刘景岩,路美娜,王羿,蔡伟杰,宋茂新∗,洪津

(1中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031;2中国科学技术大学,安徽 合肥 230031)

0 引 言

为了进一步提高PM2.5等气溶胶污染物的遥感监测精度,中国科学院安徽光学精密机械研究所与数字地球研究所联合提出了基于“偏振交火”测量方案的大气颗粒物监测仪(Particulate matter polarimetry suis,PMPS)[1]。PMPS由高精度偏振扫描仪(Particulate observing scanning polarimeter,POSP)与多角度偏振成像仪(Directional polarimetric camera,DPC)组成,通过“偏振交火”将POSP的高精度数据传递给DPC进行交叉定标,以提升DPC数据精度[1]。航天器在发射之前需要经过一系列复杂的地面检测[2,3],针对“偏振交火”要求的POSP和DPC两台载荷之间时序信号的严格同步性,需要采用地面检测系统的时间数字转换电路(Time-to-digital converters,TDC)对时序信号同步关系进行验证。

高精度的TDC电路常用于定位定时、激光测距、原子物理等领域[4,5]。现有的测量方法包括直接计数、时间-电压转换、延迟线内插等方法[6]。直接计数法是使用待测信号作为计数器的起止标志,对待测间隔直接测量,这种方法一方面会有固定的±1周期的量化误差,另一方面高频率的时钟对时钟质量、功耗、器件速度等级提出了更高的要求[7];时间-电压转换方法采用电容充放电的原理对直接计数的量化误差部分进行细分,既保证了量程又提高了测量精度[8],但模拟电路对环境非常敏感,且容易产生非线性误差;延迟线内插技术在FPGA与专用集成电路(Application specific integrated circuit,ASIC)时间间隔测……