第十八讲 时间测量方法(2).ppt

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1、近代信息处理（第十八讲）——时间测量方法（2）刘树彬2011.04.252011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬2提高分辨率的措施锁相环技术提高时钟频率时间放大技术时间内插技术游标尺型时间内插时幅变换内插法时数变换延迟线抽头内插时钟相位延迟内插输入信号延迟内插模拟时间内插耦合振荡器方法2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬3锁相环技术提高时钟频率PD：鉴相器（模拟乘法器）LPF：环路低通滤波器VCO：压控振荡器2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬4锁相环技术（1）鉴相器灵敏度鉴相器后存在高次谐波，由低通滤波将高次

2、谐波滤掉2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬5锁相环技术（2）VCO的主要组成：RingOscillator由奇数或偶数个反相器组成的延迟线反馈成环延迟时间受外部电压控制RingOscillatorT0=N(tpLH+tpHL)T0=M(tpLH+tpHL)2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬6用于提高时钟频率的锁相环主要用于数字信号锁相2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬7普通时间放大方法（TimeStretch）优点分辨率高目前可达1ps缺点死时间大动态范围小易受外界影响精度目前RMS：5~10ps20

3、11-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬8同步锁存时间放大2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬9同步锁存时间放大输入输出信号关系Input:TOFHitSignalandReferenceClockOutput:TimeTag:T1,T2,T3andT4，Δt=T2-T1;f*Δt=T3-T2T2‘-(T3-T2)/f可得精确事例时间2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬10同步锁存时间放大2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬11同步锁存时间放大电路图2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室

4、刘树彬12同步时间放大时序图2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬13同步锁存时间放大的精度（1）RMS[THIT]=441.8332ps/19.4317=23.7378ps2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬14同步锁存时间放大的精度（2）AsynchronousSynchronousT2-T1(ns)FRMS(T3-T2)/f(ps)T2-T1(ns)FRMS(T3-T2)/f(ps)145.996119.417825.246.208119.327525.8241.113319.369923.842.480519.2606

5、24.7336.230519.314122.636.490019.205822.3431.347619.251621.431.535819.142321.0526.464819.175119.726.676819.060319.5645.996119.417725.346.208119.324025.2741.113319.396223.641.349119.259423.4836.230519.314022.536.394819.205422.3931.347619.251721.131.535819.143120.91026.464819.174619.9

6、26.581619.067619.52011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬15MTS1的精度（1）2011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬16MTS1的精度（2）AsynchronousSynchronousT2-T1(ns)FRMS(T3-T2)/f(ps)T2-T1(ns)FRMS(T3-T2)/f(ps)140.42975.9466117.040.58695.9246113.4235.44925.933585.235.72795.910579.4330.66415.884293.330.77365.863289.1425.6

7、8365.779889.125.72415.766283.9545.21485.9804102.745.54115.955998.0640.33205.9470112.840.58695.9263110.4735.44925.932383.935.63265.912579.6830.56645.883892.230.77365.855392.0925.68365.7796108.825.72415.765683.61045.21485.9803101.945.44595.9536102.12011-04-25中国科学技术大学快电子实验室刘树彬17差分时间放大电

8、路和波形2010-05-1218游标卡