插脉冲法现阶段，时间间隔测量采用的最主要的方法是插脉冲法，也称作电子计数法 。与用标尺测量长度的原理类似，插脉冲法通过将高频的量化脉冲作为标尺与被测的时间间隔进行比较，从而得出时间间隔的值。这种测量方法的测量精度主要取决于作为标尺的量化时钟的频率大小。其测量原理如图 1.1所示。63556

图 1.1插脉冲法测量时间间隔基本原理

如图所示，设量化时钟的频率为 ，其对应周期为  。在待测脉冲的上升沿到来前计数器计了M个脉冲，下降沿到来前计了N个脉冲。  表示待测脉冲的上升沿与第M+1个时钟脉冲的上升沿之间的时间间隔，  表示待测脉冲的下降沿与第N+1个时钟脉冲的上升沿之间的时间间隔。则待测脉冲时间间隔 为：

  (1.1)

通过插脉冲法可以得到的是计数脉冲个数 ，即通过这种方法测得的脉冲时间间隔为：论文网

  (1.2)

比较式（1.1）和式（1.2），可知插脉冲法测量的原理误差为 ，而它最大可达到 。这种误差是由于待测脉冲上升沿、下降沿与量化时钟上升沿不能够保持一致所导致的，是直接由测量方法导致的误差，故称为原理误差。后来发展出的很多种测量方法都为了克服这种原理误差，从而达到提高测量精度的目的。

2 模拟法

为了克服上述的原理误差，模拟法采用了在待测时间间隔内用大电流对电容充电，然后在小电流下对其放电的方法。用这种充放电的方法，将待测的时间间隔按照电流的大小倍数扩展了，因而相当于增大了待测量值，从而降低了相对误差。模拟法的测量原理如图 1.2所示。

模拟法原理图

这种方法的优点是理论上的测量精度非常高，甚至可以达到皮秒级 。但是由于在电容充放电的过程中，电容两端的电压与时间之间的关系并不是绝对的线性，存在了非线性的现象，因此当测量范围增大时，测量的精度会随之降低。此外，电容充放电的性能还在很大程度上受到温度的影响，因此测量系统对于温度的要求就很严格。还有，要以恒定的电流充放电，就需要有很稳定的恒流源，这一点也在一定程度上限制了这种方法的广泛使用。

1 模拟内插法

为了解决模拟法在测量范围较大时，测量精度较低的问题，模拟内插法被提出了。它的测量原理如图 1.3 模拟内插法原理图所示。

 模拟内插法原理图

模拟内插法是将模拟法和插脉冲法结合起来的一种测量方法。它以插脉冲法中的  和 作为测量对象，用模拟法对它们进行二次测量。

用模拟内插法测量时，需要测量三段时间，即 。其中用插脉冲的方法测出  的值 。对 和 的测量是减少误差，提高精度的关键。它的测量原理是：将 和 通过模拟法的方式进行二次测量。即在待测时间间隔 和 内以 向电容充电，然后以较小的电流 放电，其中 。即相当于时间拉长了 倍。则又提高了 和 的测量精度，从而在很大的程度上提高了整体测量的精度。

模拟内插法在理论上测量精度很高，但它的实现是建立在对 和 的扩展的基础上的，比 倍于 和 的时间里，电容的充放电的非线性会比较严重，所以实际上 也不能太大，而且要获得实际上的扩展倍数 也比较困难，所以模拟内插技术要实现很高的测量精度也有很大的局限性。虽然模拟内插法并不要求很高的时钟频率，但是由于测量过程中使用的是模拟电路，在待测信号的频率比较高的时候，很容易受噪声干扰。在连续测量的场合，电路的反应速度也很有可能影响测量精度。