本文研究一种新的时间间隔测量方法,这种方法采用TDC(time-to-digitalconverter)即时间—数字转换器结合计数器来测量时间间隔,这样在保证了测量的高分辨率和高精度的同时也扩大了测量范围、简化了系统结构,而且大大降低了系统功耗。在该时间间隔测量方法中我们将被测时间间隔分为两部分,即与时钟同步部分和与时钟不同步部分。由于电信号在真空中的传输速度是一个自然常数,它具有高速性和高稳定性。我们利用有源器件中完全相同的特定传输路径作为标准来量化被测时间间隔中与计数时钟不同步的部分,这样就减小了时间间隔测量中?1计数的误差,自然就提高了时间间隔测量分辨率和精度。用时间间隔信号的开门信号和关门信号构成一个时间闸门,然后用延时单元去量化与时钟不同步部分的短时间间隔。这样结合计数器,时间量就被转换为了数字量,即时钟计数值和相位差量化值。文中给出了基于TDC的时间间隔测量系统的结构原理图,建立了系统模型,分析了系统的误差来源及修正的方法。基于时间—数字转换器,利用有源器件中的延时单元LCELL构成特定传输路径,我们在Altera公司的Cyclone系列中的EP1C6T144I7上设计了一个时间间隔测量系统。根据这种方法设计制作的样机在实际测量过程中测量分辨率达到180皮秒,测量范围可达43秒。我们在时间间隔测量系统的基础上设计了时间同步系统,实验验证该系统可以达到1ns的同步精度。