文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222793
中文引用格式： 劉琛昊，金革. 皮秒級(jí)多脈沖時(shí)間間隔大量程時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(10)：108-112.
英文引用格式： Liu Chenhao，Jin Ge. A large range time measuring system study of picosecond multi-pulse time interval[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(10)：108-112.
0 引言
科學(xué)實(shí)驗(yàn)中許多信息是以時(shí)間信息方式存在于探測(cè)器的輸出信號(hào)中，典型的例子如飛行時(shí)間測(cè)量(Time of Flight，TOF)：發(fā)射端發(fā)射信號(hào)到待測(cè)物體后，被反射回探測(cè)器，通過(guò)對(duì)往返時(shí)間間隔進(jìn)行分析，可以得到距離信息，而所測(cè)得時(shí)間精度也就決定了TOF系統(tǒng)的精度[1]。而時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器則是在時(shí)間分析中使用較多的測(cè)量手段[1-2]。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中，若存在多個(gè)待測(cè)物體，探測(cè)器會(huì)收到多個(gè)信號(hào)，需進(jìn)行多次測(cè)量，增加實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜度，且無(wú)形中增加實(shí)驗(yàn)成本。針對(duì)這一情況，本文設(shè)計(jì)了在一次測(cè)試中，一個(gè)“開始”信號(hào)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)“停止”信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
數(shù)字型時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換相對(duì)模擬型的轉(zhuǎn)換方法具有穩(wěn)定性高、調(diào)試方便等優(yōu)勢(shì)；而數(shù)字器件中FPGA相對(duì)ASIC具有制造周期短、成本低、調(diào)試方便等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)是可編程的邏輯列陣，能夠有效地解決原有的器件門電路數(shù)較少的問(wèn)題。它能夠滿足幾乎所有應(yīng)用門陣列和中小規(guī)模的集成電路，編程靈活同時(shí)開發(fā)方便，可以實(shí)現(xiàn)在線、實(shí)時(shí)驗(yàn)證的要求[3-4]。本文以FPGA為核心器件，根據(jù)TDC的基本原理，以實(shí)現(xiàn)時(shí)間間隔測(cè)量為最終目的搭建系統(tǒng)，同時(shí)完成多脈沖時(shí)間間隔測(cè)量的功能，可以滿足實(shí)驗(yàn)中更多樣性的測(cè)量需求，也在其他高精度時(shí)間測(cè)量場(chǎng)合中具備應(yīng)用前景。
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作者信息：
劉琛昊1，金 革2
(1.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 微電子學(xué)院，安徽 合肥230026；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 近代物理系，安徽 合肥230026)
