科技成果

阅读数: 1003

成果名称: 基于FPGA的TDC-GP2测时范围高精度扩展电路

成果登记号: 9612023Y1129

第一完成单位: 西安深锐智能科技有限公司

联 系 人: 孙剑

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新产品

技术领域: 先进制造

应用行业: 科学研究和技术服务业

学科分类: 激光物理(140.3055)

应用状态: 产业化应用

完成人: 孙剑,郭希良,田征,张潮,郭鹏斌

成果简介:

背景:长期以来,时间间隔的测量尤其是高精度的时间间隔测量对于科学研究有着重大的意义,尤其表现在激光测距、定位定时和天文实验等领域。目前时间间隔测量方法众多,高精度的时间间隔测量主要是基于TDC-GP2测时芯片的测量方法。对于利用TDC-GP2测时而言,其提供两种测量方式,对应于不同测量范围和测量精度,第一种方式的测时范围为2.0ns-1.8us,提供双通道测量选择;第二种方式的测量范围为2倍参考时钟周期到4ms之间(4MHz参考时钟下),但是只提供单通道测量能力。TDC-GP2测时范围明显过小,特别是双通道的第一种测时方式范围过窄,难以满足实际需求。而FPGA是现场可编程门阵列,可以通过硬件描述语言完成电路设计,具有强大的现场可编程能力,其具有高速的运行速度和大量可利用逻辑资源,因此本专利利用FPGA实现对TDC-GPX测时范围的扩展。

主要论点与论据:一种基于FPGATDC-GP2测时范围高精度扩展电路包括晶振,晶振的输出端与FPGA模块的第一输入端相连,电源的输出端与FPGA模块的第二输入端相连,调试与下载的输出端与FPGA模块的第三输入端相连,FPGA模块的第一输出端与控制模块的输入端相连,FPGA模块的第二输出端与延时单元的输入端相连;延时单元的输出端与激光发射单元的输入端相连,激光发射单元的输出端与第一激光脉冲接收单元的输入端相连,第一激光脉冲接收单元的输出端与TDC-GP2测时模块的Stop1输入端相连,TDC-GP2测时模块的输出端通过SPI与计算机的第一输入端相连,反射激光脉冲通过第二激光脉冲接收单元的输入端接收,第二激光脉冲接收单元的输出端与TDC-GP2测时模块的Stop2输入端相连,第一激光脉冲接收单元的输出端与计数模块的第一输入端相连,第二激光脉冲接收单元的输出端与计数模块的第二输入端相连,计数模块的输出端通过SPI与计算机的第二输入端相连;控制模块的输出端输出控制TDC-GP2矫正模块与TDC_GP2测时模块的控制信号,分别与TDC-GP2矫正模块的输入端以及TDC-GP2测时模块的输入端相连,FGPA模块的第二输出端输出分频信号,分别与TDC-GP2矫正模块的Start输入端以及TDC-GP2测时模块的Start输入端相连,第一激光脉冲接收单元的输出端分别与TDC-GP2矫正模块的Stop1输入端以及Stop2输入端相连,TDC-GP2矫正模块的输出端通过SPI与计算机的第三输入端相连。