[发明专利]一种高分辨率的嵌入式时间测量装置

权利要求书

1.一种高分辨率的嵌入式时间测量装置，包括：控制单元、测时单元和电源，所述控制单元与测时单元之间电信号连接，所述控制单元与测时单元均与电源电连接；

其特征在于，所述控制单元包括MCU及其外围辅助电路、数字控制电路和第一数据通信接口，所述MCU用于输出起停和控制命令，所述数字控制电路电连接在所述MCU的输出端，所述第一数据通信接口用于向所述MCU输入方波信号和输出控制命令至所述测时单元；

所述测时单元包括TDC及其外围辅助电路和第二数据通信接口，所述TDC用于测量时间间隔，所述第二数据通信接口用于向所述TDC输入控制命令、方波信号和输出测量数据。

2.如权利要求1所述的一种高分辨率的嵌入式时间测量装置，其特征在于，所述MCU的输出端输出起始命令和停止命令，所述起始命令和停止命令分别与方波信号与关系连接，两个与关系的输出端均与所述TDC连接，用于输出起停命令。

3.如权利要求2所述的一种高分辨率的嵌入式时间测量装置，其特征在于，所述TDC外部电连接4MHz和32kHz的晶振电路。

4.如权利要求1所述的一种高分辨率的嵌入式时间测量装置，其特征在于，所述TDC及其外围辅助电路选用的时间转换器型号为TDC-GP22。

5.应用权利要求1所述的一种高分辨率的嵌入式时间测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：整形FID信号，以方波的形式输入至测时装置中；

步骤二：触发MCU外部中断，MCU输出起始命令和停止命令，控制TDC进行时间间隔测量；

步骤三：测量完毕后，TDC产生中断信号，触发MCU读取逻辑，MCU则通过SPI通信读取测量结果。

6.如权利要求5所述的一种高分辨率的嵌入式时间测量装置，其特征在于，所述时间测量装置的磁场值与FID信号频率的关系为其中，f为FID信号的频率，T为FID信号的周期，γ_p为质子的旋磁比，地磁场范围20000～100000nT，得出FID信号整形后的方波信号周期T取值范围为1250us～200us。