基于FPGA与GPS的时间测量电路设计与实现

作者：尹俊; 倪发福; 张建川; 李运杰; 郑洋德; 白晓; 张亚鹏; 张鹏鸣; 王彦瑜^*

来源：原子能科学技术, 2019, 53(01): 151-157.

• 宇宙射线缪子测量
• FPGA
• 时间-数字转换器
• GPS

为宇宙射线缪子(μ子)测量实验设计了基于FPGA的高精度时间-数字转换器(TDC),结合TDC测量值与GPS提供的标准时间(UTC)精确记录了粒子事件的时间信息。TDC采用粗计数+细时间测量相结合的方式,用计数器实现动态范围大于1 s的粗时间测量;使用FPGA加法进位延时链构建时间内插完成了细时间测量,并借助Wave-Union与bin-by-bin方法提高时间分辨并改善非线性。实验室测试双边沿TDC的时间分辨为16.68 ps,时间测量精度(RMS)好于45 ps。测量结果表明,该TDC满足脉冲前沿时间甄别要求。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院近代物理研究所