[发明专利]时间精密测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密的时间测量方法，更具体地说，是一种利用波形转换，将方波转换为三角波，从而进行精密测时的方法。

背景技术

在很多应用场合下，需要精确地得到时间信息。在通常的测量方法中，由于方波波形的特点，一般仅能精确到整数个方波上，而引入小数倍方波宽度的误差。这样，误差范围就是一个方波的宽度。

本时间精密测量方法是减小时间测量误差的有效技术手段。它将方波转化为三角波，通过对三角波幅度的测量，得出精确的方波相位，从而得出精确的时间信息。

发明内容

本发明的目的在于：提出了一种基于波形转换的精密测时方法，可以有效地缩小因方波相位难以测量而引起的测时误差。

本发明的技术方案是：将方波信号分为两路：一路是方波，另一路是通过波形转换将方波变成与其同步的三角波。通过对方波计数，可以得到方波周期整数倍计时；通过测量三角波的幅度，可以得出方波的相位信息，即方波周期小数倍计时。测时方法由波形转换模块、模数转换模块、计数模块、中心处理模块构成。波形转换模块所要完成的功能是将方波信号通过波形转换，转换成与之同步的三角波信号。模数转换模块所要完成的功能是对三角波进行相应的模数转换。计数模块所要完成的功能是对方波整数倍周期进行计时，得到方波周期整数倍时间信息。中心处理模块所要完成的功能是消除三角波相位“模糊”的问题，并输出精确的时间信息。

本发明的优点是：提供了一种消除方波小数倍相位误差的方法，该方法以较小的代价，有效地提高了时间测量精度。

附图说明

图1是测量原理框图。

图2是利用MAX038实现波形转换的电路。

图3是测量波形图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细描述。参见图1，本发明由波形转换模块、模数转换模块、计数模块、中心处理模块构成。

A波形转换模块完成的功能是：将方波信号转换为与之同步的三角波信号。图2给出了一种(不限于)利用MAX038实现的波形转换方式。

B模数转换模块完成的功能是：在起始脉冲和终止脉冲的作用下，对三角波进行相应的模数转换。其中，转换要求在一个起始或终止脉冲内完成。

C计数模块完成的功能是：对起始脉冲和终止脉冲之间的整数倍方波周期进行计数，得到方波整数倍计时信息。

D中心处理模块完成的功能是：消除三角波相位“模糊”的问题并给出方波相位信息，从而给出方波周期小数倍计时信息；并联合计数模块的方波整数倍计时信息，最终给出精密时间测量信息。

中心处理模块要完成的一个功能是：判定模数转换所得取样点数据在方波的前半部分还是后半部分，如图3所示。A与B两点的相位不同，但模数转换输出数据相同，即三角波相位“模糊”。消除“模糊”的方法包括但不限于联合方波极性判别法。联合方波相位判别法即在起始脉冲或终止脉冲控制下对输入方波进行取样，确定取样点在方波中的位置才处于前半周期或是后半周期，从而消除“模糊”。

最终，中心处理模块输出的时间信息为：

其中，M为方波整数倍周期，T为方波周期，N为模数转换量化位数，△为三角波幅度。