邓智峰 刘 娅 刘音华 肖 波 王嘉琛

(1.中国科学院国家授时中心，中国科学院时间频率基准重点实验室，陕西西安 710600；2.中国科学院大学，北京 100039)

1 引 言

近现代科学研究中，时间间隔测量及分析技术，正在广阔的领域里起着重要作用，如在雷达探测、卫星定轨等研究中，使用高频电磁波的反射时间来测定距离，并利用多普勒和位置差分实时分析目标速度、朝向等信息。在原子物理中需要通过时间间隔测量技术来标定粒子的飞行速度从而推断其性质；高频电路、集成电路中的抖动(Jitter)测量、通信系统中的调制解调等也都用到了时间间隔测量和分析技术。

近十年来，国内外的研究多基于单现场可编辑逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或FPGA与专用芯片结合的方式，不断提升时间间隔测量的分辨力。如基于FPGA内抽头延迟线的方法，最高可以达到8ps的分辨力。基于专用的数字时间转换芯片TDC-GPX，可以较方便地实现8个通道同时测量，分辨力达50ps。但学界的研究多致力于提升时间间隔测量的分辨力等性能，对于数据实时分析处理涉及较少。

随着科学技术的进步，在一些新的应用场景下，现有的仪器已经不能满足实际需求。守时实验室中，需要同时测量并分析多路原子钟的运行情况，而常用的SR620时间间隔计数器只能测量两路信号的时间间隔，且没有实时分析功能，不利于及时发现故障并排除。由Guidetech公司生产的GT668系列产品的测量分辨力最高可达1ps，配合控制器可以实现实时分析功能，但其仍只有两个测量通道。……