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高精度多路脉冲延时技术

潘昭浩 张政权 刘庆想 王廷轩

潘昭浩, 张政权, 刘庆想, 等. 高精度多路脉冲延时技术[J]. 强激光与粒子束, 2021, 33: 105001. doi: 10.11884/HPLPB202133.210082
引用本文: 潘昭浩, 张政权, 刘庆想, 等. 高精度多路脉冲延时技术[J]. 强激光与粒子束, 2021, 33: 105001. doi: 10.11884/HPLPB202133.210082
Pan Zhaohao, Zhang Zhengquan, Liu Qingxiang, et al. High-precision multi-channel pulse delay technology[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2021, 33: 105001. doi: 10.11884/HPLPB202133.210082
Citation: Pan Zhaohao, Zhang Zhengquan, Liu Qingxiang, et al. High-precision multi-channel pulse delay technology[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2021, 33: 105001. doi: 10.11884/HPLPB202133.210082

高精度多路脉冲延时技术

doi: 10.11884/HPLPB202133.210082
基金项目: 国防重点研发项目
详细信息
    作者简介:

    潘昭浩,1786437506@qq.com

    通讯作者:

    张政权,zhangzhengquan@163.com

  • 中图分类号: TN492

High-precision multi-channel pulse delay technology

  • 摘要: 针对全固态直线变压器驱动源(LTD)中大规模开关同步触发的需求,设计了一款基于ZYNQ-7000 SoC平台的全数字多路脉冲延时系统。介绍了该系统各功能模块,并重点从时间数字转换器(TDC)、多路脉冲输出及ARM核控制三个模块进行分析设计。详细阐述了TDC模块抽头延时法原理及高精度进位链的构造;采用粗延时和细延时结合设计多路脉冲输出模块,有效提高信号的延时精度和范围,且模块化设计提高了通道数目的可扩展性;阐述ARM核控制流程,实现了响应快、稳定性高的控制。最后对系统进行了仿真验证,固化后在器件上进行了实测。实验结果表明,系统能够对外部触发信号实现多路延时输出,信号脉冲宽度1200 ns,幅值1.8 V,延时步进1 ns,延时调节范围0~4.29 s,输出误差低于1 ns。
  • 图  1  延时系统框架示意图

    Figure  1.  Framework of the delay system

    图  2  TDC测量原理

    Figure  2.  TDC measuring principle

    图  3  抽头延时线仿真图

    Figure  3.  Simulation diagram of tap delay line

    图  4  细精延时单元设计框图

    Figure  4.  Block diagram of fine delay unit design

    图  5  工作流程图

    Figure  5.  Work flow chart

    图  6  数据及十路脉冲仿真波形

    Figure  6.  Data and ten-channel pulse simulation waveform

    表  1  不同延时参数输出测试结果

    Table  1.   Results of different delay parameters output

    channel No.delay parameter 0/nsdelay parameter 25/nsdelay parameter 100/nsdelay parameter 200/ns
    10.30025.779100.141199.944
    20.20024.900100.000199.600
    30.45325.065100.381200.138
    40.36225.344100.413200.432
    5−0.11925.208100.167199.344
    6−0.13225.07199.577199.656
    70.01825.47699.642199.970
    80.07925.36199.842199.837
    90.20125.074100.097200.451
    10−0.48924.45199.679199.377
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-08
  • 修回日期:  2021-09-08
  • 网络出版日期:  2021-10-08
  • 刊出日期:  2021-10-15

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