[实用新型]一种时间间隔测量装置

说明书

本实用新型提供了一种时间间隔测量装置，包括信号调理模块、测量模块和数据传输模块；待测信号输入到信号调理模块，信号调理模块将待测信号进行调理后转换成标准信号，发送到测量模块；测量模块计算出测量数据，并将测量数据转换成二进制码，发送到数据传输模块；数据传输模块将测量数据传输到单片机完成测量数据的处理，处理完成后通过显示器完成测量数据的显示。本实用新型测量模块采用FPGA芯片，不仅可以解决电路系统小化、低功耗、高可靠性等问题，而且开发周期短，开发软件投入少。

技术领域

本实用新型涉及时间间隔测量技术领域，特别是涉及一种基于差分延迟技术的时间间隔测量装置。

背景技术

时间间隔的测量是电子测量领域的一项基本内容，无论是在卫星导航、高速数字通信、精密定位还是在高能物理、现代天文学、大地测量等众多领域都大量涉及到时间的测量和同步问题，并且随着这些专业领域的飞速发展，对时间和频率的测量分辨率及精度要求也越来越高，所以时间间隔测量的课题研究既具有很高的学术价值又有着广泛的市场应用前景。

随着20世纪高新技术的迅猛发展，尤其在航空航天领域，例如GPS和北斗的导航定位、火箭的发射与控制及精确制导武器等方面，对时间标准的要求越来越高，几乎没10年左右就有一个数量级的提高；同时，高新技术领域的发展对时间基标准器在准确度和稳定度也提出了很高要求。

量子物理学研究的兴起促进了以原子的跃迁频率为基准的原子时的发展，考虑到原子时的准确度只与原子自身的物理属性，即原子频标的准确度和稳定度，所以，采用基于高精度原子频标设计的原子钟是相当准确的。目前，以铯原子频标设计的铯原子钟精度已经达到飞秒量级，当然根据此原理建立的国际原子时也可以实现相同的数量级，这些技术的发展都为精密时间测量技术提供了坚实的理论基础。

时间间隔测量技术在原子核和粒子物理研究等基础研究领域也有重要的作用。如粒子物理实验中，飞行时间测量的时间范围一般是在几十纳秒的数量级，而漂移时间测量的时间范围则是几百纳秒的数量级。一般而言，粒子物理实验要求时间测量系统的时间分辨率和测量精度尽可能高，目前两者均在25ps左右的水平。

在国防科技中，高精度的时间同步也是一项重要研究课题。无论是突发保密通信、飞机和导弹的精确定位、战备预警还是雷达网之间的协调工作、各兵种间的协同作战都离不开高精度时间测量。随着科技的发展，这些领域对时间同步技术的要求会越来越高，时间间隔测量，特别是高分辨率、高稳定度的短时间间隔测量技术将会在国防安全、航天测控、数字通信网等领域发挥越来越重要的作用。

从时间间隔测量技术实现的方法来看，国际上主要应用基于CMOS工艺实现的ASIC芯片，其测量精度高，但是工艺要求严格，设计周期长，开发费用高昂，设计不够灵活。就目前我国的时间间隔测量技术发展现状而言，由于我国半导体产业与发达国家还有一定的差距，短时间内还不能完全基于CMOS工艺的ASIC电路来发展时间间隔测量技术。

实用新型内容

本实用新型采用FPGA芯片，解决了FPGA不仅可以解决电路系统小化、低功耗、高可靠性等问题，克服了普通ASIC设计的设计周期长、投资大、灵活性差的缺点。

本实用新型采用的技术方案如下：

本发明提供了一种时间间隔测量装置，包括信号调理模块、测量模块和数据传输模块；待测信号输入到信号调理模块，信号调理模块将待测信号进行调理后转换成标准信号，发送到测量模块；测量模块计算出测量数据，并将测量数据转换成二进制码，发送到数据传输模块；数据传输模块将测量数据传输到单片机完成测量数据的处理，处理完成后通过显示器完成测量数据的显示。

进一步地，所述待测信号包括待测时间间隔的开始信号和结束信号，以及由晶振电路产生的时钟信号。