设计了一种基于改进式时间-幅度转换器(time-amplitude converter,TAC)的高精度时间间隔测量系统;该系统采用集成运放设计TAC中的电流可控的恒流源,并对TAC内部的积分控制部分加入宽带直流放大电路,来提高时间间隔测量的精确度;采用高精度的模数转换器采样TAC的输出,实现高精度时间间隔测量中的模拟到数字的转换;采用现场可编程逻辑门阵列(field programmablegate array,FPGA)完成系统软件设计,实现对TAC的控制;通过变换TAC的采样电阻的阻值,使恒流源输出不同的电流对电容进行充电,从而使TAC的输出电压满足高精度模数转换器(analog-digital converter,ADC)采集电压的要求;实验表明,在测量时间范围为1 μs,800 ns,400 ns,200 ns时,该系统的时间间隔测量的最小时间精度为400 ps.
时间间隔测量 时间-幅度转换器(TAC) 恒流源 FPGA