關(guān)于IGBT導(dǎo)通延遲時(shí)間的精確測(cè)量方法

整個(gè)系統(tǒng)分為單片機(jī)系統(tǒng)模塊、TDC-GP2測(cè)量模塊和顯示模塊三部分。TDC-GP2作為系統(tǒng)測(cè)量核心單元，可直接對(duì)信號(hào)時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)單片機(jī)處理后將時(shí)間間隔數(shù)值在液晶顯示器上顯示。與常用的測(cè)量方法相比，該方法所需外圍器件少，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗低。
3．2 測(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
測(cè)量單元由START信號(hào)觸發(fā)，接收到STOP信號(hào)后停止。由環(huán)形振蕩器的位置和粗值計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值可以計(jì)算出START信號(hào)和STOP信號(hào)之間的時(shí)間間隔，測(cè)量范圍可達(dá)20位。在3．3 V和25℃時(shí)，GP2的最小分辨率是65 ps，RMS噪音約是50 ps(0．7 LSB)。溫度和電壓對(duì)門(mén)電路的傳播延遲時(shí)間有很大的影響，通常通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)補(bǔ)償由溫度和電壓變化引起的誤差。在校準(zhǔn)過(guò)程中，TDC測(cè)量一個(gè)和兩個(gè)校準(zhǔn)時(shí)鐘周期的時(shí)序如圖5所示，其測(cè)量范圍受計(jì)數(shù)器大小的限制：
tyy=BIN×26 224△1．8μs。

初始化之后，TDC-GP2高速測(cè)量單元接收到START脈沖后開(kāi)始工作，達(dá)到設(shè)置的采樣數(shù)或者遇到測(cè)量溢出后才停止工作。軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于根據(jù)需要設(shè)置TDC-GP2的工作模式和讀取其內(nèi)部的測(cè)量數(shù)據(jù)。在測(cè)量結(jié)尾，ALU開(kāi)始依照HIT1和HIT2的設(shè)置處理數(shù)據(jù)并把結(jié)果送入輸出寄存器。如果不進(jìn)行校準(zhǔn)，ALU傳輸16位原始數(shù)據(jù)到輸出寄存器；如果進(jìn)行校準(zhǔn)，則ALU傳輸32位的固定浮點(diǎn)數(shù)到輸出寄存器。然后通過(guò)單片機(jī)AT89S52處理后，在液晶顯示器讀取時(shí)間間隔數(shù)據(jù)，其測(cè)量流程如圖6所示。

4 結(jié) 語(yǔ)
該系統(tǒng)充分利用TDC-GP2的優(yōu)良特性，通過(guò)其高精度時(shí)間間隔測(cè)量功能實(shí)現(xiàn)了。IGBT導(dǎo)通延遲時(shí)間間隔的測(cè)量。該系統(tǒng)測(cè)量范圍為2．0 ns～1．8 μs，其主要性能指標(biāo)能滿足測(cè)量IGBT導(dǎo)通延遲時(shí)間的要求，具有一定的實(shí)用價(jià)值。由于IGBT導(dǎo)通的電流信號(hào)是納秒量級(jí)的高頻信號(hào)，因此在后續(xù)電路設(shè)計(jì)中，將進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，以滿足測(cè)量導(dǎo)通延時(shí)時(shí)間間隔的需要。另外，單片機(jī)的工作頻率較低，為了進(jìn)一步提高該系統(tǒng)的工作速度，甚至增加更多的附加功能，可以考慮用工作頻率更高的控制芯片作為系統(tǒng)的控制核心；同時(shí)也可以通過(guò)使用更高精度的時(shí)間間隔測(cè)量芯片來(lái)提高測(cè)量精度。