基于FPGA的高精度时间间隔测量技术研究  被引量:4

Research on High-Precision TDC Based on FPGA

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作  者:罗鸣 黄亮[1] LUO Ming;HUANG Liang(Huazhong Institute of Electro-Optics-Wuhan National Laboratory for Optoelectronics,Wuhan 430223,China)

机构地区:[1]华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心,湖北武汉430223

出  处:《光学与光电技术》2020年第1期86-90,共5页Optics & Optoelectronic Technology

基  金:装备技术基础科研合同(CBZJP20162××××)资助项目.

摘  要:为了对时间间隔进行高精度测量,设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的时间数字转换器。整个系统分为"粗"测量模块和"细"测量模块两部分。"粗"测量模块的基本原理为直接计数法,"细"测量模块利用了FPGA内部的进位链构造了延迟链。采用了位置约束和多链联合测量的方法对延迟模块进行了优化。最后经过实物测试得知时间数字转换器的测量分辨率为6.757 ps,测量精度为33.802 ps,微分非线性DNL的范围为(-1,3.322)LSB,积分非线性INL的范围为(-11.055,9.594)LSB。该项技术可用于光电信号传输过程中延时的校准。In order to measure the time interval with high precision,a time-to-digital converter based on Field Programmable Gate Array(FPGA)was designed.The whole system is divided into two parts:"crude"measurement module and"fine"measurement module.The basic principle of the"rough"measurement module is the direct counting method.The"fine"measurement module uses the carry chain inside the FPGA to construct the delay chain.In this paper,the delay module is optimized by the method of position constraint and multi-chain joint measurement.Finally,the physical test shows that the measurement resolution of TDC is 6.757 ps,the measurement accuracy is 33.802 ps,the range of differential nonlinear DNL is(-1,3.322)LSB,and the range of integral nonlinear INL is(-11.055,9.594)LSB.This technique can be used to calibrate the delay time of photoelectric signal transmission.

关 键 词:时间数字转换器 现场可编程逻辑门阵列 延迟链 位置约束 多链联合测量 

分 类 号:TN791[电子电信—电路与系统]

 

参考文献:

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引证文献:

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