中心議題：

• 一種高精度時間間隔測量模塊設計
• 基於脈衝計數法的時間間隔測量技術

解決方案：

• 硬件設計
• 軟件設計

1引言

精密時間間隔測量是工業
、國防及電力應用等方麵的關鍵技術
，脈衝計數法是時間間隔測量技術中最基本的方法[1]
，因yin此ci研yan究jiu基ji於yu脈mai衝chong計ji數shu法fa的de時shi間jian間jian隔ge測ce量liang技ji術shu具ju有you重zhong要yao的de現xian實shi意yi義yi。本ben文wen設she計ji了le一yi種zhong高gao精jing度du時shi間jian間jian隔ge測ce量liang模mo塊kuai，介jie紹shao了le該gai模mo塊kuai的de軟ruan硬ying件jian實shi現xian方fang法fa。大da量liang實shi驗yan證zheng明ming本ben模mo塊kuai可ke以yi實shi現xian對dui微wei小xiao時shi間jian間jian隔ge的de精jing確que測ce量liang，具ju有you很hen高gao的de應ying用yong價jia值zhi。

2原理概述

脈衝計數法是用標準信號形成被計數的參考時鍾信號，周期為Tref，頻率為fref，通過測量時間間隔Δt內參考時鍾信號的個數n，直接顯示Δt的值。
3係統設計

如圖1suoshi，gaixitongzhuyaoyougaopincankaoshizhongsheji，fenpinjishudianlu，kongzhimianbanhexianshidianludengbufenzucheng。youdanpianjishixianduigebufendegongnengchushihuaruanjiansheji
，zaiceshijieshuhouduqufenpinjishujieguo，angongshi（1）計算出時間後送顯示電路顯示。 [page]
3.1硬件設計

由公式(1)可以看出，高頻參考時鍾是脈衝計數法時間間隔測量的關鍵。為了產生低偏差低晃動的高頻穩定時鍾信號
，本

3.2軟件設計

係統軟件包括對各工作電路的初始化設置
，根據分頻計數電路得到的n值，計算時間間隔時間間隔Δt
，送給顯示電路顯示。流程圖如圖4所示。 4實驗驗證

將本文研製的高精度時間間隔測量模塊應用在電磁波時域反射電纜測長係統中。根據電磁波時域反射測長原理，有如下關係式  
式中，Δt為發射脈衝與反射脈衝的時間間隔，L為電纜長度，v為電磁波在電纜中的傳播速度，對特定材料的電纜，波速取固定值[2]
，本文取v=0.192m/ns。
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由關係式(2)可知
，對已知材料的電纜
，電纜長度L與發射脈衝與反射脈衝間時間間隔Δt成正比。通過對已知長度的電纜發射脈衝與反射脈衝的時間間隔進行測量，可以對時間間隔測量模塊的特性進行驗證。本文對長7.01m
，66.77m和120.30m的電纜分別進行多次測量，測量結果如表2所示。

由實驗結果可以看出，本模塊測時分辨率為0.83ns，測量誤差很小，完全可以滿足高精度時間間隔測量要求。

5結論

本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)一(yi)種(zhong)高(gao)精(jing)度(du)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)測(ce)量(liang)模(mo)塊(kuai)的(de)軟(ruan)硬(ying)件(jian)設(she)計(ji)方(fang)法(fa)
，該(gai)模(mo)塊(kuai)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)，易(yi)於(yu)實(shi)現(xian)，測(ce)時(shi)精(jing)度(du)高(gao)。不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)微(wei)小(xiao)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)的(de)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)，而(er)且(qie)在(zai)本(ben)模(mo)塊(kuai)的(de)設(she)計(ji)基(ji)礎(chu)上(shang)，結(jie)合(he)其(qi)他(ta)技(ji)術(shu)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)時(shi)間(jian)

、頻率以及相位的測量，具有很高的應用價值。

6本文創新點

本文設計了一種高精度時間間隔測量模塊。該模塊將標準晶振鎖相倍頻輸出1200MHz高頻參考時鍾，通過測量發射脈衝與反射脈衝間時間間隔內高頻參考時鍾個數，得到時間間隔Δt，測時分辨率為0.83ns。