一種基于延遲線內(nèi)插法的精密時間間隔測量電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體在電力設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中的研究、應用領域，具體涉及一種基于延遲線內(nèi)插法的精密時間間隔測量電路。
【背景技術】
[0002]時間間隔測量技術在電子通信、脈沖激光測距、頻率綜合等研究領域都有著廣泛的工業(yè)用途。在電力生產(chǎn)領域，例如基于特高頻局部放電位置的監(jiān)測、定位技術、基于RFID的電力設備巡檢實時定位系統(tǒng)中，均有時間同步和測距模塊，使得時間間隔的測量成為其中關鍵的部分，定位系統(tǒng)的精度關鍵取決于時間間隔測量的精度。因而為了達到好的系統(tǒng)性能，提尚時間間隔測量的精度至關重要。
[0003]目前常用的時間間隔測量方法有如下分類:數(shù)字計數(shù)器法、模擬內(nèi)插法、時間幅度轉(zhuǎn)換法、游標卡尺法、“粗”計數(shù)和“細”時間測量組合的方法等。為了能同時滿足高精度和大量程的需求，目前主流方案依然是所謂的“粗”計數(shù)和“細”時間測量組合，這里“粗”計數(shù)即數(shù)字計數(shù)器法，采用格雷碼計數(shù)器實現(xiàn)，“細”時間測量依靠內(nèi)插技術。然而在時間同步系統(tǒng)中，時間間隔的測量至關重要。一方面，提高時間間隔測量的精度，可使電力生產(chǎn)中的局部放電監(jiān)測或RFID設備信息采集的定位更加精確，另一方面，延遲線內(nèi)插法是近年來廣泛研究和采用的一種時間間隔測量方法，因此，有必要研究、應用一種基于延遲線內(nèi)插法的精密時間間隔測量電路，并結(jié)合電子計數(shù)器使之測量量程，從而達到在線監(jiān)測局部放電、采集RFID設備信息等高精度、大量程測量要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種實現(xiàn)128級延時的基于延遲線內(nèi)插法的精密時間間隔測量電路，為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0005]—種基于延遲線內(nèi)插法的精密時間間隔測量電路，其特征在于:包括時間分辨器、START數(shù)據(jù)通道、STOP數(shù)據(jù)通道、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)輸出端口，所述時間分辨器用于產(chǎn)生待測脈沖信號，并將待測脈沖信號分別通過START數(shù)據(jù)通道和STOP數(shù)據(jù)通道與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器進行互聯(lián)，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器將時間間隔信號送入數(shù)據(jù)輸出端口實現(xiàn)平衡輸出。
[0006]優(yōu)選地，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括延遲鏈和脈沖計數(shù)器，所述延遲鏈包括BUF1?BUF128級延遲單元、Q0?Q127級D觸發(fā)器和多級移位寄存器，所述BUF1?BUF128級延遲單元依次串行連接，每一級延遲單元的輸出依次接到Q0?Q127級D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端，所述D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出端通過移位寄存器由并行變?yōu)榇休敵觥?br>[0007]優(yōu)選地，所述START數(shù)據(jù)通道和STOP數(shù)據(jù)通道分別包括128路延遲單元，經(jīng)過START數(shù)據(jù)通道和STOP數(shù)據(jù)通道的脈沖信號經(jīng)過左右兩路延遲單元將脈沖信號一分為二，左右兩兩對稱拆分，然后延遲單元將脈沖信號二分為四，四分為八，如此類推并依次連接，直到最末端分為左右各為64路延遲單元。
[0008]優(yōu)選地，所述脈沖計數(shù)器采用時基為80MHz的32位計數(shù)器。
[0009]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)輸出端口為RS232接口電路。
[0010]綜上所述，本實用新型由于采用了上述方案，本實用新型具有以下有益效果:第一，本實用新型獨創(chuàng)了基于門延時的延遲線內(nèi)插技術(時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，time-to-digitalconverter-TDC)，實現(xiàn)了通過對延時鏈的片上應用可驗證和分析時間間隔測量系統(tǒng)性能的影響因素，突破了延遲線內(nèi)插法精細測量部分在ASIC芯片上測試、應用的關鍵難題，并率先將測試精度控制Ins以內(nèi)。第二，該電路可集成到定位芯片中，通過檢測信號到達芯片的時間差(TD0A)來確定目標的距離，實現(xiàn)局部放電源、RFID電子標簽等的準確定位。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實用新型實例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施實例或現(xiàn)有技術描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯然，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創(chuàng)造性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1是本實用新型一種基于延遲線內(nèi)插法的精密時間間隔測量電路的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0013]圖2是本實用新型START數(shù)據(jù)通道和STOP數(shù)據(jù)通道的電路原理圖。
[0014]圖3是本實用新型一種基于延遲線內(nèi)插法的精密時間間隔測量電路的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器原理圖。
[0015]圖4是本實用新型一種基于延遲線內(nèi)插法的精密時間間隔測量電路的測量時序圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合本實用新型實例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]如圖1所示，一種基于延遲線內(nèi)插法的精密時間間隔測量電路，包括時間分辨器、START數(shù)據(jù)通道、STOP數(shù)據(jù)通道、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)輸出端口，所述時間分辨器用于產(chǎn)生待測脈沖信號，并將待測脈沖信號分別通過START數(shù)據(jù)通道和STOP數(shù)據(jù)通道與時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器進行互聯(lián)，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器將時間間隔信號送入數(shù)據(jù)輸出端口實現(xiàn)平衡輸出，，所述脈沖計數(shù)器采用時基為80MHz的32位計數(shù)器，所述數(shù)據(jù)輸出端口為RS232接口電路。
[0018]結(jié)合圖1和圖2，所述START數(shù)據(jù)通道和STOP數(shù)據(jù)通道分別包括128路延遲單元BUF，通過START數(shù)據(jù)通道和STOP數(shù)據(jù)通道的脈沖信號經(jīng)過左右兩路延遲單元BUF (緩沖器BUF)將脈沖信號一分為二，左右兩兩對稱拆分，左右兩路(A為右路，B為左路)的延遲單元BUF將脈沖信號二分為四，四分為八，如此類推并依次連接，直到最末端分為左右各為64路延遲單元BUF為止，左右兩路最末尾的延遲單元BUF輸出相