一种高精度时间间隔测量方法的研究.pdfVIP

第10卷第1期2010年1月科学技术与工程 V01．10No．1 Science and 1671—1815(2010)1-0065—05 TechnologyEngineering ⑥2010 一种高精度时间间隔测量方法的研究 乔晓峰康敏周荣华1 (南京农业大学工学院，南京210031；常州大地测绘科技有限公司1，常州213022) 摘 要 围量程不足的问题；同时结合模拟法的优点进行不足一个时钟周期的测量。为了在测量过程中解决时间间隔测量的非线性问 题，利用模数转换的方法进行了精确测量。实验结果表明，该方法能够有效的提高测量精度。 TVC 关键词 激光测距 时间间隔测量TDC—GP2 中图法分类号TM935．45；文献标志码A 在激光测距中，时问问隔测量是影响激光测距 -卜——————一 瓦—_ 精度的核心因素。脉冲式激光测距以其工作原理简 主波 广] 单、峰值功率高、测程远、测距精度高、远距离测距不 需要合作目标等优点获得越来越广泛的应用。在脉 回波———{÷————————一：L——一 斗：卜丁1斗；卜』1—◆；卜』斗：卜丁2 冲激光测距中，通过提高测频可以提高测距精度。 晶振 厂]；厂]厂]…广]l厂]广] 50 例如当测频为1 MHz的时候，测距精度可以达到 !_．_——————一丁———————————h一 1 m，但是由于受电路参数、元器件性能、温度等因素 计数脉冲Ⅳ i『]厂] …一刚 的影响，仅靠提高测量频率来提高测量精度是不可 图1计数法测量图 行的。 主波信号是激光器发出的光脉冲经光电转换、滤波、 本文利用TDC—GP2高精度时问问隔测量芯片 特有的测量范围2的特点，结合模拟法的优点，对时 放大等处理电路到达计数器的信号，回波信号是光 问问隔进行测量，可以有效地提高测量精度。 波达到目标并由目标反射回来经接收、滤波、放大等 处理电路到达计数器的信号。在计数门被打开期 1测量原理及误差分析 问，作为和时问问隔测量基准单位同步的晶振脉冲 到达计数器，记录下通过的脉冲个数，从而求出待测 目前时问问隔测量采用的主要方法是电子计数 时问。 法，主要通过将被测的时问问隔量与测频进行比较， 这种方法的主要优点是线性好，与测量范围无 进而得到相应的时问。电子计数法的精度主要取决 关。只要计数器得到通过计数门的脉冲数就可以得 于系统时钟的频率，如图1所示。 到时问问隔。缺点是由于测量精度主要受时钟频率 在一段时问问隔殳中，由主波作为打开计数器 限制，最高测量精度为正负一个时钟周期。图中实 的开门信号，回波作为关闭计数器的关门信号，其中 际时问问隔为：瓦=T+正一疋。也就是说，在测量 时问问隔的时候，由于主波、回波信号在开启或者关 2009年9月18日收到 闭计数门那一刻并不与时钟频率完全同步，存在测 第一作者简介：乔晓峰(1984一)，男，山西忻州人，硕士研究生，研究不到的不满一个时