高精度相位和频率测量系统技术方案

高精度相位和频率测量系统，系统中的输入信号调理电路将外部输入的通道A信号、通道B信号以及参考时钟信号分别转变为脉冲信号送至FPGA电路；FPGA电路对处理后的通道A信号和通道B信号之间的时间间隔进行粗计数测量，并在所述的时间间隔的开始和结尾处生成两个内插脉冲，并将两个内插脉冲分别输出至积分式模拟延展电路；接收积分式模拟延展电路返回的两个积分脉冲，并对返回的脉冲分别进行计数测量，结合延迟修正参数，计算得到A、B信号的相位和频率通过异步串行通信电路发送至上位计算机；积分式模拟延展电路根据内插脉冲形成积分电压，并将积分电压比较整形送至FPGA电路；异步串行通信电路用于与上位计算机串口通信；参数存储电路用于存储延迟修正参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高精度相位和频率测量技术，是在传统粗计数测量方法的基础上，综合采用双内插法和积分式模拟延展法，将待测量的时间间隔分成三部分分别进行精密测量，使时间间隔的测量分辨率达到50ps，测量范围能够覆盖50ps至任意长的时间间隔。本技术在传统的电信通信工程实践领域、原子核物理理论研究领域，尤其是在现代激光测距系统、卫星定位导航系统等航天军事
，都有非常广泛并且关键的应用。
技术介绍
相位和频率是信号的两个重要的物理参量，在现代很多工程实践与理论研究领域都要求对它们进行精密测量。相位的测量是指对两个信号相位差时间间隔t的测量。频率是指单位时间内周期信号经过的周期数，常记为f，由下式表示 η

【技术保护点】
高精度相位和频率测量系统，其特征在于：包括输入信号调理电路(1)、FPGA电路(2)、积分式模拟延展电路(3)、异步串行通信电路(4)和参数存储电路(5)；输入信号调理电路(1)：将外部输入的通道A信号、通道B信号以及参考时钟信号分别转变为CMOS标准电平的脉冲信号送至FPGA电路(2)；FPGA电路(2)：对输入信号调理电路(1)输入的处理后的通道A信号和通道B信号之间的时间间隔进行粗计数测量t1，并在所述的时间间隔的开始和结尾处生成两个内插脉冲，并将两个内插脉冲分别输出至积分式模拟延展电路(3)；接收积分式模拟延展电路(3)返回的两个积分脉冲，并对返回的脉冲分别进行计数测量t2和t3，结合参数存储电路(5)存储的延迟修正参数td，计算得到A、B信号之间时间间隔的精确时间长度t＝t1+t2?t3+td，进而计算得到A、B信号的相位t和频率f，并将计算结果通过异步串行通信电路(4)发送至上位计算机；积分式模拟延展电路(3)：在每个内插脉冲时间间隔内，对积分电容进行充电，在内插脉冲结束后，积分电容进行放电，积分电容的充电和放电过程形成积分电压，并将积分电压比较整形得到标准CMOS电平的积分脉冲，并将该积分脉冲送至FPGA电路(2)；异步串行通信电路(4)：将FPGA电路(2)和上位计算机串口相连，用于与上位计算机串口通信，实时上报输入信号的状态、相位与频率计算结果；参数存储电路(5)：与FGAP电路(2)相连接，用于存储延迟修正参数。...

【技术特征摘要】
1.高精度相位和频率测量系统，其特征在于包括输入信号调理电路(I)、FPGA电路(2)、积分式模拟延展电路(3)、异步串行通信电路(4)和参数存储电路(5)；输入信号调理电路(I):将外部输入的通道A信号、通道B信号以及参考时钟信号分别转变为CMOS标准电平的脉冲信号送至FPGA电路(2)；FPGA电路⑵对输入信号调理电路⑴输入的处理后的通道A信号和通道B信号之间的时间间隔进行粗计数测量h，并在所述的时间间隔的开始和结尾处生成两个内插脉冲， 并将两个内插脉冲分别输出至积分式模拟延展电路(3);接收积分式模拟延展电路(3)返回的两个积分脉冲，并对返回的脉冲分别进行计数测量&和t3，结合参数存储电路(5)存储的延迟修正参数td，计算得到A、B信号之间时间间隔的精确时间长度t = ^〖3+^进而计算得到A、B信号的相位t和频率f，并将计算结果通过异步串行通信电路(4)发送至上位计算机；积分式模拟延展电路(3):在每个内插脉冲时间间隔内，对积分电容进行充电，在内插脉冲结束后，积分电容进行放电，积分电容的充电和放电过程形成积分电压，并将积分电压比较整形得到标准CMOS电平的积分脉冲，并将该积分脉冲送至FPGA电路(2);异步串行通信电路(4) JfFPGA电路(2)和上位计算机串口相连，用于与上位计算机串口通信，实时上报输入信号的状态、相位与频率计算结果；参数存储电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙高建，龚立东，顾兴旺，杜亚珍，王佳佳，孙甲琦，李树忠，
申请(专利权)人：北京遥测技术研究所，航天长征火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：