时间数字转换器延迟链内插的多沿变位置编码方法与流程.docx
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《时间数字转换器延迟链内插的多沿变位置编码方法与流程》 本文涉及到的是一种应用于准时间测量技术领域的创新方法,特别是关于时光数字转换器(TDC)的延迟链内插技术。时光数字转换器是一种关键的电子器件,能够将时间间隔转化为数字信号输出,广泛应用于物理实验、国防和医疗诊断等领域。延迟链内插型TDC是目前主流的TDC技术,采用"粗"、"细"结合的方式,能在测量精度、死区时间以及动态范围等方面取得良好的平衡。 传统的延迟链内插型TDC的精度受限于内插单元的延迟大小。为了提高精度,一些改进的TDC采用了"waveunion"技术,即通过一个输入边沿变化在触发电路中生成一个或多个周期性的窄脉冲,然后测量这些边沿后的平均值,从而获得比延迟单元更高的测量精度。然而,当延迟链内插型TDC存在多个边沿变化时,原有的编码方法(如温度计码)无法准确捕获沿变位置。 中国专利CN104614976A提出了解决此问题的滑动窗口搜索沿变边沿的方法,利用FPGA中的查找表逐个寻找边沿位置。尽管这种方法解决了基本的沿变位置编码问题,但它需要大量的查找表资源,导致系统资源消耗增加,集成度降低,功耗和成本也随之增加。 为了解决上述问题,本发明提出了一种新的时光数字转换器延迟链内插的多沿变位置编码方法。这种方法将延迟链数据进行分片并行处理,对每个分片执行温度计码到二进制码的转换,并获取标记位。随后,对相邻分片的标记位进行异或操作。接着,将相邻的多片组合成组,利用标记位异或结果确定沿变所在分片的位置和类型。这种方法综合了有沿变分片的位置序号和片内统计的二进制码转换结果,根据需求输出一个或多个沿变位置编码。 具体实施过程中,首先将长度为m的延迟链数据原码分片,每片长度为s,然后统计每片内的"1"的数量,即进行温度计码到二进制码的转换。每片的最高位作为片标记位,相邻分片的标记位进行两两异或,得到n-1位异或结果。其次,将得到的n-1位异或结果及其对应分片的转换结果合并成k组,每组寻找标记位异或结果为"1"的分片,确定沿变发生的位置和类型。最后,根据沿变类型计算沿变位置编码。 该方法的优势在于,通过数据分片简化了编码过程,充分利用硬件并行性,降低了硬件资源需求。同时,由于步骤一和步骤二是并行操作,系统死区时间小,整体吞吐率高。此外,对于输入数据宽度的变化,只需复用已有的硬件资源即可,提高了系统的灵活性。 总结来说,本文提出的多沿变位置编码方法有效地解决了延迟链内插型TDC在处理多个边沿变化时的资源消耗问题,提高了编码效率,降低了系统成本,且具有较高的时间和硬件资源利用率,为TDC技术的发展提供了新的思路和实践方案。
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