基于FPGA的TDC-GP2测时范围高精度扩展电路

摘要

一种基于FPGA的TDC-GP2测时范围高精度扩展电路，主要包括FPGA模块、控制模块、延时单元、激光发射单元、两个激光接收单元、计数模块、TDC-GP2矫正模块、TDC-GP2测时模块和计算机；FPGA模块分频产生周期1us信号，其一路输入至TDC-GP2矫正模块与TDC-GP2测时模块Start输入端，另一路经延时后触发激光发射产生激光脉冲，接收后得到的第一脉冲输入至TDC-GP2测时模块Stop1输入端，以及TDC-GP2矫正模块Stop1与Stop2输入端，TDC-GP2矫正模块用于精确测量FPGA分频产生信号周期，计数模块计算第一脉冲与第二脉冲间分频信号脉冲个数，将各项数据输入计算机即得到高精度测时结果；本发明利用FPGA模块分频产生的信号作为测量时间间隔的辅助信号，并通过TDC-GP2矫正模块准确测量其精确周期，实现高精度的测时范围扩展。

主权项

一种基于FPGA的TDC‑GP2测时范围高精度扩展电路，包括晶振(2)，其特征在于：晶振(2)的输出端(14)与FPGA模块(1)的第一输入端(15)相连，电源(3)的输出端(16)与FPGA模块(1)的第二输入端(17)相连，调试与下载(4)的输出端(18)与FPGA模块(1)的第三输入端(19)相连，FPGA模块(1)的第一输出端(20)与控制模块(5)的输入端(21)相连，FPGA模块(1)的第二输出端(23)与延时单元(6)的输入端(24)相连；所述延时单元(6)的输出端(25)与激光发射单元(7)的输入端(26)相连，激光发射单元(7)的输出端(27)与第一激光脉冲接收单元(8)的输入端(28)相连，第一激光脉冲接收单元(8)的输出端(29)与TDC‑GP2测时模块(11)的Stop1输入端(34)相连，TDC‑GP2测时模块(11)的输出端(36)通过SPI与计算机(13)的第一输入端(46)相连，反射激光脉冲通过第二激光脉冲接收单元(9)的输入端(30)接收，第二激光脉冲接收单元(9)的输出端(31)与TDC‑GP2测时模块(11)的Stop2输入端(35)相连，第一激光脉冲接收单元(8)的输出端(29)与计数模块(12)的第一输入端(37)相连，第二激光脉冲接收单元(9)的输出端(31)与计数模块(12)的第二输入端(38)相连，计数模块(12)的输出端(39)通过SPI与计算机(13)的第二输入端(47)相连；所述控制模块(5)的输出端(22)输出控制TDC‑GP2矫正模块(10)与TDC‑GP2测时模块(11)的控制信号，分别与TDC‑GP2矫正模块(10)的输入端(40)以及TDC‑GP2测时模块(11)的输入端(32)相连，FGPA模块(1)的第二输出端(23)输出分频信号，分别与TDC‑GP2矫正模块(10)的Start输入端(41)以及TDC‑GP2测时模块(11)的Start输入端(33)相连，第一 激光脉冲接收单元(8)的输出端(29)分别与TDC‑GP2矫正模块(10)的Stop1输入端(42)以及Stop2输入端(43)相连，TDC‑GP2矫正模块(10)的输出端(44)通过SPI与计算机(13)的第三输入端(45)相连。