[发明专利]高精度时间间隔测量装置

摘要

本发明公开一种高精度时间间隔测量装置，基于相位调制的高精度时间间隔测量方法，通过区截装置产生的信号通过信号调理模块整形成可供FPGA识别的方波信号。在FPGA内，利用触发器将代表启动与截止的方波信号整合为一个具有一定脉宽的脉冲信号。在FPGA内构建锁相环，将外部时钟倍频、去抖动、移相之后，得到多路具有固定相位差的时钟信号，该时钟信号分别驱动FPGA内部计数器进行脉冲计数，得到一组计数值。计数值通过FPGA传送给单片机进行运算处理，计算结果送给显示模块，完成时间间隔测量值的显示。本发明实现时间间隔的精确测量、实时显示，消除了原理误差，易于在FPGA内进行单片集成，灵活扩展。用于高速运动的速度测量。

主权项

一种高精度时间间隔测量装置，其特征在于：包括有：信号调理模块、FPGA模块、单片机模块、显示模块、高精度晶振和电源模块，通过区截装置产生的信号接信号调理模块，信号调理模块的输出接FPGA模块的输入端，高精度晶振的时钟信号接FPGA模块的专用时钟输入端，FPGA模块的输出端接单片机模块，单片机模块将数据处理和计算结果通过显示电路模块显示结果；所述FPGA模块内设有信号捕捉单元、计数器组单元、锁相环单元，FPGA模块2对经信号调理模块整形后的方波脉冲信号进行捕捉并整合后送入计数器组单元，外部高精度晶振1在FPGA模块2内部倍频单元锁相环的作用下进行倍频、去抖动，得到一高频时钟，送入锁相环单元中，在锁相环单元中移相控制产生N路频率相同具有固定相位差的多路时钟信号，作为计数器组的基准时钟分别驱动计数器在时间间隔信号T内于各自时钟周期内进行脉冲计数，或者说整形后的时间间隔信号T分别与N路频率相同具有固定相位差的多路时钟信号进行比对，得到的结果即计数值通过FPGA模块2传送给单片机模块3，在单片机模块3内进行数据处理，得到的计算结果送给显示电路模块4，实现时间间隔测量值实时显示。