Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Bezpośredni przetwornik czas-liczba z kodowaniem wielokrotnym

Szplet R., Sondej D., Grzęda G.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 8

842--844

PL

W artykule opisane są projekt i wyniki badań przetwornika czas-liczba o rozdzielczości 5,3 ps (1 LSB) i zakresie pomiarowym 428 ps. Do przetwarzania czasowo-cyfrowego użyta została metoda kodowania wielokrotnego. Metoda ta umożliwia pokonanie ograniczeń technologicznych współczesnych układów scalonych i uzyskanie wartości rozdzielczości mniejszej niż czas propagacji pojedynczej komórki linii kodującej. Przetwornik został zrealizowany w układzie programowalnym Spartan-6 firmy Xilinx.

EN

This paper presents the implementation and tests results of a time-to-digital converter based on the wave union method and implemented in Spartan-6 FPGA (Xilinx). The converter has the resolution of 5,3 ps (1 LSB) in the measurement range of 428 ps and the integral nonlinearity of 3,8 LSB (Fig. 7). In the wave union method, contrary to the typical conversion methods with a single coding, the resolution is lower than the FPGA cell delay thanks to coding several transitions of the time event signal (Fig. 2). In addition, the linearity of conversion is increased by reducing the width of wide bins. Although, using a multi-transition pattern gives better performance, it also brings more problems to be solved. The main problems such as implementation of a pattern generator for certain amount of transitions, minimal delays between transitions and elimination of bubble errors are discussed in this paper. The pattern generator (Fig. 3) is implemented with use of a carry chain. It enables controlling the pattern by means of diagnostic and measurement software. Bubble errors (Fig. 4) are eliminated with a fast asynchronous encoder (Fig. 5). The diagnostic-control software (Fig. 6) allows to configure the pattern generator, launch the measurement session and generate a text file with all information needed to calculate conversion characteristics of the time-to-digital converter.

2

Precyzyjny przetwornik czas-liczba z powielaniem i uśrednianiem czasu trwania impulsu

Szplet R., Poteralski M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 7

569-571

EN

This paper describes the design and test results of a time-to-digital converter with 1.9 ps resolution and measurement uncertainty below 12.2 ps (Fig. 4). The time-to-digital conversion is based on time width averaging. Information about the measured time interval is contained in the width of a pulse that circulates in a closed delay loop and its width is measured by the counting method with use of a high frequency multiphase clock (Fig. 1). The converter resolution is directly proportional to the number of cycles of the measured pulse in the delay loop, the number of phases and frequency of a clock used (2). However, increase in the number of loop cycles causes growth in the jitter of circulating pulse edges that finally leads to deterioration in the measurement precision. Therefore, in order to obtain the highest precision of conversion, the number of cycles for which the converter provides the smallest measurement uncertainty was experimentally determined. In addition, to minimize a disadvantageous impact of unequal propagation times of the loop elements for the rising and falling pulse edges on the value of the measured time interval, the information about the measured time interval is contained between the rising edges of the pulse-pair instead of the opposite (rising and falling) edges of a single pulse (Fig. 2). The converter was implemented in a programmable device Spartan-6 manufactured by Xilinx. (Xilinx).

3

Precyzyjny licznik czasu i częstotliwości z interfejsem PCI

Kalisz J., Jachna Z., Szplet R., Różyc K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2006

|

Vol. 55, nr sp.

43-58

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.