一种高精度时间间隔测量模块设计

高精度时间间隔测量模块设计 本文设计了一种高精度时间间隔测量模块，该模块将标准晶振锁相倍频输出1200MHz高频参考时钟，通过测量发射脉冲与反射脉冲间时间间隔内高频参考时钟个数，得到时间间隔Δt，测时分辨率为0.83ns。 知识点1：脉冲计数法时间间隔测量技术 本文设计的一种高精度时间间隔测量模块基于脉冲计数法，该方法是时间间隔测量技术中最基本的方法。脉冲计数法是用标准信号形成被计数的参考时钟信号，周期为Tref，频率为fref，通过测量时间间隔Δt内参考时钟信号的个数n，直接显示Δt的值。 知识点2：高频参考时钟设计 高频参考时钟是脉冲计数法时间间隔测量的关键。为了产生低偏差低晃动的高频稳定时钟信号，本文设计了一个高频参考时钟输出1200MHz的系统。 知识点3：系统设计 该系统主要由高频参考时钟设计，分频计数电路，控制面板和显示电路等部分组成。单片机实现对各部分的功能初始化软件设计，在测时结束后读取分频计数结果，按公式（1）计算出时间间隔Δt，送给显示电路显示。 知识点4：软件设计 系统软件包括对各工作电路的初始化设置，根据分频计数电路得到的n值，计算时间间隔时间间隔Δt，送给显示电路显示。流程图如图4所示。 知识点5：实验验证 将本文研制的高精度时间间隔测量模块应用在电磁波时域反射电缆测长系统中。实验结果表明，本模块测时分辨率为0.83ns，测量误差很小，完全可以满足高精度时间间隔测量要求。 知识点6：应用价值 本文设计的一种高精度时间间隔测量模块具有很高的应用价值，不但可以实现对微小时间间隔的精确测量，而且在本模块的设计基础上，结合其他技术，可以实现对时间、频率以及相位的测量。 知识点7：单片机在时间间隔测量中的应用 单片机在时间间隔测量中扮演着重要的角色，负责对各部分的功能初始化，读取分频计数结果，计算时间间隔Δt，并送给显示电路显示。 知识点8：脉冲计数法在时间间隔测量中的应用 脉冲计数法是时间间隔测量技术中最基本的方法，通过测量时间间隔Δt内参考时钟信号的个数n，直接显示Δt的值。 知识点9：高频参考时钟在时间间隔测量中的应用 高频参考时钟是脉冲计数法时间间隔测量的关键，用于产生低偏差低晃动的高频稳定时钟信号。 知识点10：时间间隔测量在电磁波时域反射电缆测长系统中的应用 时间间隔测量在电磁波时域反射电缆测长系统中扮演着重要的角色，用于测量电缆长度L。