Дослідження методів вимірювання часових інтервалів цифровим способом.
Автор: Оксеньчук Андрій Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Кіберфізичні системи
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Вимірювання часових інтервалів цифровим способом полягає в перетворенні тривалості вхідного імпульсу, або часу між фронтами двох сигналів в цифровий еквівалент. У магістерській кваліфікаційній роботі проведено дослідження сучасних підходів до реалізації таких систем. Детально розглянуто особливості реалізації систем для вимірювання часових інтервалів на основі лінії затримки Верньєра[2], а також на основі лічильників із багатофазними тактовими сигналами[3] на різних платформах(ASIC та FPGA). Запропоновано власну реалізацію TDC на основі лічильників із багатофазними тактовими сигналами на базі FPGA, та проведено тестування продуктивності реалізованої системи. Об’єкт дослідження – цифрові методи вимірювання часових інтервалів із високою роздільною здатністю. Предмет дослідження – визначення роздільної здатності, динамічного діапазону, точності та лінійності результатів в залежності від підходу до побудови TDC, та вибір оптимального рішення для конкретних задач. Мета дослідження – дослідити та порівняти підходи до реалізації цифрових схем для вимірювання часових інтервалів на різних платформах, та запропонувати власну реалізацію. Точне вимірювання тривалості імпульсу, або часу, що пройшов між двома подіями, є частим завданням наукових та інженерних проектів. У багатьох ядерних експериментах з високою енергією необхідно вимірювати час між подіями із високою роздільною здатністю для визначення типу частинок [2]. Перетворювачі часу в цифровий сигнал також можуть бути використані в 3 багатьох інших додатках, пов’язаних з точним визначенням часу, таких як медична позитронно-емісійна томографія (ПЕТ) [4], лазерний радар, автоматизоване випробувальне обладнання (ATE), широко використовуються в якості фазових детекторів в цифрових ФАПЧ, вимірювальних приладах, таких як цифрові осцилографи і логічні аналізатори, для вимірювання часу прольоту, в детекторах частинок, космічній науці, ультразвукових та оптичних вимірюваннях.