时间间隔分析仪研究

Word第第页时间间隔分析仪研究以往，精确地测量幅度始终是很多传统仪器的基础，示波器、频谱分析仪、功率计、电压表均将模拟电压作为它们的测量对象。甚至于测量幅度和相位的矢量分析仪，也是通过测量两个模拟电压值，即I和Q重量来导出测量结果。

这种利用模拟电压来测量的仪器随着现代调制方法的消失而陷入了逆境。由于为了牢靠地进行通信，现代调制方法更钟情于频率和相位调制的扩频信号，而不盼望用调幅信号，例如一般的FM、PM和脉宽调制以及现代的FSK、PSK和QPR。雷达为保证肯定的作用距离及高距离辨别率，采|用Barker码调制〈相位调制〕和chirp调制〔频率调制〕。在Q刷信号中，相位比幅度中包含更多的信息。上述这些信号的保真度是由频率、相位和时间的精确性确定的，因此，有效、精确地测量频率、相位和时间是对测试这类信号的专用仪器的最基本要求。

为此，提出了在调制域中对现代信号进行测试与分析，这样在调制域中开发和研制测试仪器也就尤为重要，精密时间间隔分析仪正是在此种状况下研制和开发的。

2、时间间隔分析仪的基本原理

2.1相位数字化

相位数字化是采集、计算信号特定斜率的零点，丢弃幅度信息。由于数据是相位、频率或时间形式，因此避开了三角函数，取而代之的是如直线和抛物线等简洁函数。因此，即使是相当冗杂的调制信号，分析起来也相当简洁。

相位数字化是由硬件记录信号的周期数及与之对应的时间，由此进行处理得到测量结果。

考虑一个调制信号

其中φ(t)是单调递增的，在正斜率的零点处进行采样。第I个大事样点ei和第I个时间样点ti满意简洁的数学关系：

式中ei为整数，且ti有最小的'最化值。

2.2时间间隔分析仪的基本原理

基于相位数字化方法，给出了图1所示的时间间隔基本原理框图，主要由三部分构成：输入通道、测量硬件和微处理器系统。

输入通道主要由阻抗变换电路、输入开关阵列和电压比较器组成，以完成输入的模拟信号向成数字信号的转换〔相位数字化〕，另外它还可设置触发电平、触发的斜率以及完成阻抗匹配。

测量硬件主要由序列发生器、大事计数器、时基部分和存储器系统四个部分组成。序列发生器将由输入通道输出的信号传送给适当的计数器且为大事计数器和时基部分产生启动信号和锁存信号。启动信号和锁存信号要受输入信号的组态、采样间隔及其他的启动限定条件的制约。测量硬件的输入信号还有外部启动输入和外部标准时钟输入。另外，测量硬件还接收来自微处理器的对测量进行设置和掌握的指令。

两个大事计数器对序列发生器传送来的大事信号计数，它们能用来进行测量和产生启动信号〔如保持肯定的大事数或肯定的时间后启动测量〕。时基部分的作用就是为每一个锁存的大事计数值建立时标，进而建立锁存的计数值的时序关系，这样频率或时间间隔就能作为时间的函数进行处理。时基部分主要由时间计数器和内插器组成。时间计数器对时基时钟计数，内插器主要功能是量化大事锁存信号和时间锁存信号之间的时间间隔，提高时间的辨别率。

存储器系统主要是有序地存储大事计数值、时间计数值和内插器的数值，以此建立数据块。该系统础的数据作为原始数据以倾处理结系统进行处理或者可以通过I总统为外部主机供应原始数据。

测量硬件的主要功能是计大事数和在用户定义的采样期内测量第一个大事与最终一个大事之间的时间。这些信息在存储器系统中被存储起来，在完成数据猎取后进行处理。

微处理器系统主要作用是掌握时间间隔分析仪的功能以及完成与I总线的通信。

3.主要关键技术

3.1无间隔测量技术

为解释无间隔测量技术的优点，我们使用对简洁的稳态正