Precyzyjny licznik czasu i częstotliwości z interfejsem PCI

• Autorzy: Kalisz J. , Jachna Z. , Szplet R. , Różyc K.

Warianty tytułu

EN

Precise time and frequency counter with pci interface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opisujemy budowę, działanie i wyniki pomiarów testowych precyzyjnego licznika czasu i częstotliwości, zrealizowanego w postaci karty komputerowej z interfejsem PCI. Pomiar odcinka czasu jest realizowany przy użyciu interpolacyjnej metody Nutta i specjalistycznego układu scalonego, wykonanego w technologii CMOS FPGA oraz zawierającego dwa interpolatory czasu. Licznik umożliwia pomiary odcinka czasu z rozdzielczością 200 ps i typowej niepewności pomiarowej ok. 150 ps, oraz pomiary częstotliwości metodą odwrotnościową do 3,5 GHz. Wbudowane są procedury specjalistyczne do kalibracji licznika, korekcji zegara, pomiaru różnicy częstotliwości i dewiacji Allana. Dzięki zastosowaniu szybkiej pamięci buforowej FIFO uzyskano dużą szybkość pomiarów, sięgającą 1.66⋅10⁶ pomiarów na sekundę przy transmisji danych do pamięci FIFO.

EN

We describe the design, operation and test results of a precise time and frequency counter, built as a computer board with PCI interface. The time interval is measured with the use of the Nutt interpolation method implemented in a CMOS FPGA device containing two proprietary time interpolators. The time interval can be measured with a 200 ps resolution and the measurement uncertainty typically of about 150 ps. The frequency can be measured up to 3.5 GHz using the reciprocal method. Special routines have been built-in for counter calibration, clock correction, measurement of frequency difference, and Allan deviation. Thanks to the use of a fast FIFO memory, a high measurement rate has been achieved, reaching 1.66⋅10⁶ measurements per second when transferring data to FIFO memory.

Słowa kluczowe

PL

metrologia czasu; pomiar odcinka czasu; pomiar częstotliwości; rozdzielczość pikosekundowa; interpolator czasu; przetwornik czas-liczba

EN

time metrology; time interval measurement; frequency measurement; picosecond resolution; time interpolator; time-to-digital converter

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 55, nr sp.
• Strony: 43--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kalisz J.

autor

Jachna Z.

autor

Szplet R.

autor

Różyc K.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Telekomunikacji, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] J. Kalisz, R. Szplet, R. Pełka, Single-chip interpolating time counter with 200-ps resolution and 43-s range, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 46, no. 4, August 1997, 851-856.
• [2] R. Szplet, J. Kalisz, Scalony licznik czasu i częstotliwości z użyciem dwu metod do pomiaru częstotliwości, Raport Badawczy PBS nr 4/2005, PBS734/05.
• [3] Z. Jachna, Metody sterowania precyzyjnego licznika czasu i częstotliwości FPGA jako karty komputerowej PCI, Raport Badawczy PBS nr 1/2005, PBS734/05.
• [4] J. Kalisz, Review of methods for time interval measurements with picosecond resolution, Metrologia, vol. 41, no. 1, 2004, 17-32.
• [5] J. Kalisz, R. Szplet, J. Pasierbiński, A. Poniecki, Field-Programmable-Gate-Array-Based Time-to-Digital Converter with 200-ps Resolution, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 46, no. 1, February 1997, 51-55.
• [6] http://tf.nist.gov/phase/Properties/main.htm