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时间作为科学研究、科学实验和工程技术等诸多方面的基本物理参量,为一切运动学系统和时序过程的测量和定量研究提供必不可少的基准。时间包含“时刻”和“时间间隔”两个概念,均与人们日常生活息息相关。在卫星导航、重离子加速器、载人航天等诸多高科技领域更加关注时间间隔,对精度的要求越来越高,目前已达到纳秒(10-9s)甚至于皮秒(10-12s)量级。精密时间间隔测量方法众多,基于FPGA（Field Programmable Gate Array）的TDC（Time to Digital Converter）技术以其精度高、配置灵活、便于集成、开发周期短等优点,在大量工程应用中被采用,该方法的核心是实现进位链时延分割及标定。本课题采用尺度组合（Scale Combination）和波形联合（Wave Union）两种方法实现进位链时延的分割与标定,研究内容包括以下三个部分:1.深入理解并详细分析不同时间间隔测量方法。通过对精密时间间隔测量几种经典方法的对比分析,确定选用FPGA内部的进位链单元作为延迟内插单元来实现时间间隔的精密测量。2.FPGA进位链单元时延分割和标定方法的原理分析。对码密度法的时延标定原理、时延计算方法以及样本数量选取进行了详细推导。针对FPGA原始进位链中存在着大时延单元的缺陷,对Wave Union技术分割大时延单元的原理进行分析;并提出了使用Scale Combination技术分割大延迟单元的新方法。3.FPGA进位链时延分割及标定方法的设计、硬件实现与平台验证。以Cyclone II系列FPGA芯片为硬件核心,搭建实验平台,对FPGA原始进位链单元时延进行标定;使用Wave Union、Scale Combination两种技术实现了对进位链大时延单元的分割,并对分割效果进行了验证。通过内部逻辑分析仪采集数据并对数据进行处理,实验结果表明:经Wave Union技术分割后最大的延迟时间由158.66ps降低至80.96ps,平均延迟时间由57.18ps降低至28.25ps;经Scale Combination技术分割后最大的延迟时间由131.03ps降低至62.69ps,平均延迟时间由64.72ps降低至32.21ps。