Предварительная калибровка фазового интерполятора прецизионного измерителя временны́х интервалов

Рассмотрены проблемы прецизионных измерений интервалов времени, результаты которых необходимы, например, для оценки метрологических характеристик структурных комплексов космических навигационных систем. Спроектирован прецизионный измеритель временны́х интервалов. Установлена зависимость между показаниями измерителя и размером измеряемой величины. Разработана и опробована методика предварительной калибровки фазового интерполятора с неравномерным шагом квантования из состава прецизионного измерителя временны́х интервалов. В процессе создания методики выбрано оптимальное значение опорной частоты и рассчитан оптимальный размер измерительной матрицы, состоящей из последовательно соединённых логических вентилей. Определена степень влияния температуры кристалла (интегральной микросхемы) FPGA на работу фазового интерполятора. Выработаны требования к испытательным сигналам и оценена возможность применения эталонных сигналов вторичных эталонов времени и частоты (например, Государственного вторичного эталона единиц времени и частоты ВЭТ 1-7) в процессе предварительной калибровки фазового интерполятора. Разработано специальное программное обеспечение для определения границ субквантов фазового интерполятора с разрешением единицы пикосекунд, рассчитаны функции плотности вероятности переходного процесса от одного субкванта к последующему. Приведены требования к спектральному составу частоты опорного сигнала и определена частотная отстройка испытательного сигнала относительно опорного. Верификация разработанной методики предварительной калибровки временно́го положения фазовых переходов интерполятора осуществлена путём повторных калибровок и сопоставления полученных результатов.

1. Лепёхина Т. А., Николаев В. И. // Материалы 26 Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии (КРЫМИКО 2016)», Севастополь, 4–10 сентября 2016. Севастополь: Севастопольский государственный университет, 2016. С. 2711–2715.

2. юсупалиев у., радомский н. в., шутеев с. а., коковин в. а., юсупалиев п. у. измерение интервала времени с пикосекундным разрешением для системы «лазер – времяпозиционно-чувствительный детектор излучения» // прикладная физика. 2009. № 5. с. 113–118.

3. Калинов Д. Г., Римлянд В. И., Калинов Г. А., Грунин А. П., Мигунов Д. С. Оценка влияния основных параметров FPGA серии CYCLONE V при проектировании цифровых преобразователей ВРЕМЯ-КОД // Ученые заметки ТОГУ. 2017. Т 8. № 3. C. 372–377.

4. Безменов И. В., Блинов И. Ю. Теоретические основы построения моделей для описания современных шкал времени и стандартов частоты: монография. Менделеево: ВНИИФТРИ, 2015. 529 с.

5. Song J., An Q., Liu S., IEEE Transactions on Nuclear Science, February 2006, vol. 53, nо. 1, pp. 236–241. DOI:10.1109/TNS.2006.869820

6. Favi C., Charbon E., International Symposium on Field Programmable Gate Arrays, 22–24 February 2009, Monterey, California, USA, 2009, pp. 113–120. DOI:10.1145/1508128.1508145

7. Wang J., Liu S., Shen Q., Li H., and An Q., IEEE Transactions on Nuclear Science, April 2010, vol. 57, nо. 2, pp. 446–450. DOI:10.1109/TNS.2009.2037958

8. Menninga H., Favi C., Fishburn M. W., and Charbon E., IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, 23–29 October 2011, Valencia, Spain, 2011, pp. 1515–1521. DOI:10.1109/NSSMIC.2011.6154362

9. Chen Y.-H., Lu C.-W., Chang T.-Y., and Hsia C., International Symposium on Instrumentation & Measurement, Sensor Network and Automation, 25–28 August 2012, Sanya, China, 2012, pp. 44–47. DOI:10.1109/MSNA.2012.6324513

10. Chen Y.-H., IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 19–23 May 2013, Beijing, China, 2013, pp. 2432–2435. DOI:10.1109/ISCAS.2013.6572370

11. Чулков В. А. Интерполирующие устройства синхронизации и преобразователи информации. М.: Физмалит, 2010, 324 с.