基于皮秒级时间间隔测量的集成电路和系统解决方案----TDC
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2020-11-06
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基于皮秒级时间间隔测量的集成电路和系统解决方案基于皮秒级时间间隔测量的集成电路和系统解决方案----TDC
TDC原理 TDC是ACAM核心的超高精度的时间间隔测量产品，全数字化集成电路，采用标准CMOS工艺制
造，对温度和电压的变化采用补偿方式，以便能同时满足高精度、高测量刷新率、低功耗和小体积等方面的要
求。具体来讲，TDC是以信号通过内部门电路的传播延迟来进行高精度时间间隔测量的，如下图1显示了这种测
量绝对间隔时间TDC的主要框架。芯片上的智能电路结构、冗余电路和特殊的布线方法使得芯片可以精确地记
下信号通过门电路的个数，并且能保证每个门电路的延迟时间严格一致。芯片能获得的最高测量精度由信号通
过芯片内部门电路的最短传播延迟时间tpd决定。 图1：TDC 核心测量单元 测量单元由 S
TDC原理原理
TDC是ACAM核心的超高精度的时间间隔测量产品，全数字化集成电路，采用标准CMOS工艺制造，对温度和电压的变化
采用补偿方式，以便能同时满足高精度、高测量刷新率、低功耗和小体积等方面的要求。具体来讲，TDC是以信号通过内部
门电路的传播延迟来进行高精度时间间隔测量的，如下图1显示了这种测量绝对间隔时间TDC的主要框架。芯片上的智能电路
结构、冗余电路和特殊的布线方法使得芯片可以精确地记下信号通过门电路的个数，并且能保证每个门电路的延迟时间严格一
致。芯片能获得的最高测量精度由信号通过芯片内部门电路的最短传播延迟时间tpd决定。
图1：TDC 核心测量单元
测量单元由 START 信号触发，接收到 STOP 信号停止。通过START和STOP之间通过的门电路的个数来获得START和
STOP信号之间的时间间隔。如上图由START通过环形振荡器到达的位置和coarse counter的计数值即计算出START 信号和
STOP 信号之间时间间隔，测量范围可达 20 位。下图2中tss即为测量的时间间隔。
图2
与模拟测量方法如AD方式相比，TDC主要优势在于高测量刷新率，优秀的测量分辨率和极低功耗，以及可用性、灵活
性、可用电路的高集成性等等，是一种使很多用户都能方便使用的芯片。
TDC产品系列与应用产品系列与应用
截止目前，ACAM 已经推出3款TDC产品：
1、、TDC-GP1
TDC第一代产品，分辨率为125ps or 250ps，最大时间测量间隔200ms，带有RLC单元（电阻、电感、电容测量单元），
主要应用包括：
距离测量
超声波流量测量
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