基于FPGA和TDC芯片的高精度時間間隔計數器研制

作者：閆菲菲,馬紅皎,何在民,邢燕

摘要：大型物理實驗、國防和工業等應用場合對時間間隔測量精度需求通常達到百皮秒甚至十皮秒量級,并對多通道同步測量提出了新的要求。利用FPGA(field-programmable gate array)使用靈活的特性,研制了一種基于FPGA和TDC(time-to-digital conversion)芯片的高精度時間間隔計數器,使用Verilog硬件描述語言設計系統所需的配置模塊、UART接口、SPI接口等完成測量。利用中國科學院國家授時中心鐘房產生的10MHz標準頻率信號作為參考時鐘,1PPS時間信號作為測試信號,搭建平臺對設計的時間間隔計數器進行測試評估。實驗結果表明本計數器測量精度優于60ps,量程可達1.6s,可實現4通道同時測量,同時具備脈寬測量功能。該計數器采用模塊化設計,可作為嵌入式設備使用。

發文機構：中國科學院國家授時中心 中國科學院大學

關鍵詞：時間數字轉換時間間隔測量高精度time to digital convertertime interval measurementhigh precision

分類號： TP274[自動化與計算機技術—控制科學與工程][自動化與計算機技術—檢測技術與自動化裝置]