一种基于延迟线内插法的精密时间间隔测量电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体在电力设备状态监测与故障诊断中的研究、应用领域，具体涉及一种基于延迟线内插法的精密时间间隔测量电路。
【背景技术】
[0002]时间间隔测量技术在电子通信、脉冲激光测距、频率综合等研究领域都有着广泛的工业用途。在电力生产领域，例如基于特高频局部放电位置的监测、定位技术、基于RFID的电力设备巡检实时定位系统中，均有时间同步和测距模块，使得时间间隔的测量成为其中关键的部分，定位系统的精度关键取决于时间间隔测量的精度。因而为了达到好的系统性能，提尚时间间隔测量的精度至关重要。
[0003]目前常用的时间间隔测量方法有如下分类:数字计数器法、模拟内插法、时间幅度转换法、游标卡尺法、“粗”计数和“细”时间测量组合的方法等。为了能同时满足高精度和大量程的需求，目前主流方案依然是所谓的“粗”计数和“细”时间测量组合，这里“粗”计数即数字计数器法，采用格雷码计数器实现，“细”时间测量依靠内插技术。然而在时间同步系统中，时间间隔的测量至关重要。一方面，提高时间间隔测量的精度，可使电力生产中的局部放电监测或RFID设备信息采集的定位更加精确，另一方面，延迟线内插法是近年来广泛研究和采用的一种时间间隔测量方法，因此，有必要研究、应用一种基于延迟线内插法的精密时间间隔测量电路，并结合电子计数器使之测量量程，从而达到在线监测局部放电、采集RFID设备信息等高精度、大量程测量要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供了一种实现128级延时的基于延迟线内插法的精密时间间隔测量电路，为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]—种基于延迟线内插法的精密时间间隔测量电路，其特征在于:包括时间分辨器、START数据通道、STOP数据通道、时间数字转换器、数据输出端口，所述时间分辨器用于产生待测脉冲信号，并将待测脉冲信号分别通过START数据通道和STOP数据通道与时间数字转换器进行互联，所述时间数字转换器将时间间隔信号送入数据输出端口实现平衡输出。
[0006]优选地，所述时间数字转换器包括延迟链和脉冲计数器，所述延迟链包括BUF1?BUF128级延迟单元、Q0?Q127级D触发器和多级移位寄存器，所述BUF1?BUF128级延迟单元依次串行连接，每一级延迟单元的输出依次接到Q0?Q127级D触发器的数据输入端，所述D触发器的数据输出端通过移位寄存器由并行变为串行输出。
[0007]优选地，所述START数据通道和STOP数据通道分别包括128路延迟单元，经过START数据通道和STOP数据通道的脉冲信号经过左右两路延迟单元将脉冲信号一分为二，左右两两对称拆分，然后延迟单元将脉冲信号二分为四，四分为八，如此类推并依次连接，直到最末端分为左右各为64路延迟单元。
[0008]优选地，所述脉冲计数器采用时基为80MHz的32位计数器。
[0009]优选地，所述数据输出端口为RS232接口电路。
[0010]综上所述，本实用新型由于采用了上述方案，本实用新型具有以下有益效果:第一，本实用新型独创了基于门延时的延迟线内插技术(时间数字转换器，time-to-digitalconverter-TDC)，实现了通过对延时链的片上应用可验证和分析时间间隔测量系统性能的影响因素，突破了延迟线内插法精细测量部分在ASIC芯片上测试、应用的关键难题，并率先将测试精度控制Ins以内。第二，该电路可集成到定位芯片中，通过检测信号到达芯片的时间差(TD0A)来确定目标的距离，实现局部放电源、RFID电子标签等的准确定位。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本实用新型一种基于延迟线内插法的精密时间间隔测量电路的结构原理图。
[0013]图2是本实用新型START数据通道和STOP数据通道的电路原理图。
[0014]图3是本实用新型一种基于延迟线内插法的精密时间间隔测量电路的时间数字转换器原理图。
[0015]图4是本实用新型一种基于延迟线内插法的精密时间间隔测量电路的测量时序图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本实用新型实例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]如图1所示，一种基于延迟线内插法的精密时间间隔测量电路，包括时间分辨器、START数据通道、STOP数据通道、时间数字转换器、数据输出端口，所述时间分辨器用于产生待测脉冲信号，并将待测脉冲信号分别通过START数据通道和STOP数据通道与时间数字转换器进行互联，所述时间数字转换器将时间间隔信号送入数据输出端口实现平衡输出，，所述脉冲计数器采用时基为80MHz的32位计数器，所述数据输出端口为RS232接口电路。
[0018]结合图1和图2，所述START数据通道和STOP数据通道分别包括128路延迟单元BUF，通过START数据通道和STOP数据通道的脉冲信号经过左右两路延迟单元BUF (缓冲器BUF)将脉冲信号一分为二，左右两两对称拆分，左右两路(A为右路，B为左路)的延迟单元BUF将脉冲信号二分为四，四分为八，如此类推并依次连接，直到最末端分为左右各为64路延迟单元BUF为止，左右两路最末尾的延迟单元BUF输出相