精密時間間隔測量廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航、雷達定位、激光測距、粒子物理實驗、計量及測試等領(lǐng)域，隨著人們對定位測距精度、粒子質(zhì)量鑒別精度和時間計量精度的要求不斷提升，皮秒級時間分辨率的測試應(yīng)用越來越多。目前國外成熟產(chǎn)品的時間測量分辨率最高為20ps，標(biāo)準(zhǔn)方差為36ps左右，國內(nèi)中電科儀器儀表公司最新推出的AV4151調(diào)制域分析儀時間測量分辨率可達50ps，標(biāo)準(zhǔn)方差為86ps左右，綜合性能到達了國際先進水平，能夠滿足目前絕大數(shù)情況對精密時間的測試需求。AV4151調(diào)制域分析儀具有的時間間隔測量功能及應(yīng)用演示如下：

（1）正時間間隔測量。AV4151調(diào)制域分析儀提供的正時間間隔測量功能，既可以實現(xiàn)單通道的連續(xù)周期測試，也可以實現(xiàn)雙通道之間的相對時間間隔測試，雙通道時間間隔測量需設(shè)置相對關(guān)系，例如A→B或B→A的正時間間隔測量。AV4151調(diào)制域分析儀正時間間隔的測量范圍為4ns~8s，時間測量分辨率為50ps。

上圖是用Tek公司的任意波形發(fā)生模擬了雷達發(fā)射與接收脈沖信號的正時間間隔測試結(jié)果， A、B通道輸入脈沖信號的周期為1us，相對延遲時間為0ns。從上圖可以看出正時間間隔測試結(jié)果為999.978ns，標(biāo)準(zhǔn)方差為86ps，累計2563屏測試結(jié)果、總計2563000個測試點，測試值最大誤差795ps，由此可見測試結(jié)果相當(dāng)穩(wěn)定可靠。正態(tài)分布的測試結(jié)果也反映出測量誤差主要由隨機量化誤差和隨機觸發(fā)觸發(fā)組成。

（2）正負(fù)時間間隔測量。正負(fù)時間間隔測量一定是雙通道的相對測試，必須設(shè)置相對關(guān)系。AV4151調(diào)制域分析儀正負(fù)時間間隔的測量范圍為-4s～+4s，時間測量分辨率為50ps，適合應(yīng)用于未知相對關(guān)系的信號測試或小時間間隔測試，不存在測量死區(qū)。

下圖是模擬檢驗電纜長度的正負(fù)時間間隔測試，利用任意波形發(fā)生器輸出兩路脈沖信號，周期均為1us、相對延遲時間為0ns，分別經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電纜與待檢驗電纜連接至調(diào)制域分析儀A、B通道。正負(fù)時間間隔測量的均值為-42.6ps，該測量值反映的是兩根電纜長度的微小差別，與通道B相連的測試電纜短12.8mm。

（3）相位測量。相位測量是正負(fù)時間間隔測量的一種擴展應(yīng)用，它需要內(nèi)部同時完成時正負(fù)時間間隔測量和參考信號的正時間間隔測量，計算公式如下。AV4151調(diào)制域分析儀相位測量時，參考信號工作頻率越低相位測量精度越高，主要應(yīng)用于正弦信號和方波信號的相位測試，脈沖信號不存在相位概念。

相位（度）=360o×?xí)r間間隔/參考信號周期

相位測量演示

上圖是任意波形發(fā)生器輸出兩路方波信號的相位測試結(jié)果，周期均設(shè)置為200ns，A通道相對于B通道相位延遲1.1o，測試結(jié)果為1.135o，相位測量分辨率優(yōu)于0.1 o 。

總結(jié)：AV4151調(diào)制域分析儀具有正時間間隔和正負(fù)時間間隔測量功能，可以對已知或未知相對關(guān)系的電信號實現(xiàn)時間間隔測試，時間測量分辨率高達50ps，能夠滿足目前絕大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的測試需求。正時間間隔測量可以很好的解決雷達和激光測距應(yīng)用領(lǐng)域?qū)夭ㄑ訒r的測試需求，正負(fù)時間間隔測量可以解決實驗和計量中對連續(xù)無死區(qū)時間間隔的測試需求，相位測量可以滿足電子儀器計量和測試的應(yīng)用需求。