精密時(shí)間間隔測(cè)量廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航、雷達(dá)定位、激光測(cè)距、粒子物理實(shí)驗(yàn)、計(jì)量及測(cè)試等領(lǐng)域，隨著人們對(duì)定位測(cè)距精度、粒子質(zhì)量鑒別精度和時(shí)間計(jì)量精度的要求不斷提升，皮秒級(jí)時(shí)間分辨率的測(cè)試應(yīng)用越來(lái)越多。目前國(guó)外成熟產(chǎn)品的時(shí)間測(cè)量分辨率最高為20ps，標(biāo)準(zhǔn)方差為36ps左右，國(guó)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(shí)間測(cè)量分辨率可達(dá)50ps，標(biāo)準(zhǔn)方差為86ps左右，綜合性能到達(dá)了國(guó)際先進(jìn)水平，能夠滿足目前絕大數(shù)情況對(duì)精密時(shí)間的測(cè)試需求。AV4151調(diào)制域分析儀具有的時(shí)間間隔測(cè)量功能及應(yīng)用演示如下：

（1）正時(shí)間間隔測(cè)量。AV4151調(diào)制域分析儀提供的正時(shí)間間隔測(cè)量功能，既可以實(shí)現(xiàn)單通道的連續(xù)周期測(cè)試，也可以實(shí)現(xiàn)雙通道之間的相對(duì)時(shí)間間隔測(cè)試，雙通道時(shí)間間隔測(cè)量需設(shè)置相對(duì)關(guān)系，例如A→B或B→A的正時(shí)間間隔測(cè)量。AV4151調(diào)制域分析儀正時(shí)間間隔的測(cè)量范圍為4ns~8s，時(shí)間測(cè)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(dá)發(fā)射與接收脈沖信號(hào)的正時(shí)間間隔測(cè)試結(jié)果， A、B通道輸入脈沖信號(hào)的周期為1us，相對(duì)延遲時(shí)間為0ns。從上圖可以看出正時(shí)間間隔測(cè)試結(jié)果為999.978ns，標(biāo)準(zhǔn)方差為86ps，累計(jì)2563屏測(cè)試結(jié)果、總計(jì)2563000個(gè)測(cè)試點(diǎn)，測(cè)試值最大誤差795ps，由此可見(jiàn)測(cè)試結(jié)果相當(dāng)穩(wěn)定可靠。正態(tài)分布的測(cè)試結(jié)果也反映出測(cè)量誤差主要由隨機(jī)量化誤差和隨機(jī)觸發(fā)觸發(fā)組成。

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

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

（3）相位測(cè)量。相位測(cè)量是正負(fù)時(shí)間間隔測(cè)量的一種擴(kuò)展應(yīng)用，它需要內(nèi)部同時(shí)完成時(shí)正負(fù)時(shí)間間隔測(cè)量和參考信號(hào)的正時(shí)間間隔測(cè)量，計(jì)算公式如下。AV4151調(diào)制域分析儀相位測(cè)量時(shí)，參考信號(hào)工作頻率越低相位測(cè)量精度越高，主要應(yīng)用于正弦信號(hào)和方波信號(hào)的相位測(cè)試，脈沖信號(hào)不存在相位概念。

相位（度）=360o×?xí)r間間隔/參考信號(hào)周期

相位測(cè)量演示

上圖是任意波形發(fā)生器輸出兩路方波信號(hào)的相位測(cè)試結(jié)果，周期均設(shè)置為200ns，A通道相對(duì)于B通道相位延遲1.1o，測(cè)試結(jié)果為1.135o，相位測(cè)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(shí)間間隔和正負(fù)時(shí)間間隔測(cè)量功能，可以對(duì)已知或未知相對(duì)關(guān)系的電信號(hào)實(shí)現(xiàn)時(shí)間間隔測(cè)試，時(shí)間測(cè)量分辨率高達(dá)50ps，能夠滿足目前絕大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的測(cè)試需求。正時(shí)間間隔測(cè)量可以很好的解決雷達(dá)和激光測(cè)距應(yīng)用領(lǐng)域?qū)夭ㄑ訒r(shí)的測(cè)試需求，正負(fù)時(shí)間間隔測(cè)量可以解決實(shí)驗(yàn)和計(jì)量中對(duì)連續(xù)無(wú)死區(qū)時(shí)間間隔的測(cè)試需求，相位測(cè)量可以滿足電子儀器計(jì)量和測(cè)試的應(yīng)用需求。