時間間隔分析儀研究

Word第第頁時間間隔分析儀研究以往，精確地測量幅度始終是很多傳統儀器的基礎，示波器、頻譜分析儀、功率計、電壓表均將模擬電壓作為它們的測量對象。甚至于測量幅度和相位的矢量分析儀，也是通過測量兩個模擬電壓值，即I和Q重量來導出測量結果。

這種利用模擬電壓來測量的儀器隨著現代調制方法的消失而陷入了逆境。由于為了牢靠地進行通信，現代調制方法更鐘情于頻率和相位調制的擴頻信號，而不盼望用調幅信號，例如一般的FM、PM和脈寬調制以及現代的FSK、PSK和QPR。雷達為保證肯定的作用距離及高距離辨別率，采|用Barker碼調制〈相位調制〕和chirp調制〔頻率調制〕。在Q刷信號中，相位比幅度中包含更多的信息。上述這些信號的保真度是由頻率、相位和時間的精確性確定的，因此，有效、精確地測量頻率、相位和時間是對測試這類信號的專用儀器的最基本要求。

為此，提出了在調制域中對現代信號進行測試與分析，這樣在調制域中開發(fā)和研制測試儀器也就尤為重要，精密時間間隔分析儀正是在此種狀況下研制和開發(fā)的。

2、時間間隔分析儀的基本原理

2.1相位數字化

相位數字化是采集、計算信號特定斜率的零點，丟棄幅度信息。由于數據是相位、頻率或時間形式，因此避開了三角函數，取而代之的是如直線和拋物線等簡潔函數。因此，即使是相當冗雜的調制信號，分析起來也相當簡潔。

相位數字化是由硬件記錄信號的周期數及與之對應的時間，由此進行處理得到測量結果。

考慮一個調制信號

其中φ(t)是單調遞增的，在正斜率的零點處進行采樣。第I個大事樣點ei和第I個時間樣點ti滿意簡潔的數學關系：

式中ei為整數，且ti有最小的'最化值。

2.2時間間隔分析儀的基本原理

基于相位數字化方法，給出了圖1所示的時間間隔基本原理框圖，主要由三部分構成：輸入通道、測量硬件和微處理器系統。

輸入通道主要由阻抗變換電路、輸入開關陣列和電壓比較器組成，以完成輸入的模擬信號向成數字信號的轉換〔相位數字化〕，另外它還可設置觸發(fā)電平、觸發(fā)的斜率以及完成阻抗匹配。

測量硬件主要由序列發(fā)生器、大事計數器、時基部分和存儲器系統四個部分組成。序列發(fā)生器將由輸入通道輸出的信號傳送給適當的計數器且為大事計數器和時基部分產生啟動信號和鎖存信號。啟動信號和鎖存信號要受輸入信號的組態(tài)、采樣間隔及其他的啟動限定條件的制約。測量硬件的輸入信號還有外部啟動輸入和外部標準時鐘輸入。另外，測量硬件還接收來自微處理器的對測量進行設置和掌握的指令。

兩個大事計數器對序列發(fā)生器傳送來的大事信號計數，它們能用來進行測量和產生啟動信號〔如保持肯定的大事數或肯定的時間后啟動測量〕。時基部分的作用就是為每一個鎖存的大事計數值建立時標，進而建立鎖存的計數值的時序關系，這樣頻率或時間間隔就能作為時間的函數進行處理。時基部分主要由時間計數器和內插器組成。時間計數器對時基時鐘計數，內插器主要功能是量化大事鎖存信號和時間鎖存信號之間的時間間隔，提高時間的辨別率。

存儲器系統主要是有序地存儲大事計數值、時間計數值和內插器的數值，以此建立數據塊。該系統礎的數據作為原始數據以傾處理結系統進行處理或者可以通過I總統為外部主機供應原始數據。

測量硬件的主要功能是計大事數和在用戶定義的采樣期內測量第一個大事與最終一個大事之間的時間。這些信息在存儲器系統中被存儲起來，在完成數據獵取后進行處理。

微處理器系統主要作用是掌握時間間隔分析儀的功能以及完成與I總線的通信。

3.主要關鍵技術

3.1無間隔測量技術

為解釋無間隔測量技術的優(yōu)點，我們使用對簡潔的穩(wěn)態(tài)正