时间间隔分析仪研究毕业论文(2)
2014-10-20 01:14
导读：3.主要关键技术 3.1无间隔测量技术 为解释无间隔测量技术的优点，我们使用对简单的稳态正弦信号（图2）进行采样来比较传统的交互式计数器和无间隔计
3.主要关键技术
3.1无间隔测量技术
为解释无间隔测量技术的优点，我们使用对简单的稳态正弦信号（图2）进行采样来比较传统的交互式计数器和无间隔计数器。
交互式计数器打开测量闸门，记录事件计数和时间计数，接着在事先设定的闸门时间（终止采样）之后关闭测量闸门，再次记录事件计数和时间计数（图2）。测量在终止采样点完成，使用下面的频率估计方法来计算频率。
交互计数器简单地测量了在规定时间内有多少个信号周期出现，测量闸门与被测信号同步。这就允许事件计数是一个整数，测量误差完全由量化时间计数过程中的误差所引起。
频率结果以数字形式呈现给用户，另一次测量又开始了。很清楚的可以看到这种技术有固有的空载时间（dead-time），在此期间，信号的变化不能被包含在平均值中，空载时间标在图2中。该过程出现时，不能进行测量。通常，不同次的测量的误差也是互不相关的。
空载时间不仅中断了对信号的测量，而且也破坏了闸门之间的时序关系。对空载时间的处理，可以使用另一个计数器来测量它，然而这种方法所产生的时间刻度并不是真正意义上的连续，还存在着很小的时间碎片，这种系统误差可以累积到一个很大的值。
重新回到图2，可以看到无间隔计数器的测量是背靠背（back-to-back）进行且仅在最后一个测量值获得后处理测量结果，而不是测量过程与处理过程交叉进行。这种背靠背的测量是无间隔测量的实质，一连串的无间隔测量值称为一个数据块，在一个数据块内不可能丢失信号的任何信息。除了第一次和最后一次测量外，对于每一次的测量，第i次测量的起始采样点与第i-1次的终止采样点是同一个，结果就使得不同次测量的误差总是相关的，这就提高了求平均的性能。在测量的块之间无间隔计数器具有空载时间，在此期间，这些测量值被处理。
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无间隔测量的频率估值实际上是一连串的估计值，通过下式来计算，类似于传统的估计方式：
信号的任何频率不稳定性被包括在该频率估计数据中。对于稳态信号，给定等效的测量次数，无间隔测量的频率估值也比传统测量的估值更加精确，这是由于无间隔计数没有空载时间。无间隔测量技术能够求更多测量值的平均值，因此能给出单位时间内更高的频率分辨率（数据位），该参数在大多数系统中是很重要的。
图3给出了无间隔计数器的实现方案。
该方案中，第一个M位计数器是一个二进制编码的同步计数器，并且带有M位的数据第M位（最高有效位）用来驱动下一级的低速计数器，该计数器可以是脉动计数器或同步它也具有自己的数据锁存器。
当读命令有效时，它直接锁存M位计数器的计数值。但是，它并不直接激活低速计委存器，而是和第M位触发的单稳产生的脉冲进行与运算。处在脉冲宽度内的读命令无效，计数器的读操作直到脉冲终止才有效。其它的读命令立即激活第二个锁存器。使用R-s自免重复锁存第二个计数器。
由于第二个计数器是由第M位触发的，因此在触发之后将开始动作并且在适当的时间稳定下来。该计数器的读操作将被延迟tr，所以设计了一个由第M位触发的单稳触发器，tI时间内的读操作无效。单稳触发器的脉宽tp设计成大于稳定时间小子信号最
