在海洋资源勘测和环境监测活动中,常需要准确测量水下声速信息。利用TDC-GP22设计了一种低成本的小型化声速仪,针对飞行时间(Time of Flight,TOF)法测声速过程中存在的超声波衰减等问题,提出了一种基于首波脉冲宽度的可变阈值算法,根据...在海洋资源勘测和环境监测活动中,常需要准确测量水下声速信息。利用TDC-GP22设计了一种低成本的小型化声速仪,针对飞行时间(Time of Flight,TOF)法测声速过程中存在的超声波衰减等问题,提出了一种基于首波脉冲宽度的可变阈值算法,根据回波信号的首波脉冲宽度值动态调整检测阈值,提高了测量结果的稳定性。同时通过分析声速测量过程中的常见误差来源,在系统动态标定环节设计了一种基于RBF神经网络的温度补偿算法,校准了温度带来的换能器频率偏移以及声电延时等误差。在不同温盐条件下的声速测量结果表明该系统能以较低的成本获取高精度水下声速信息。展开更多
精密的时间作为科研和工程技术等方面的基本物理参量，其测量的基本手段是精密时间一数字转换电路（Time—to-Time Digital Converter，简称TDC）．当前主流的TDC实现方法（“粗”时间测量加”细”时间测量）能达到亚纳秒的时间分辨率...精密的时间作为科研和工程技术等方面的基本物理参量，其测量的基本手段是精密时间一数字转换电路（Time—to-Time Digital Converter，简称TDC）．当前主流的TDC实现方法（“粗”时间测量加”细”时间测量）能达到亚纳秒的时间分辨率，但很难实现一致性很好的精确时间延时，误差较大．基于FPGA具有丰富专用进位连线的资源，对利用现场可编程逻辑器件FPGA中的专用进位连线实现时间内插链，从而实现精密TDC设计，灵活性好，成本低．并对TDC进行了时序仿真，测量的精度可达70ps，取得了一致性很好的精确时间延时．展开更多
在精密时频测控领域中,高分辨率、无死区的时间间隔和频率测量非常关键,而时间数字转换器(Time to Digital Converter,TDC)是时间频率测量的常用手段。该文研制了基于ACAM公司生产的时间数字转换芯片TDC-GP21和Altera公司FPGA芯片EP4CE6...在精密时频测控领域中,高分辨率、无死区的时间间隔和频率测量非常关键,而时间数字转换器(Time to Digital Converter,TDC)是时间频率测量的常用手段。该文研制了基于ACAM公司生产的时间数字转换芯片TDC-GP21和Altera公司FPGA芯片EP4CE6E22C8N的时间频率测量设备,实现了高分辨率的时间间隔测量,测量分辨率达到13ps。同时采用时间间隔测量模块两两组合的方式实现了无死区频率测量,创新性地采用每组3个TDC芯片,共4组搭建了时间频率测量系统,并对组内3个TDC芯片测量结果采用平均值滤波法,使频率测量稳定度达到1.1 ×10^(-11)@1 s,5.6 × 10^(-15)@10000 s,与商用K+K FXE频率计数器指标相当。本设备具有体积小、无需校准、成本低等优点,能够广泛应用到高精度时间间隔和精密频率测量领域中。展开更多
文摘在海洋资源勘测和环境监测活动中,常需要准确测量水下声速信息。利用TDC-GP22设计了一种低成本的小型化声速仪,针对飞行时间(Time of Flight,TOF)法测声速过程中存在的超声波衰减等问题,提出了一种基于首波脉冲宽度的可变阈值算法,根据回波信号的首波脉冲宽度值动态调整检测阈值,提高了测量结果的稳定性。同时通过分析声速测量过程中的常见误差来源,在系统动态标定环节设计了一种基于RBF神经网络的温度补偿算法,校准了温度带来的换能器频率偏移以及声电延时等误差。在不同温盐条件下的声速测量结果表明该系统能以较低的成本获取高精度水下声速信息。
文摘精密的时间作为科研和工程技术等方面的基本物理参量，其测量的基本手段是精密时间一数字转换电路（Time—to-Time Digital Converter，简称TDC）．当前主流的TDC实现方法（“粗”时间测量加”细”时间测量）能达到亚纳秒的时间分辨率，但很难实现一致性很好的精确时间延时，误差较大．基于FPGA具有丰富专用进位连线的资源，对利用现场可编程逻辑器件FPGA中的专用进位连线实现时间内插链，从而实现精密TDC设计，灵活性好，成本低．并对TDC进行了时序仿真，测量的精度可达70ps，取得了一致性很好的精确时间延时．
文摘在精密时频测控领域中,高分辨率、无死区的时间间隔和频率测量非常关键,而时间数字转换器(Time to Digital Converter,TDC)是时间频率测量的常用手段。该文研制了基于ACAM公司生产的时间数字转换芯片TDC-GP21和Altera公司FPGA芯片EP4CE6E22C8N的时间频率测量设备,实现了高分辨率的时间间隔测量,测量分辨率达到13ps。同时采用时间间隔测量模块两两组合的方式实现了无死区频率测量,创新性地采用每组3个TDC芯片,共4组搭建了时间频率测量系统,并对组内3个TDC芯片测量结果采用平均值滤波法,使频率测量稳定度达到1.1 ×10^(-11)@1 s,5.6 × 10^(-15)@10000 s,与商用K+K FXE频率计数器指标相当。本设备具有体积小、无需校准、成本低等优点,能够广泛应用到高精度时间间隔和精密频率测量领域中。
