時(shí)間測(cè)量技術(shù)在核物理實(shí)驗(yàn)、大科學(xué)裝置以及數(shù)字通信、航空航天、導(dǎo)航定位等領(lǐng)域都得到廣泛的研究與應(yīng)用。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,時(shí)間測(cè)量技術(shù)從最初由分立元件搭建的模擬電路時(shí)間測(cè)量方式,到使用專(zhuān)用時(shí)間間隔測(cè)量芯片,以及近些年蓬勃發(fā)展的基于FPGA設(shè)計(jì)的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路,時(shí)間測(cè)量的精度越來(lái)越高,測(cè)量方式更加靈活,能夠滿足各類(lèi)物理實(shí)驗(yàn)以及工程應(yīng)用的要求。為實(shí)現(xiàn)對(duì)次級(jí)帶電宇宙射線的測(cè)量研究,中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所設(shè)計(jì)了一款小型宇宙線探測(cè)儀。該裝置需要精確測(cè)量簇射粒子的到達(dá)時(shí)間,從而獲得較好的宇宙線入射角分辨。同時(shí)對(duì)粒子脈沖的前沿/后沿時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別,以獲取粒子在靈敏探測(cè)體中的能損以及粒子衰變時(shí)間。宇宙線測(cè)量實(shí)驗(yàn)要求時(shí)間測(cè)量精度達(dá)到500ps以下,并且在一次脈沖事件中同時(shí)完成對(duì)粒子事件的精確符合以及脈沖過(guò)閾時(shí)間測(cè)量。使用傳統(tǒng)分立元件能夠?qū)崿F(xiàn)較高的時(shí)間分辨,但是不能滿足事件符合測(cè)量的要求,而使用專(zhuān)用時(shí)間測(cè)量ASIC芯片會(huì)導(dǎo)致成本過(guò)高,不利于將該探測(cè)裝置進(jìn)行大范圍推廣。在工程應(yīng)用方面,蘭州重離子加速器國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究人員在環(huán)形加速器間的踢軌控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提出Barrier Bucket束流快引出與注入方式。這種... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

測(cè)量精度隨核心電壓的變化關(guān)系

圖 1.2 測(cè)量精度隨溫度的變化關(guān)系Figure 1.2 The relationship between measurement accuracy and temperatureDC-GPX 的手冊(cè)對(duì)精度可調(diào)模式進(jìn)行如下解釋?zhuān)菏紫扔脩?hù)可以先配置好望的精度。TDC-GPX 提供一個(gè)相位波形輸出引腳用于控制并調(diào)節(jié)向芯片核心供電模塊的輸出電壓，例如 ACAM 推薦使用 LM1117 來(lái)給芯片供電的原理就是TDC-GPX根據(jù)內(nèi)部精度的變化會(huì)在相位波形輸出引腳上輸出調(diào)的 PWM 波，該引腳接到外部 LM1117 的 ADJ 引腳上用于控制 LM1117 ，這樣就使得核心供電電壓與溫度的平衡從而達(dá)到精度固定，保證精度不變化的影響。于FPGA具有在線可重復(fù)編程特性使基于FPGA的設(shè)計(jì)具有極強(qiáng)的靈活擴(kuò)展性，尤其是近年來(lái) FPGA 技術(shù)的快速發(fā)展以及性?xún)r(jià)比不斷提高，使得PGA 設(shè)計(jì)全數(shù)字化時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器不僅可以達(dá)到較高的時(shí)間分辨率，同

或多個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間間隔，以此發(fā)展無(wú)論使用這兩種技術(shù)中的哪一種，時(shí)間待測(cè)的信號(hào)時(shí)刻或時(shí)間間隔進(jìn)行數(shù)字。在后期的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，通過(guò)這些息。的轉(zhuǎn)換與模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換過(guò)程字量呈線性關(guān)系，如圖 2.1 中虛線所示一樣，都使用了一定精度的量化單元時(shí)間到對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的輸出曲線是采用量化單元的精度、制作的工藝、環(huán)的實(shí)際量化曲線并不是從零開(kāi)始的滿的差異可以使用時(shí)間分辨率（LeastSi及微分/積分非線性(DNL/INL)、增益

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3130481