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时间间隔测量仪的分析与实现

作　者: 汤海
导　师: 周渭
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 短时间间隔测量 模拟内插法 SR620测量仪 量化时延
分类号: TM935.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 247次
引　用: 3次
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内容摘要


在现代电子技术中，频率及时间的测量与它们的控制技术占有非常重要的地位。本文主要探讨有关短时间间隔的测量方法及其测量仪的研究。首先，本文对模拟内差法、游标法等高精度的短时间间隔测量原理进行介绍，并在模拟内插的原理上实现了提高测量分辨率的实际电路。其次，本文分析了国外高精度的通用测量仪SR620测量频率、周期、相位差的理论和方法，随后对该仪器测量时间间隔的电路设计进行分析，主要对其高分辨率的理论和实现方法做了详细的阐述，通过对该仪器的研究，为设计高精度的时间间隔测量仪提供了思路和经验。最后，本文提出一种新的高分辨率的时间间隔测量方法，该方法将周期同步法与量化延时法相结合，有效地消除了±1个字计数误差的影响。在此方法基础上，设计了高精度的时间间隔测量仪，该测量仪具有4.3ns的分辨率，测量范围100ns～10us。由于采用了可编程逻辑器件CPLD和相应的EDA开发工具，简化了电路设计，缩短了开发周期。本文还对无源延时线法，串并联相结合的并行延迟链阵测时法和双量化延迟链测时法等短时间间隔测量方法作了进一步研究。此外，文章在分析SR620的基础上，结合本仪器对测量频率、周期、脉冲上升／下降时间、脉冲宽度做了说明。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 时间基准的发展和时间频率测量的重要性  7-8
  1.2 时间间隔测量  8
  1.3 本论文的主要成果  8-10
  1.4 小结  10-11
第二章 时频基本理论和基本测量方法  11-25
  2.1 时频的基本概念  11-14
    2.1.1 频率准确度  11
    2.1.2 频率稳定度  11-12
    2.1.3 系统漂移率及其计算  12-13
    2.1.4 测量准确度和精密度  13-14
  2.2 常用时间间隔测量方法  14-22
    2.2.1 直接计数法  14-15
    2.2.2 模拟内差法  15-16
    2.2.3 游标法  16-18
    2.2.4 特殊短时间间隔的测量方法  18-22
  2.3 小结  22-25
第三章 基于内插法测试仪的设计  25-33
  3.1 时间间隔测量仪的设计  25-31
    3.1.1 测量系统的结构  25-27
    3.1.2 测量误差分析  27-28
    3.1.3 电路实现  28-30
    3.1.4 测量软件流程和测量结果  30-31
  3.2 小结  31-33
第四章 SR620 通用时间间隔计数器的测量系统  33-53
  4.1 多周期同步法同模拟内插法的结合  33-36
    4.1.1 多周期同步法的分析  33-35
    4.1.2 传统内插法与多周期同步的结合  35-36
  4.2 SR620 时间间隔计数器的测量系统  36-40
    4.2.1 SR620 的测量功能模式  36-37
    4.2.2 时间间隔测量  37-38
    4.2.3 频率的测量  38-39
    4.2.4 周期测量  39
    4.2.5 相位测量  39-40
  4.3 SR620 测量系统的电路设计  40-50
    4.3.1 SR620 时间间隔测量总体设计框图  40-41
    4.3.2 SR620 的微处理器部分  41-43
    4.3.3 时基系统  43
    4.3.4 闸门系统设计  43-46
    4.3.5 积分电路  46-47
    4.3.6 A/D 转换设计  47-50
  4.4 对 SR620 系统的进一步研究  50-51
  4.5 小结  51-53
第五章 量化时延原理及基于原理的测试仪设计  53-75
  5.1 量化时延原理  53-55
  5.2 基于量化时延原理的时间间隔测量仪  55-67
    5.2.1 硬件电路构成  55-60
    5.2.2 软件的设计  60-63
    5.2.3 测量精度验证及分析  63-67
  5.3 对量化时延法的进一步研究  67-73
    5.3.1 延时单元与无源延时线结合  67-68
    5.3.2 并行延时链测时法  68-70
    5.3.3 双量化延时链测时法及循环测时法  70-73
  5.4 新型通用测试仪设计的探讨  73-74
    5.4.1 频率/周期的测量设计  73
    5.4.2 上升/下降的测量设计  73-74
    5.4.3 脉冲宽度测量的设计  74
  5.5 小结  74-75
结论  75-77
致谢  77-79
参考文献  79-81
附录  81-83
研究生在读期间的研究成果  83

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 频率、波形参数的测量及仪表 > 波长、频率（时间）的测量及仪表 > 时间测量仪（电子毫秒表）、时间间隔测量仪器
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