Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Estimation of quantization steps of time interpolator in view of temperature changes

Sondej D., Szplet R.

Measurement Automation Monitoring

|

2017

|

Vol. 63, No. 5

192--194

EN

This paper presents a method of limiting the effect of ambient temperature drift on the measurement uncertainty of a time counter (TC). A change in ambient temperature causes a change in the TC transfer function, i.e. the widths of quantization steps to be exact. Recalibration is a procedure that is then required, but it disturbs the measurement process. However, with the knowledge of the current ambient temperature and having the set of transfer functions identified at different temperatures, it is possible to determine and use the most adequate transfer function and virtually eliminate the temperature impact. For this purpose, three interpolation methods were studied: the nearest neighbor method, linear and polynomial interpolations. A newly evaluated transfer functions were tested in interpolating TC to select the best interpolation method.

2

An autonomous microcontroller system for controlling a multi-channel time counter

Sondej D., Sawicki M., Szplet R.

Measurement Automation Monitoring

|

2015

|

Vol. 61, No. 7

305--307

EN

The paper presents the design of a microprocessor system intended for control, data processing and communication in a multi-channel time counter. The time counter is a relatively complex autonomous instrument designed for measurements of time with picosecond precision and frequency within a range of 3.5 GHz. The device employs a high-speed, single-chip microcontroller with event-driven programming without the mediation of an operating system. The autonomous operation of the measurement system with real-time controlling and data processing was achieved. The paper focuses on the hardware design and the software development model which enables collision-free and concurrent work of many components. The device uses advanced mechanisms available in STM32 series microcontrollers, allowing the efficient support for USB and Ethernet interfaces. The microprocessor system works at a relatively low frequency, which minimizes emission of interference and allows measuring time intervals with a high precision.

3

A study of the effect of temperature changes on the interpolating time counter

Sondej D., Szplet R.

Measurement Automation Monitoring

|

2015

|

Vol. 61, No. 7

302--304

EN

This paper presents an analysis of the impact of ambient temperature changes on main parameters of the interpolating time counter. The performed tests reveal that a relatively small change in the ambient temperature of 1°C causes a measurement error of the counter as large as 3.5 ps. The thorough research of two stages of interpolation of the counter allowed determining the main sources of the error. One of them is the temperature drift of widths of four-phase clock (FPC) segments in the first interpolation stage (FIS). It equals 2.5 ps/°C. The widths of FPC phases directly influence the active range of the second interpolation stage (SIS) and its offset. The test results also show that the temperature drift of the offset has a greater impact on the measurement accuracy than the temperature-driven changes of quantization steps in SIS. The presented conclusions are the first step to develop a new method for reducing the impact of changes in the ambient temperature on the measurement accuracy of the interpolating time counter.

4

Wielokanałowy modułowy licznik czasu z użyciem układów programowalnych

Różyc K., Szplet R., Kwiatkowski P., Sawicki M., Jachna Z.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 7

432--434

PL

Przedstawiono budowę, zasadę działania i wyniki badań wielokanałowego modułowego licznika czasu. Umożliwia on równoczesny pomiar relacji czasowych pomiędzy impulsami wejściowymi (START), pochodzącymi z maksymalnie sześciu niezależnych źródeł zegarowych, a wspólnym dla wszystkich kanałów impulsem odniesienia (STOP). Moduły pomiarowe licznika wykonano z użyciem układów programowalnych FPGA Spartan-3 (Xilinx). Licznik charakteryzuje się zakresem pomiarowym do 1 s oraz precyzją pomiarów nie gorszą niż 250 ps.

EN

We present the design, operation and test results of a modular multichannel time counter built with the use of programmable devices. Its resolution is below 50 ps and the measurement range reaches 1 sec. The design of the counter is shown in Fig. 1. It consists of six independent measurement modules. Each measurement module contains a 2-channel time interval counter (Fig. 2) implemented in a general-purpose reprogrammable device Spartan-3 (Xilinx). To obtain both high precision and wide measurement range, the counting of periods of a reference clock is combined with a two-stage interpolation within a single period of the clock signal [6]. The interpolation involves a four-phase clock in the first interpolation stage [8] and a time delay coding line in the second interpolation stage. The reference clock module contains an integrated digital synthesizer [7], that provides the reference clock signal of 250 MHz for measurement modules, and is driven by an external clock source of 5 MHz or 10 MHz. The standard measurement uncertainty of the time counter was tested (Figs. 3 and 4) carefully and it did not exceed 250 ps in the full measurement range. As the acid test of the time counter, the differences between signals of 1 PPS from the tested clock sources and the reference 1 PPS signal were also verified (Figs. 5 and 6). The modular design makes the multi-channel time counter easy to modify to meet requirements of various applications.

5

Procesor kodu do realizacji procedur kalibracyjnych w interpolacyjnym liczniku czasu

Jachna Z., Szplet R., Kwiatkowski P., Różyc K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 7

438--440

PL

W artykule opisano projekt procesora kodu (PK) stanowiącego fragment dwukanałowego precyzyjnego licznika czasu z niezależnymi interpolatorami dwustopniowymi. Projekt został zrealizowany w układzie programowalnym XC6SLX75 (Xilinx). Zadaniem układów PK jest wykonywanie kalibracji linii kodujących, w wyniku której następuje aktualizowanie charakterystyk przetwarzania i w efekcie zwiększenie precyzji pomiarowej licznika. Dzięki sprzętowej implementacji algorytmów kalibracyjnych uzyskuje się skrócenie czasu wykonywania kalibracji, zmniejszenie liczby danych przesyłanych do komputera oraz zmniejszenie złożoności oprogramowania sterującego.

EN

In the paper there is presented a design of a code processor (PK) as a part of a 2-channel precise time counter with independent 2-stage interpolators. The project was implemented in Spartan-6 (Xilinx) FPGA device. The main task of the PK is calibration of coding lines, resulting in updating transfer characteristics and, as an effect, higher measurement precision of the counter. Thanks to the hardware implementation of calibration algorithms there are achieved: the shorter execution time of calibration procedures, the lower amount of data transferred into the computer and less complex control software. The first simple realization of the PK has been implemented using Spartan-3 device (Xilinx) [8]. This paper presents a new, improved realization of the PK whose characteristic is more suited for the newest counters and those to be invented in the future. The use of VHDL language for description of the PK makes it more susceptible to be adapted. This paper consists of description of the counter with advanced architecture of interpolators [7] , where 10 independent time coding lines where implemented in each measurement channel. The operating principle of the PK is described based on the following scheme: precise description of code density test realization, the way of forming the transfer characteristic and the results calculations.

6

Liczniki czasu w sygnalizacji drogowej - za i przeciw ich stosowaniu

Krukowicz T.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 10

1337--1343, CD

PL

Artykuł porusza problem stosowania liczników czasu upływającego do zmiany sygnału w drogowej sygnalizacji świetlnej. Opisano stosowane urządzenia, ich działanie oraz korzyści i problemy związane z ich stosowaniem. Scharakteryzowano możliwość stosowania liczników w aktualnym stanie prawnym.

EN

The paper discusses the issue of application of meters of time that goes on till signal change at traffic lights. The devices used are described with respect to their operation, benefits and problems following their application. The possibility for time meters use under legally binding regulations is analyzed.

7

Scalony licznik czasu z użyciem stempli czasowych

Szplet R., Perko K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 8

839--841

PL

W artykule opisane są projekt oraz wyniki badań czterokanałowego licznika czasu zrealizowanego w układzie programowalnym Spartan-6 firmy Xilinx. W liczniku zastosowana została metoda stempli czasowych, w której w wyniku pomiaru uzyskuje się informację o chwilach czasowych pojawienia się impulsów wejściowych na wspólnej skali czasu. Zastosowanie zegara o częstotliwości 500 MHz umożliwiło uzyskanie względnie wysokiej rozdzielczości (2 ns) i precyzji pomiarowej licznika (poniżej 1 ns).

EN

This paper describes the design and test results of a four-channel time interval counter implemented in a programmable device Spartan-6 (Xilinx). The time stamps method has been applied (Fig. 1). In this method the measurement result delivers no information about the absolute value of the time interval between two input pulses, but carries information about the time moments of appearance of these pulses on a common time scale. This method, contrary to the conventional "start-stop" method, does not require resetting the time counter after each measurement. It eliminates the dead time and enables continuous measurements if a fast enough digital integrated circuit is used. Moreover, a multichannel time counter can be built without necessity to reproduce all blocks of a single-channel counter. It results in savings of the programmable logic resources. The main dis advantage of this method appears in difficulties of implementation. The most important seems to be a synchronization problem (Fig. 4), especially due to use of a high frequency clock signal (500 MHz). The use of such a clock makes it possible to obtain a relatively high resolution (2 ns without interpolation) and precision (less than 1 ns) of the counter. Flexibility of the method allows increasing the resolution and accuracy by using interpolation measurement channels.

8

14-ps precision time interval counter in CMOS ASIC

Klepacki K., Szplet R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 2

42-46

EN

This paper describes a design and test results of time interval counter (TIC), which provides a high precision of 14.4 ps within a wide measurement range of 1 ms. To achieve these parameters the counting method with a two-stage interpolation within a single clock period is involved. A subgate delay resolution is obtained with the aid of the differentia delay line technique. To diminish the nonlinearities of conversion and finally to improve the precision of measurement a novel matrix of differential delay lines is proposed. The TIC is implemented as an Application Specific Integrated Circuit (ASIC) in 0.35 µm CMOS process.

PL

W artykule przedstawiono projekt i wyniki badań licznika czasu o precyzji pomiaru 14.4 ps i zakresie pomiarowym powyżej 1 ms. Osiągnięcie wysokiej precyzji i szerokiego zakresu pomiarowego było możliwe dzięki zastosowaniu metody licznikowej i dwustopniowej interpolacji. Zastosowanie różnicowej linii kodującej w drugim stopniu interpolacji pozwoliło osiągnąć rozdzielczość pomiaru mniejszą niż opóźnienie pojedynczego bufora. Zaproponowana matryca kodująca z różnicowymi liniami kodującymi zmniejsza nieliniowość konwersji i w efekcie zwiększa precyzję pomiaru odcinka czasu. Licznik czasu zaprojektowano i wykonano w technologii CMOS 0.35 µm jako układ specjalizowanych (ASIC).

9

Virtual time counters with ISA, PCI and PXI interfaces

Kalisz J., Różyc K., Jachna Z.

Metrology and Measurement Systems

|

2003

|

Vol. 10, nr 3

331-338

EN

This paper describes the design and test data of precise virtual counters realized as PC computer cards with the ISA, PCI, and PM interfaces. Thanks to the use of a specialized, interpolating counter chip fabricated in CMOS FPGA technology, the 200 ps resolution was achieved in single measurements of time intervals within the range of 0 to 43 s. The frequency can be measured up to 1.1 GHz. The input configuration (impedance, polarity and threshold level) can be selected by software operating in the Windows environment.

PL

Artykuł zawiera opis uniwersalnych liczników czasu i częstotliwości, zrealizowanych w postaci kart komputerowych z interfejsami ISA, PCI i PXI. Opisana jest budowa blokowa liczników oraz niektóre szczegóły konstrukcyjne. Dzięki zastosowaniu oryginalnego układu licznikowego, zrealizowanego w technologii CMOS FPGA, uzyskano rozdzielczość 200 ps przy pojedynczych pomiarach odcinków czasu oraz 1 ps przy uśrednianiu. Częstotliwość jest mierzona do 1.1 GHz. Opisane są również wyniki testów, w tym porównanie z typowymi licznikami komercyjnymi

10

Scalony licznik czasu do precyzyjnych dalmierzy laserowych

Kalisz J., Szplet R., Pełka R., Poniecki A.

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

1999

|

R. 28, z. 71

117--124

PL

Przedstawiony jest projekt scalonego licznika czasu do zastosowań w systemach laserowych pomiaru odległości z rozdzielczością równą 3 cm. Licznik jest wykonany w pojedynczym programowalnym układzie FPGA. Zawiera dwa konwertery czas-cyfra, każdy o rozdzielczości 200 ps i zakresie 10 ns oraz 32 bitowy licznik czasu rzeczywistego. Oprogramowanie sterujące i uniwersalny interfejs użytkownika zaprojektowano z użyciem narzędzi programowych Delphi. W temperaturze otoczenia +20°C licznik charakteryzuje się błędem losowym o wartości 129 ps. Odpowiada to błędowi losowemu w pojedynczym pomiarze odległości równemu 2.1 cm oraz wielokrotnie mniejszemu w trybie uśredniania (przy liczności próby równej 100, uzyskuje się około 2.1 mm). Pobór mocy scalonego licznika nie jest większy niż 350 mW.