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1电连接，所述的门电路和所述的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1电连接，所述的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1和单片机电连接。

利用所述的电站用高精度脉冲时间间隔测量装置进行测量的方法，利用高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1对时间间隔观测、频率和相位信号分析等方面测量的高精度，以及高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1提供的两个量程和精度可调整的三个模式来完成时间间隔测量；高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1提供了两个测量通道，每个通道精度250ps，两个通道精度等级完全相同；两个通道公用一个开始输入，可分别与四个独立的终止输入进行比较，最小时限为15ns；开始和终止信号必须持续2.5ns以上；终止信号之间可进行相互的比较，无最小时限；量程为3ns~7.6μs；两个通道可进行排序，这样可使1通道允许8个脉冲输入，这种模式下通道2的终止输入被忽略；为进行大量程时间测量，芯片引入了一个16位的预分频器。该模式下芯片只有通道1可用；正常精度模式下允许4个脉冲输入；终止信号之间不能相互比较，仅终止与开始信号可进行比较；最大量程60ns~200ms，输入开始信号，芯片内部迅速测量出这个信号与下一个校准时钟上升沿的时差，记为1；之后，计数器开始工作，得到此预分频器的工作周期数，记为period。这时，重新激活芯片内部测量单元，测量出输入的终止信号的第一个脉冲上升沿与下一个校准时钟上升沿的时差，记为2；3是终止信号的第二个脉冲上升沿与校准时钟上升沿的时差，tCal1是一个校准时钟周期，tCal2是两个校准时钟周期；根据开始信号与终止信号来测量脉冲时间间隔。

有益效果：

1.本发明利用高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1对时间间隔观测、频率和相位信号分析等方面测量的高精度，以及高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1提供的两个量程和精度可调整的三个模式来完成时间间隔测量；高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1提供了两个测量通道，每个通道精度250ps，两个通道精度等级完全相同；两个通道公用一个开始输入，可分别与四个独立的终止输入进行比较，最小时限为15ns；开始和终止信号必须持续2.5ns以上；终止信号之间可进行相互的比较，无最小时限；量程为3ns~7.6μs；两个通道可进行排序，这样可使1通道允许8个脉冲输入，这种模式下通道2的终止输入被忽略；为进行大量程时间测量，芯片引入了一个16位的预分频器。该模式下芯片只有通道1可用；正常精度模式下允许4个脉冲输入；终止信号之间不能相互比较，仅终止与开始信号可进行比较；最大量程60ns~200ms，输入开始信号，芯片内部迅速测量出这个信号与下一个校准时钟上升沿的时差，记为1；之后，计数器开始工作，得到此预分频器的工作周期数，记为period。这时，重新激活芯片内部测量单元，测量出输入的终止信号的第一个脉冲上升沿与下一个校准时钟上升沿的时差，记为2；3是终止信号的第二个脉冲上升沿与校准时钟上升沿的时差，tCal1是一个校准时钟周期，tCal2是两个校准时钟周期；根据开始信号与终止信号来测量脉冲时间间隔。

本发明的高精度时间间隔测量芯片TDC另一个重要特征是引入了精度可调整模式。在此模式下，两通道数值会非常精确。校准环路由外部时钟引入作为参考。高速逻辑门电路的延迟时间一般只有几ns，用以前的脉冲计数法无法对之进行测量。使用高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1后，这类工作就变得相对容易多了。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的电路图。

具体实施方式：

实施例1：

一种电站用高精度脉冲时间间隔测量装置，其组成包括：装置壳体1，所述的装置壳体内装有晶振2，所述的晶振与驱动电路3电连接，所述的驱动电路与显示时钟4、门电路5、高精度时间间隔测量芯片TDC-GP16电连接，所述的门电路和所述的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1电连接，所述的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1和单片机7电连接。

实施例2：

利用实施例1所述的电站用高精度脉冲时间间隔测量装置进行测量的方法，利用高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1对时间间隔观测、频率和相位信号分析等方面测量的高精度，以及高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1提供的两个量程和精度可调整的三个模式来完成时间间隔测量；高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1提供了两个测量通道，每个通道精度250ps，两个通道精度等级完全相同；两个通道公用一个开始输入，可分别与四个独立的终止输入进行比较，最小时限为15ns；开始和终止信号必须持续2.5ns以上；终止信号之间可进行相互的比较，无最小时限；量程为3ns~7.6μs；两个通道可进行排序，这样可使1通道允许8个脉冲输入，这种模式下通道2的终止输入被忽略；为进行大量程时间测量，芯片引入了一个16位的预分频器。该模式下芯片只有通道1可用；正常精度模式下允许4个脉冲输入；终止信号之间不能相互比较，仅终止与开始信号可进行比较；最大量程60ns~200ms，输入开始信号，芯片内部迅速测量出这个信号与下一个校准时钟上升沿的时差，记为1；之后，计数器开始工作，得到此预分频器的工作周期数，记为period。这时，重新激活芯片内部测量单元，测量出输入的终止信号的第一个脉冲上升沿与下一个校准时钟上升沿的时差，记为2；3是终止信号的第二个脉冲上升沿与校准时钟上升沿的时差，tCal1是一个校准时钟周期，tCal2是两个校准时钟周期；根据开始信号与终止信号来测量脉冲时间间隔。

Claims

1.一种电站用高精度脉冲时间间隔测量装置，其组成包括：装置壳体，其特征是：所述的装置壳体内装有晶振，所述的晶振与驱动电路电连接，所述的驱动电路与显示时钟、门电路、高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1电连接，所述的门电路和所述的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1电连接，所述的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1和单片机电连接。

2.一种利用权利要求1所述的电站用高精度脉冲时间间隔测量装置进行测量的方法，其特征是：利用高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1对时间间隔观测、频率和相位信号分析等方面测量的高精度，以及高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1提供的两个量程和精度可调整的三个模式来完成时间间隔测量；高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1提供了两个测量通道，每个通道精度250ps，两个通道精度等级完全相同；两个通道公用一个开始输入，可分别与四个独立的终止输入进行比较，最小时限为15ns；开始和终止信号必须持续2.5ns以上；终止信号之间可进行相互的比较，无最小时限；量程为3ns~7.6μs；两个通道可进行排序，这样可使1通道允许8个脉冲输入，这种模式下通道2的终止输入被忽略；为进行大量程时间测量，芯片引入了一个16位的预分频器。

3.该模式下芯片只有通道1可用；正常精度模式下允许4个脉冲输入；终止信号之间不能相互比较，仅终止与开始信号可进行比较；最大量程60ns~200ms，输入开始信号，芯片内部迅速测量出这个信号与下一个校准时钟上升沿的时差，记为1；之后，计数器开始工作，得到此预分频器的工作周期数，记为period。

4.这时，重新激活芯片内部测量单元，测量出输入的终止信号的第一个脉冲上升沿与下一个校准时钟上升沿的时差，记为2；3是终止信号的第二个脉冲上升沿与校准时钟上升沿的时差，tCal1是一个校准时钟周期，tCal2是两个校准时钟周期；根据开始信号与终止信号来测量脉冲时间间隔。