Review of single-stage time-interval measurement modules implemented in FPGA devices

• Autorzy: Zieliński M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

High resolution Time Interval Measurement Systems [TIMS] can be applied in experimental physics, ultrasonic flow meters, distance meters, or clock period meters. In this paper the problem of single-stage, high resolution TIMS design and implementation in programmable CMOS FPGA devices is discussed. Different architectures of TIMS are compared. Moreover, main parameters of TIMS, such as resolution, double pulse resolution, nonlinearity and sensitivity to temperature fluctuation are also discussed.

Słowa kluczowe

EN

time-interval measurement; time-interval measuring module; FPGA applications

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, nr 4
• Strony: 641--647
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Zieliński M.

• Nicolaus Copernicus University, Institute of Physics, Department of Technical and Applied Physics, Grudziądzka 5, 87-100 Toruń, Poland,

Bibliografia

• [1] J. Kalisz: “Review of methods for time interval measurements with picosecond resolution”. Metrologia, no. 41, 2004, pp. 17-32.
• [2] W. Zhou, X. Ou, H. Zhou, B. Wang, X. Yang: “A Time Interval Measurement Technique Based on Time - Space Relationship Processing”. International Frequency Control Symposium and Exposition, IEEE, June 2006, pp. 260-266.
• [3] J. Song, Q. An, S. Liu: “A High-Resolution Time-to-Digital Converter Implemented in Field-Programmabl-Gate-Arrays”. IEEE Trans. On Nucl. Sci., vol. 53, no. 1, Feb. 2006, pp. 236-241.
• [4] R. Joost, R. Salomon: “BOUNCE, a Concept to Measure Picosecond Time Intervals with Standard Hardware”. Emerging Technologies and Factory Automation, ETFA 2008. IEEE International Conference, Sept. 2008, pp. 1010-1015.
• [5] Y. Liu, U. Vollenbruch, Y. Chen, C. Wicpalek, L. Maurer, Z. Boos, R. Weigel: “Multi-stage Pulse Shrinking Time-to-Digital Converter for Time Interval Measurements”. Wireless Technologies 2007 European Conference, Oct. 2007, pp. 347-350.
• [6] J. Jansson, A. Mäntyniemi, J. Kostamovaara: “A CMOS Time-to-Digital Converter With Better Than 10 ps Single-Shot Precision”. IEEE Jour. of Solid-State Circ., vol. 41, no. 6, 2006, pp. 1286-1296.
• [7] R. Szymanowski, J. Kalisz: “Field programmable gate array time counter with two-stage interpolation”. Review of Scientific Instruments, vol. 76, no. 4, 2005, pp. 045104-5.
• [8] S. Grzelak: “Wysokorozdzielcze układy pomiaru odcinka czasowego dla zastosowań w spektrometrii fotonów i jonów”. Ph.D. Thesis, Military University of Technology, Warsaw, 2006. (in Polish)
• [9] D. Chaberski: “System pomiaru funkcji intensywności strumienia jonów w spektrometrii masowej czasu przelotu”. Ph.D. Thesis, Military University of Technology, Warsaw, 2006. (in Polish)
• [10] M. Zieliński, D. Chaberski, S. Grzelak: “Time-interval measuring modules with short deadtime”. Metrol. Meas. Syst., vol. X no. 3, 2003, pp. 241-251.
• [11] M. Zieliński, D. Chaberski, M. Kowalski, R. Frankowski, S. Grzelak: “High-resolution time-interval measuring system implemented in single FPGA device”. Measurement, vol. 35, no. 3, 2004, pp. 311-317.
• [12] M. Zieliński, M. Kowalski, R. Frankowski, D. Chaberski, S. Grzelak, L. Wydźgowski: “Accumulated jitter measurement of standard clock oscillators”. Metrol. Meas. Syst., vol. XVI, no. 2, 2009, pp. 259-266.
• [13] R. Frankowski, W. Wasilewski, M. Kowalski, M. Zieliński: “Wysokorozdzielczy dwukanałowy system Box-car implementowany w strukturze układu programowalnego Virtex4 dla zastosowań fizyki kwantowej”. Elektronika, no. 5, 2008, pp. 21-23. (in Polish)
• [14] Ł. Zaworski, S. Grzelak: ”Układ pomiaru czasu dla przepływomierza ultradźwiękowego implementowany w strukturze FPGA”. Metrologia dziś i jutro, Politechnika Gdańska, Gdańsk, 2009, pp. 281-288. (in Polish).
• [15] M. Zieliński, A. Zawadzka, D. Chaberski: ”Pomiary składu izotopowego wiązki atomowej z wykorzystaniem spektrometru masowego czasu przelotu”. Problemy metrologii elektronicznej i fotonicznej, Politechnika Wrocławska, Wrocław, 2009, pp. 223-322. (in Polish)