一种基于TDC-GP21的精密时间自动测量电路及方法技术

本发明专利技术提出了一种基于TDC-GP21的精密时间自动测量电路及方法，解决了现有技术中采用双斜式内插技术测量精密时间间隔，空间大、成本高、功耗大，测量的结果存在零点误差和非线性误差的问题。一种基于TDC-GP21的精密时间自动测量电路，包括：第一触发器，延时器，第二触发器，复用器，第三触发器，第四触发器，TDC-GP21芯片，FPGA芯片。本发明专利技术的基于TDC-GP21的精密时间自动测量电路，结构简单、成本低、功耗小；测量精度高、线性度好，测量时间精度可达45ps；具有自动校准功能，能自动补偿因电压和温度的变化引起的误差；测量速度快，使数字示波表的波形更新率显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试
，特别涉及一种应用于手持式数字示波表中的对触发点与采样点之间的时间间隔(Λ t)进行精确测量的电路和方法。
技术介绍
传统的示波表多用双斜式内插技术来实现精密时间的测量，双斜式内插技术是利用电容的充放电路将微小的时间间隔展宽来测量时间。图I所示为传统的双斜式内插电路，该电路是一个快速放电(下降斜坡)、慢速充电(上升斜坡)的双斜式积分电路，因为电容器101的每次充放电电荷相等，即t充XI充=t放X I放,所以则内插增益G = I放/I充=t充/t放，扩展后的波形经过比较器102的整形，作为闸门信号加到精密内插计数器103，对内插时钟Ti进行计数，计数值为i，则时间间隔At = iXTi/G。然而，双斜式内插技术在测量精密时间间隔时存在以下问题1)双斜式内插技术多采用模拟电路来实现，其器件布局空间大，成本高、功耗大，不适合手持式示波表；2)由于电容充放电时间的非线性，导致测量的结果存在零点误差和非线性误差；3)电容充放电性能受温度的影响非常巨大，对示波表整机的温度特性要求非常严格；4)在连续测量时，电路的测量反应速度较慢，示波表的波形更新率较慢。
技术实现思路
本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于TDC？GP21的精密时间自动测量电路，其特征在于，包括：第一触发器，其置位端耦接到高电平，时钟端耦接到触发信号，输出端输出第一触发信号；延时器，其输入端耦接到所述触发信号，对所述触发信号进行延时操作，输出端输出延时信号；第二触发器，其置位端耦接到所述第一触发器的输出端，时钟端耦接到所述延时器的输出端，其输出端输出第二触发信号；复用器，其输入端耦接到所述第二触发器的输出端，对所述第二触发信号进行一分二输出；第三触发器，其置位端耦接到所述复用器的第二输出端，时钟端耦接到采样时钟，输出端输出第三触发信号；第四触发器，其置位端耦接到所述第三触发器的输出端，时钟端耦接到所述采样时钟，输出端输出...

【技术特征摘要】
1.一种基于TDC-GP21的精密时间自动测量电路，其特征在于，包括第一触发器，其置位端耦接到高电平，时钟端耦接到触发信号，输出端输出第一触发信号;延时器，其输入端耦接到所述触发信号，对所述触发信号进行延时操作，输出端输出延时信号；第二触发器，其置位端耦接到所述第一触发器的输出端，时钟端耦接到所述延时器的输出端，其输出端输出第二触发信号；复用器，其输入端耦接到所述第二触发器的输出端，对所述第二触发信号进行一分二输出；第三触发器，其置位端耦接到所述复用器的第二输出端，时钟端耦接到采样时钟，输出端输出第三触发信号；第四触发器，其置位端耦接到所述第三触发器的输出端，时钟端耦接到所述采样时钟，输出端输出第四触发信号；TDC-GP21芯片，其启动端耦接到所述复用器的第一输出端，其停止端耦接到所述第四触发器的输出端；FPGA芯片，输出4路SPI读写时序信号到TDC-GP21芯片的输入端，用于配置TDC-GP21芯片的寄存器，并输出采集触发信号到所述第一触发器和第二触发器的复位端。2.如权利要求I所述的电路，其特征在于，所述采样时钟的频率为156.25MHzο3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述FPGA芯片为XC5VLX50芯片。4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一触发器、第二触发器、第三触发器和第四触发器为ON Semiconductor公司的MC100LVEL31DTG芯片。5.如权利要求3所述的电路,其特征在于,所述延时器为ONSemiconductor公司的MC100LVEL16DTG 芯片。6.如权利要求3所述的电路,其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪庆，郭同华，李云彬，向前，邵成华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：