基于FPGA的TDC系統偏差修正方法的研究

作者：劉正陽,劉音華,李孝輝

摘要：隨著TDC(time-to-digital converter)技術的廣泛應用,對其精度的要求也越來越高。系統偏差作為TDC測量中不可避免的誤差,通常由硬件結構、電路走線、測量過程等過程引入,其是否可以被有效修正直接影響著測量精度。為此,分析了基于FPGA(field-programmable gate array)的時間間隔測量的工作原理及系統組成,并搭建了硬件測試平臺,進行了一系列時間間隔測量實驗及系統偏差分析,結合FPGA測量原理,繪出了系統偏差修正方案并評估了時間間隔測量精度的影響。實驗表明,建立有效的一次模型對測量結果進行擬合并對測量結果進行修正,可以將系統偏差控制在100ps以下,提高TDC測量準確度。

發文機構：中國科學院國家授時中心 中國科學院大學 中國科學院時間基準頻率重點實驗室 中國科學院大學天文與空間科學學院

關鍵詞：現場可編程門陣列時間數字轉換技術系統偏差準確度field-programmable gate array(FPGA)time-to-digital converter(TDC)system deviationaccuracy

分類號： P127.1[天文地球—天體測量][天文地球—天文學]