Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 12

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available remote High-resolution time-interval generator
EN
The paper presents the design of a high-resolution TI (Time-Interval) generator implemented into FPGA (Field-Programmable-Gate-Array) Xilinx Virtex 5 device and obtained experimental test results. The improvement of resolution is realized by the use of a chain of DCDEs (Digitally- Controlled-Delay-Elements). The presented TI generator allows for generating either TIs of constant length or TIs of specified Gaussian distribution. Experimental results include TI histograms measured by the LeCroy 804Zi oscilloscope.
PL
Artykuł przedstawia projekt wysokorozdzielczego generatora odcinków czasu zaimplementowanego w strukturze programowalnej FPGA Xilinx Virtex 5 wraz z wynikami eksperymentalnymi uzyskanymi z wykorzystaniem oscyloskopu LeCroy 804Zi. Wzrost rozdzielczości jest możliwy dzięki stosowaniu łańcucha zbudowanego z elementów opóźniających sterowanych cyfrowo. Prezentowany generator pozwala na generowanie odcinków czasu o określonych przez użytkownika parametrach rozkładu Gausa.
EN
The paper describes the construction, operation and test results of three most popular interpolators from a viewpoint of time-interval (TI) measurement systems consisting of many tapped-delay lines (TDLs) and registering pulses of a wide-range changeable intensity. The comparison criteria include the maximum intensity of registered time stamps (TSs), the dependency of interpolator characteristic on the registered TSs’ intensity, the need of using either two counters or a mutually-complementing pair counter-register for extending a measurement range, the need of calculating offsets between TDL inputs and the dependency of a resolution increase on the number of used TDL segments. This work also contains conclusions about a range of applications, usefulness and methods of employing each described TI interpolator. The presented experimental results bring new facts that can be used by the designers who implement precise time delays in the field-programmable gate arrays (FPGA).
EN
Most systems used in quantum physics experiments require the efficient and simultaneous recording different multi-photon coincidence detection events. In such experiments, the single-photon gated counting systems can be applicable. The main sources of errors in these systems are both instability of the clock source and their imperfect synchronization with the excitation source. Below, we propose a solution for improvement of the metrological parameters of such measuring systems. Thus, we designed a novel integrated circuit dedicated to registration of signals from a photon number resolving detectors including a phase synchronizer module. This paper presents the architecture of a high-resolution (~60 ps) digital phase synchronizer module cooperating with a multi-channel coincidence counter. The main characteristic feature of the presented system is its ability to fast synchronization (requiring only one clock period) with the measuring process. Therefore, it is designed to work with various excitation sources of a very wide frequency range. Implementation of the phase synchronizer module in an FPGA device enabled to reduce the synchronization error value from 2.857 ns to 214.8 ps.
EN
The paper provides description of very accurate measurement method of ferromagnetic rod Young modulus variations (ΔE effect) as a function of the magnetic field. The Young’s modulus variations measurement principle is based on change of sound velocity. The high resolution time of flight of ultrasonic wave measurement was applied. High resolution as good as 15 ps TDC (Time to Digital Converter) implemented in FPGA (Field Programmable Gate Array) was used. This feature allows measuring ΔE with accuracy of about a few ppm. The measurement accuracy mainly depends on resolution of time of flight measurement and sound speed in the tested material. The analog front-end part which is responsible for the time location of the reflected ultrasonic wave is very important part of the measurement system. In the article the results of measurements for different samples made of carbon steel are described.
PL
W artykule przedstawiono metodę pomiaru zmiany modułu Younga w pręcie ferromagnetycznym pod wpływem pola magnetycznego. Zastosowana metoda pomiaru zmiany modułu Younga polega na wysokorozdzielczym pomiarze czasu przelotu fali ultradźwiękowej. Zastosowano układ TDC (Time to Digital Converter) zaimplementowany w strukturze FPGA (Field Programmable Gate Array) o rozdzielczości rzędu 15 ps, co pozwala mierzyć zmianę modułu Younga z dokładnością kilku ppm. Uzyskiwana rozdzielczość pomiaru zależy głównie od rozdzielczości pomiaru czasu jak i od prędkości rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w ośrodku. Ważnym elementem systemu pomiarowego jest analogowy układ do lokalizacji w czasie czoła odbitej fali ultradźwiękowej. Zaprezentowano również przykładowe wyniki pomiarów dla różnych gatunków stali węglowej.
PL
Artykuł prezentuje budowę przyrządu służącego do przechwytywania kropel aerozolu wodnego wytwarzanego metodą wybuchową. Dotychczas nikt nie wykonywał tego typu pomiarów dla tak znacznej ilości rozpraszanej wody (1500 l). Zbudowany przyrząd umożliwia pośredni pomiar wielkości szybko poruszających się kropel aerozolu. Opracowano odporną na działanie wysokich ciśnień konstrukcję oraz oprogramowanie, które pozwala na zróżnicowany dobór parametrów pracy rejestratora.
EN
This article presents the building of the instrument (Fig. 1, Fig. 2) used to collect droplets of explosive formation of water aerosol. Such a method of producing water aerosol consists in the explosion of the explosive charge put inside the water capsule [1] and is potentially applicable in the case of extinguishing fires [2]. The sizes of droplets are important when designing an efficient system [1, 2], and such information is lacking in scientific literature. Up to now measurement of explosive formation aerosol droplets' size has been investigated with much less scale [6]. Performing droplet size measurements can be challenging, in view of the short distance from the explosive center, its high speed (200 m/s) and ambient pressures from the explosion (registered about 40 kPa in distance of 5 m from the axis of the water-capsule). These reasons are major obstacles to use known instruments and measurement methods [3, 4]. In this work, an instrument has been presented in a form of a trap-box (Fig. 2) to indirect measure the sizes of the aerosol droplets. This article presents the mechanical construction of instruments, which is immune for high pressure and humidity of the air; its modes; method of measurement; analysis of metrological parameters of trap-box and exemplary results.
6
Content available Quantization error in time-to-digital converters
EN
Methods of time interval measurement can be divided into asynchronous and synchronous approaches. It is well known that in asynchronous methods of time-interval measurement, uncertainty can be reduced by using statistical averaging. The motivation of this paper is an investigation of averaging in time interval measurements, especially in a synchronous measurement. In this article, authors are considering the method of averaging to reduce the influence of quantization error on measurement uncertainty in synchronous time-interval measurement systems, when dispersion of results, caused by noise is present. A mathematical model of averaging, which is followed by the results of numerical simulations of averaging of measurement series is presented. The analysis of results leads to the conclusion that in particular conditions the influence of the quantization error on measurement uncertainty can be minimized by statistical averaging, similar to asynchronous measurements.
EN
Three methods of estimating radii of spray droplets are discussed and results of their practical application in the case of explosively produced water spray are reported. Parameters of model radii distributions are fitted using the least squares method. Finally, the data obtained for a number of tests are used for estimating fraction of explosion energy used for pulverization of water in the process of explosive production of water-spray.
8
Content available remote Accumulated jitter measurement of standard clock oscillators
EN
Long term instability of frequency and phase fluctuations of the clock signal are significant source of the measurement error in the precise time-interval measurement systems. In this paper the problem of clock signal instability, fluctuations caused by accumulated clock jitter and their influence on the precision of the time-interval measurement system implemented in the programmable CMOS FPGA devices are discussed. The presented method enables jitter characterization of the reference-clock. Moreover, the time-interval-error in the range up to several miliseconds can be easily and quickly calculated using only two parameters obtained during the calibration process. The described method can be applied in measurement instruments with a precise time-base.
9
Content available Badanie fluktuacji czasu ustalania przerzutnika
PL
Zjawisko metastabilności występujące w przerzutnikach podzielono na dwa różne efekty. Pierwszy dotyczy zwiększonego czasu propagacji, a drugi przypadkowości w ustalaniu stanu wyjściowego. Przedstawiono uogólniony model przerzutnika typu D wyzwalanego zboczem. Zaproponowano metodę pomiaru dodatkowego parametru zinterpretowanego jako poziom fluktuacji czasu ustalania, dla wprowadzonego modelu. Przeprowadzono pomiary przerzutników zaimplementowanych w strukturze FPGA wykonanej w technologii 180 nm. Wartość wprowadzonego parametru w modelu ma znaczenie w wysokorozdzielczej metrologii odcinków czasowych i może wpływać na sumaryczny błąd losowy mierzonego odcinka czasu.
EN
The metastability effect is discussed in this paper as two separated effects. The first concerns the increase of the propagation time and the second concerns the random character of output states. The generalized model of the flip-flop was introduced. The measurements method of the setup time fluctuation is presented. The results of measurements for the flip-flops implemented in the FPGA structure are also discussed.
EN
Random clock signal phase fluctuations and their influence on the precision of time-interval measurement are described in this paper. The construction of time-interval measurement system [TIMS] and its application for oscillator phase fluctuations measurement are discussed. The new metrological parameters useful for estimations of the precision of TIMS as function of the measuring range are proposed.
PL
W artykule opisano w jaki sposób przypadkowe fluktuacje sygnału zegarowego wpływają na dokładność pomiaru odcinka czasowego. Przedstawiono budowę systemu pomiaru odcinka czasowego oraz pokazano sposób jego wykorzystania do oceny fluktuacji fazowych generatora zegarowego. Zaproponowano nowe parametry dla określenia stopnia oddziaływania fluktuacji fazowych na system pomiaru odcinka czasowego i ich wpływ na dokładność pomiaru w zależności od wielkości zakresu pomiarowego.
EN
A method for the improving resolution of a time-interval measuring system implemented in a single FPGA structure is discussed. In this method the period of the standard oscillator is adjusted to the single tap delay. In this way the Vernier scale can be obtained and the system resolution can be significantly increased. A new time-interval measuring module with a Vernier scal (TIMMV) of resolution equal to 318.8 ps.
PL
Opisano metodę poprawy rozdzielczości systemu pomiaru odcinka czasowego implementowanego w pojedynczej strukturze FPGA. Metoda polega na dopasowaniu okresu sygnału wzorcowego do opóźnienia segmentu linii opóźniającej. W ten sposób uzyskuje się skalę pomocniczą (noniuszową) i rozdzielczość systemu może być zwielokrotniona. Zaprezentowano nowy moduł pomiaru odcinka czasowego z noniuszową skalą (TIMMV) o rozdzielczości równej 318,8 ps.
12
Content available remote Time-interval measuring modules with short deadtime
EN
The time-interval measuring modules with short deadtime designed for a multicjannel scaler of time-of-flight spectrometers is discussed in this paper. We compare the gated measuring module based on ECL devices with the time-interval measurement unit implemented in CMOS FPGA technology. The principle of operation, design process and the construction of the time-interval measuring system with short (5 ns) deadtime are described.
PL
W artykule przedstawiono moduły pomiaru odcinka czasowego z małym czasem martwym przeznaczone do współpracy ze spektrometrami masowymi czasu przelotu. Porównano moduły pomiarowe wykorzystujące zliczanie impulsów w bramkach czasowych, zrealizowane w technice ECL, z modułami pomiaru odcinka czasowego implementowanymi w układach CMOS FPGA. W artykule opisano konstrukcję, zasadę działania oraz proces projektowania modułów z czasem martwym ograniczonym do 5 ns.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.