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测量仪表相关技术文章采用多功能器件实现新型数字信号中和器的应用电路设计
引 言
高精度的时间测量在高能粒子物理研究、深空通讯、激光测距和物质成分检测等领域均有着广泛的应用。而时间测量仪器快速、高精度、高灵敏度的特点决定其必须具有高时间分辨率和高灵敏度的数据采集及处理设备，目前最常用的有数字信号中和器（Digital Signal Averager）和高精度的时间数字转换器（Time-to-digital converter，TDC）。其中TDC的原理是通过记录一段时间内离子脉冲信号相对于触发信号（start）的到达时间和数量，继而判定粒子的种类及其含量。
但是TDC的原理决定了其固有的缺陷-“测量死区”，即当有多个粒子同时到达时，前端仪器（如飞行时间质谱仪）产生脉冲的幅度是与粒子的数量成正比的，但是TDC的原理决定了其只认为此时到达了一个粒子，从而丢失了幅度信息。故利用TDC进行定量分析时，就存在了“测量死区”。而利用超高速数字信号中和器进行测量时，由于可以同时采集到脉冲的幅度和时间信息，故可以进行高速、高时间分辨率的定量分析。
本文主要介绍了一种高精度数字信号中和器的设计与实现方法，其最小时间分辨率为333ps，测量时间范围为0～20μs，系统死时间《50ns，并已在飞行时间质谱仪器中得到应用。