[實用新型]一種基于延遲線內插法的精密時間間隔測量電路

有效

• 申請號: 201520586230.0
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN205080373U
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 俸波;郭麗娟;史俊;宋運平;鄧雨榮;張煒;呂澤承;吳秋莉
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G04F10/04
• 分類號: G04F10/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 陳科恒

技術領域

本實用新型涉及半導體在電力設備狀態監測與故障診斷中的研究、應用領域，具體涉及一種基于延遲線內插法的精密時間間隔測量電路。

背景技術

時間間隔測量技術在電子通信、脈沖激光測距、頻率綜合等研究領域都有著廣泛的工業用途。在電力生產領域，例如基于特高頻局部放電位置的監測、定位技術、基于RFID的電力設備巡檢實時定位系統中，均有時間同步和測距模塊，使得時間間隔的測量成為其中關鍵的部分，定位系統的精度關鍵取決于時間間隔測量的精度。因而為了達到好的系統性能，提高時間間隔測量的精度至關重要。

目前常用的時間間隔測量方法有如下分類：數字計數器法、模擬內插法、時間幅度轉換法、游標卡尺法、“粗”計數和“細”時間測量組合的方法等。為了能同時滿足高精度和大量程的需求，目前主流方案依然是所謂的“粗”計數和“細”時間測量組合，這里“粗”計數即數字計數器法，采用格雷碼計數器實現，“細”時間測量依靠內插技術。然而在時間同步系統中，時間間隔的測量至關重要。一方面，提高時間間隔測量的精度，可使電力生產中的局部放電監測或RFID設備信息采集的定位更加精確，另一方面，延遲線內插法是近年來廣泛研究和采用的一種時間間隔測量方法，因此，有必要研究、應用一種基于延遲線內插法的精密時間間隔測量電路，并結合電子計數器使之測量量程，從而達到在線監測局部放電、采集RFID設備信息等高精度、大量程測量要求。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足，提供了一種實現128級延時的基于延遲線內插法的精密時間間隔測量電路，為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種基于延遲線內插法的精密時間間隔測量電路，其特征在于：包括時間分辨器、START數據通道、STOP數據通道、時間數字轉換器、數據輸出端口，所述時間分辨器用于產生待測脈沖信號，并將待測脈沖信號分別通過START數據通道和STOP數據通道與時間數字轉換器進行互聯，所述時間數字轉換器將時間間隔信號送入數據輸出端口實現平衡輸出。

優選地，所述時間數字轉換器包括延遲鏈和脈沖計數器，所述延遲鏈包括BUF1～BUF128級延遲單元、Q0～Q127級D觸發器和多級移位寄存器，所述BUF1～BUF128級延遲單元依次串行連接，每一級延遲單元的輸出依次接到Q0～Q127級D觸發器的數據輸入端，所述D觸發器的數據輸出端通過移位寄存器由并行變為串行輸出。

優選地，所述START數據通道和STOP數據通道分別包括128路延遲單元，經過START數據通道和STOP數據通道的脈沖信號經過左右兩路延遲單元將脈沖信號一分為二，左右兩兩對稱拆分，然后延遲單元將脈沖信號二分為四，四分為八，如此類推并依次連接，直到最末端分為左右各為64路延遲單元。

優選地，所述脈沖計數器采用時基為80MHz的32位計數器。

優選地，所述數據輸出端口為RS232接口電路。

綜上所述，本實用新型由于采用了上述方案，本實用新型具有以下有益效果：第一,本實用新型獨創了基于門延時的延遲線內插技術(時間數字轉換器，time-to-digitalconverter-TDC)，實現了通過對延時鏈的片上應用可驗證和分析時間間隔測量系統性能的影響因素，突破了延遲線內插法精細測量部分在ASIC芯片上測試、應用的關鍵難題，并率先將測試精度控制1ns以內。第二，該電路可集成到定位芯片中，通過檢測信號到達芯片的時間差(TDOA)來確定目標的距離，實現局部放電源、RFID電子標簽等的準確定位。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實例或現有技術中的技術方案，下面將對實施實例或現有技術描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯然，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創造性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型一種基于延遲線內插法的精密時間間隔測量電路的結構原理圖。

圖2是本實用新型START數據通道和STOP數據通道的電路原理圖。

圖3是本實用新型一種基于延遲線內插法的精密時間間隔測量電路的時間數字轉換器原理圖。

圖4是本實用新型一種基于延遲線內插法的精密時間間隔測量電路的測量時序圖。

具體實施方式