1引言

　　精密時間間隔測量是工業(yè)、國防及電力應(yīng)用等方面的關(guān)鍵技術(shù),，脈沖計數(shù)法是時間間隔測量技術(shù)中最基本的方法[1],，因此研究基于脈沖計數(shù)法的時間間隔測量技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。本文設(shè)計了一種高精度時間間隔測量模塊,，介紹了該模塊的軟硬件實現(xiàn)方法,。大量實驗證明本模塊可以實現(xiàn)對微小時間間隔的精確測量，具有很高的應(yīng)用價值,。

　　2原理概述

　　脈沖計數(shù)法是用標準信號形成被計數(shù)的參考時鐘信號,，周期為Tref，頻率為fref,，通過測量時間間隔Δt內(nèi)參考時鐘信號的個數(shù)n,，直接顯示Δt的值。

　　3系統(tǒng)設(shè)計

　　如圖1所示,，該系統(tǒng)主要由高頻參考時鐘設(shè)計,，分頻計數(shù)電路，控制面板和顯示電路等部分組成,。由單片機實現(xiàn)對各部分的功能初始化軟件設(shè)計,，在測時結(jié)束后讀取分頻計數(shù)結(jié)果，按公式（1）計算出時間后送顯示電路顯示,。

　　3.1硬件設(shè)計

　　由公式(1)可以看出,，高頻參考時鐘是脈沖計數(shù)法時間間隔測量的關(guān)鍵。為了產(chǎn)生低偏差低晃動的高頻穩(wěn)定時鐘信號,，本

　　3.2軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件包括對各工作電路的初始化設(shè)置,，根據(jù)分頻計數(shù)電路得到的n值，計算時間間隔時間間隔Δt,，送給顯示電路顯示,。流程圖如圖4所示。

 　　4實驗驗證

　　將本文研制的高精度時間間隔測量模塊應(yīng)用在電磁波時域反射電纜測長系統(tǒng)中,。根據(jù)電磁波時域反射測長原理,，有如下關(guān)系式

式中,，Δt為發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間間隔，L為電纜長度,，v為電磁波在電纜中的傳播速度,，對特定材料的電纜，波速取固定值[2],，本文取v=0.192m/ns,。

　　由關(guān)系式(2)可知，對已知材料的電纜,，電纜長度L與發(fā)射脈沖與反射脈沖間時間間隔Δt成正比,。通過對已知長度的電纜發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間間隔進行測量，可以對時間間隔測量模塊的特性進行驗證,。本文對長7.01m,，66.77m和120.30m的電纜分別進行多次測量，測量結(jié)果如表2所示,。

　　由實驗結(jié)果可以看出,，本模塊測時分辨率為0.83ns，測量誤差很小,，完全可以滿足高精度時間間隔測量要求,。

　　5結(jié)論

　　本文介紹了一種高精度時間間隔測量模塊的軟硬件設(shè)計方法，該模塊結(jié)構(gòu)簡單,，易于實現(xiàn),，測時精度高。不但可以實現(xiàn)對微小時間間隔的精確測量,，而且在本模塊的設(shè)計基礎(chǔ)上,，結(jié)合其他技術(shù)，可以實現(xiàn)對時間,、頻率以及相位的測量,，具有很高的應(yīng)用價值。

　　6本文創(chuàng)新點

　　本文設(shè)計了一種高精度時間間隔測量模塊,。該模塊將標準晶振鎖相倍頻輸出1200MHz高頻參考時鐘,，通過測量發(fā)射脈沖與反射脈沖間時間間隔內(nèi)高頻參考時鐘個數(shù)，得到時間間隔Δt,，測時分辨率為0.83ns,。