一种实时定标的皮秒级可变时间间隔标准信号产生方法

摘要

本发明公开了一种实时定标的皮秒级可变时间间隔标准信号产生方法，通过产生共源同形的多路脉冲、传输脉冲信号与延时脉冲信号、调零时间间隔、实时定标时间间隔的过程实现本发明。本方法产生精确的皮秒级时间间隔标准信号，量值从0到几千皮秒，步进精度可优于1ps，满量程的不确定度在数皮秒以内，且量值可实时定标。很好地满足精密时间间隔测量仪校准等需求。

主权项

一种实时定标的皮秒级可变时间间隔标准信号产生方法，其特征在于该方法的具体步骤为：第一步：产生共源同形的多路脉冲用脉冲源(1)产生一路脉冲信号，再用宽带电阻性分配器(2)对脉冲信号进行分配，得到三路共源且理论上波形相同的脉冲信号，即同步脉冲；第二步：传输脉冲信号与延时脉冲信号将得到的同步脉冲分别输入参考通道(3)、开始通道(4)和结束通道(5)；其中，参考通道(3)的延时量是固定的，开始通道(4)和结束通道(5)的延时量是可变的，延时量的变化通过可变空气线实现；得到的三个脉冲对应为参考脉冲、开始脉冲和结束脉冲；第三步：调零时间间隔将开始通道(4)中的可变空气线长度调到最小，结束通道(5)中的可变空气线长度调到总量程的1/10到1/2之间；用同一台测量设备测量参考脉冲一开始脉冲的时间间隔，记为TAC；以及参考脉冲一结束脉冲的时间间隔，记为TBC；按照L＝(TAC-TBC)×0.3mm/ps，计算长度调整值L，将结束通道(5)中的可变空气线的长度减小L；重复测量-调整过程，直到|TAC-TBC|小于测量设备的极限分辨力或者|L|小于空气延迟线的最小调节量为止；测量与调节工作可由时间间隔调零装置(6)自动实现；第四步：实时定标时间间隔皮秒级可变时间间隔标准信号由标准开始信号(8)和标准结束信号(9)共同构成；时间间隔的量值ΔT由公式ΔT＝ΔL/(εrC0)进行计算，间接实现定标；其中：ΔL为空气线长度的变化量，εr为空气的相对介电常数值，C0＝299792458m/s；用实时定标装置(7)的长度和介电常数的数字化测量功能，实时监测ΔL和εr，可实现时间间隔的实时定标。