蓝冠注册《Q374919》一种基于时间作为量来解析信号的模数转换器的新范式已经被发现很重要，蓝冠官网 因为它的应用范围从高能物理到最近传统的基于射频的相位探测器。这也是因为它们的适用性以及在深亚微米过程中的卓越性能。本文概述了这种实现。本文分为两部分。第一部分解释实现时间到数字转换器的各种拓扑及其权衡，而第二部分将通过80nm CMOS工艺实现TDC。文章最后给出了晶体管级实现的结果，让读者理解了该方法，同时也欣赏了它可以应用到的各种应用。

1. 介绍

现在，许多系统使用时间测量作为计算的一部分来执行特定的功能。然而，通常情况下，这些测量不需要非常精确，蓝冠注册 毫秒或微秒的分辨率就足够了。时间-数字转换器(tdc)是一种设备，可用于需要更多的分辨率。它们可以精确地测量两个事件之间的时间差，通常可以达到皮秒级的分辨率。它们的应用范围从高能物理和天文仪器到射频合成器和医疗设备。

虽然有不同的方法来执行这个操作，他们的基本原理是一个信号通过几个延迟元件(典型的CMOS逆变器)，这提供了系统时间量化。因此，就像ADC一样，数字代码的生成取决于信号走了多远。

1．1． 本文目的

从上一节可以推断，CMOS技术已经成为实现这些高精度时间测量设备的最流行的方法。本文介绍了一种使用80nm CMOS技术的TDC架构的分析和设计细节。本文将概述各种体系结构，并对所选择的体系结构进行分析。详细分析了该方案，并给出了晶体管级设计结果。

1．2． 文章结构

本文档的其余部分开始对项目本身进行更详细的描述，在第2节中显示了它的最低要求和目标。第3节介绍了TDC体系结构的不同现状，简要指出了它们的优点和缺点。基于前面的分析，蓝冠招商 我们所选择的解决方案将在第4节中描述，以及粗略的性能估计和设计挑战。

第5节展示了系统的总体概述，更详细地描述了设计中的主要功能块，并处理了第4节中提出的一些设计挑战，而第6节解释了我们为实现最终设计所遵循的所有优化步骤。

作为本报告的结尾，在第7节中提出了一些最终结论。第9节显示了设计结果概述以及线性图。

2. 设计规范

如引言部分所述，所提出的项目目标是设计一个使用80nm CMOS技术的时间-数字转换器。本设计必须满足以下最低要求，才能被视为有效的解决方案:

•最小分辨率:40皮秒

•级数:32级(5位二进制读出)

•最小晶体管尺寸:Lmin=80 nm, Wmin=120 nm

设计将在晶体管级进行，即不考虑电路布局。上述要求中没有的其他参数可自由选择。用于确定设计质量的指标如下:

•速度(时间分辨率)

•面积(以晶体管宽度之和计算)

•电力消耗

•采样率(每秒获取次数)

3.提出了TDC架构

一旦描述了项目目标，下一步将包括在所有基于TDC架构的CMOS中选择一个。

3．1． 最先进的tdc

3．1．1． 单一延迟线

在这个TDC架构[3]中，目标信号通过一个延迟元件链传播，每个延迟元件的输出被连接到一个锁存器。参考信号触发锁存，对延迟链状态进行采样。存储在锁存器内的值表明目标信号通过延迟链传播了多远，因此以伪热码格式提供精确的时间测量。