基于FPGA的精密时间测量系统

在许多高精度测量领域中,传感器信号的时间信息是至关重要的。例如,在粒子物理实验中,精确的时间测量直接影响到粒子能量的测量和粒子相互作用的定位;而在激光雷达、GPS导航等应用中,时间测量精度直接影响到测距和定位的准确性。为了满足这些高精度要求,需要开发具有大动态范围、高精度和高通道数的时间数字转换器(TDC)。传统方法常常面临精度和通道数之间的平衡问题,而利用FPGA的专用资源可以通过时间插值方法解决这一问题,从而提升测量精度和系统灵活性。
 

 

精密时间测量应用场景

 

中科采象公司推出的基于FPGA的多通道时间数据转换器(TDC)解决方案,专为高精度时间测量应用场景设计。该方案支持高达64通道的并行测量,具有优异的硬件性能和高测量精度,最高精度可达到15ps。通过专用的FPGA进位链资源作为延迟单元执行时间插值,方案实现了高动态范围和低死时间(小于10ns)。此外,系统还支持与授时终端如原子钟的配合使用,进一步提高了测量的稳定性。配合实时在线算法和高速数据缓存,方案能够快速处理数据并支持TOT等复杂算法。强大的软件功能则为用户提供了友好的操作界面,并支持强大的数据处理与存储。

 

 

基于FPGA的时间测量系统

客户案例

在某粒子物理实验项目中,客户采用了中科采象基于FPGA的时间测量系统进行粒子相互作用精确定位。在实验过程中,该系统成功提供了精确的时间测量,精度达到了15ps,极大提升了粒子能量和相互作用点的准确定位能力。通过与原子钟结合使用,客户还提高了系统的稳定性,确保了长期高精度测量的可靠性。该方案的实时数据处理和高通道并行测量能力,显著提升了实验数据的采集效率,帮助客户在多通道、高速数据环境下实现了更加精确的科学研究成果。

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