马 成,陈华明,龚 航,孙广富

(国防科学技术大学电子科学与工程学院卫星导航定位技术工程研究中心,湖南 长沙 410073)

0 引 言

在GNSS系统中,高精度的时间间隔测量技术在时频基准完好性监测上有着重大意义。近年来基于时间数字转换(TDC)芯片的精密时间间隔测量技术是研究的热点,美、日、欧等国家均对此做了大量研究,他们利用在集成电路领域的优势,发展了大量成熟的TDC测量芯片,分辨率一般在15 ～25 ps之间[1-2].

TDC测量的优点是成本低、技术简单、集成度高、功耗低、性能稳定且表现出很好测量精度[1-4].但由于电路元件存在固有的温度敏感性[3-4],导致时间间隔测量结果存在较强的温度相关性,引起测量误差,需要反复的校准。

针对TDC时间间隔测量中的温度误差,提出了一种TDC温度补偿方案,解决时间间隔测量受温度影响的问题。

1 方法原理

1.1 TDC时间间隔测量原理

TDC时间间隔测量的实现原理如图1所示[3,5]。 TDC测量一般至少存在两个输入通道fch1和fch2,测量开始后fch1、fch2通过检测器产生的触发脉冲输入、接着鉴别器利用脉冲信号边沿达到预先设定的门限的时刻产生Start开门和Stop关门脉冲,再通过时间数字转换得到开阀门到关阀门累计时标τ的二进制计数个数N,通过计算可以求得信号之间经过的时差T,完成本次时间间隔测量。

图1 TDC时间间隔测量实现原理

实现TDC的方法有很多,如计数器方式、电流积分方式、数字时延线方式、延迟锁定环方式[6]等。图2示出了一种基于数字时延线结构的TDC基本……