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高精度时间间隔测量方法
时间：2023-03-26 22:44:27 下载该word文档
高精度时间间隔测量方法综述
孙杰潘继飞
（解放军电子工程学院，安徽合肥，230037）
摘要：时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用，如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上，重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法，这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量，并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。
关键词：时间间隔；原理误差；内插；时间数字转换；时间幅度转换
MethodsofHighPrecisionTime-IntervalMeasurement SUNJie,PANJi-fei （ElectronicEngineeringInstituteofPLA,HeFei230037,China）
Abstract:Technologyoftime-intervalmeasurementhasbeenappliedinmanyfields.Howtoimproveitsprecisionisanemergentquestion.Onthebasesofanalyzingelectroniccounter’sprincipleanderror,thispaperputsemphasisuponintroducinghighprecisiontime-intervalmeasurementsallovertheworld.Allthesemethodsaimatelectroniccounter’sprincipleerror,andobtainspecialeffect.Lastly,theprogressdirectionandapplication foregroundofhighprecisiontime-intervalmeasurementmethodsarepredicted. KeyWords: timeinterval;principleerror;interpolating;time-to-digitalconversion;time-to-amplitudeconversion 0引言
时间有两种含义，一种是指时间坐标系中的某一刻；另一种是指时间间隔，即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间，因此，时间间隔测量属于时间测量的范畴。
时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用，因此，如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法，指出其发展趋势，为研究新的测量方法指明了方向。
1电子计数法
1.1测量原理与误差分析
在测量精度要求不高的前提下，电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法，已经在许多领域获得了实际应用，其测量原理如图1所示：
时间间隔 Tx 待测脉冲量化时钟
MT1
……………………………………………
图1电子计数法测量时间间隔基本原理
NT2
量化时钟频率为 对应的周期T01f0，在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数M,N，T1，f0 ， T2为待测脉冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔，则待测脉冲时间间隔Tx为：
T x NMT0T1T2（1）
然而，电子计数法得到的是计数脉冲个数M,N，因此其测量的脉冲时间间隔为：
T ' x NMT0（2）
比较表达式（1）（2）可得电子计数法的测量误差为T1T2，其最大值为一个量化时钟周期T0，产生的原因是待测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致，该误差称为电子计数法的原理误差。
除了原理误差之外，电子计数法还存在时标误差，分析表达式（2）得到：
比较表达式（3）（2）：
T'xNM.T0NM.T0（3）
T'xNMT 0