基于FPGA和TDC芯片的高精度时间间隔计数器研制

作者：闫菲菲,马红皎,何在民,邢燕

摘要：大型物理实验、国防和工业等应用场合对时间间隔测量精度需求通常达到百皮秒甚至十皮秒量级,并对多通道同步测量提出了新的要求。利用FPGA(field-programmable gate array)使用灵活的特性,研制了一种基于FPGA和TDC(time-to-digital conversion)芯片的高精度时间间隔计数器,使用Verilog硬件描述语言设计系统所需的配置模块、UART接口、SPI接口等完成测量。利用中国科学院国家授时中心钟房产生的10MHz标准频率信号作为参考时钟,1PPS时间信号作为测试信号,搭建平台对设计的时间间隔计数器进行测试评估。实验结果表明本计数器测量精度优于60ps,量程可达1.6s,可实现4通道同时测量,同时具备脉宽测量功能。该计数器采用模块化设计,可作为嵌入式设备使用。

发文机构：中国科学院国家授时中心 中国科学院大学

关键词：时间数字转换时间间隔测量高精度time to digital convertertime interval measurementhigh precision

分类号： TP274[自动化与计算机技术—控制科学与工程][自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]