[發(fā)明專利]一種采用多個環(huán)形延遲鏈的TDC電路系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011460350.8
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112506029B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張紅升;李潔;馬小東;劉紅江;劉挺;丁太云
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: G04F10/00
• 分類號: G04F10/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種采用多個環(huán)形延遲鏈的TDC電路系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括延遲器、與門電路和D觸發(fā)器，且該系統(tǒng)通過輸出的格雷碼值判斷通過多少個延遲器來計算兩個信號之間的時間差值；

延遲單元包括與門電路和延遲器，且門電路與延遲器電連接構(gòu)成環(huán)形結(jié)構(gòu)，該環(huán)形結(jié)構(gòu)與D觸發(fā)器電連接，且該環(huán)形結(jié)構(gòu)即為延遲線；

所述系統(tǒng)計算通過延遲單元的個數(shù)的步驟為：該系統(tǒng)通過將START信號同時引入環(huán)形結(jié)構(gòu)的延遲線，然后在STOP信號來臨時也同時引入各個延遲線上D觸發(fā)器的時鐘端口對延遲線狀態(tài)進(jìn)行采樣，計算通過延遲單元的個數(shù)；

Q0、Q1、Q2、Q3以及Q4是d觸發(fā)器采樣后的輸出結(jié)果，且分別與D觸發(fā)器電連接；

該系統(tǒng)還包括測量控制電路、粗計數(shù)器、校準(zhǔn)單元、編碼電路、寄存器、ALU電路和SPI接口；

所述系統(tǒng)分別與寄存器、粗計數(shù)器、校準(zhǔn)單元和TDC電路信號連接；

粗計數(shù)器和校準(zhǔn)單元均與寄存器信號連接；

TDC電路與編碼電路信號連接；

寄存器與ALU電路信號連接；

寄存器與SPI接口信號連接；

START以及STOP信號給TDC電路以及粗計數(shù)器單元；

其中粗計數(shù)器完成對外部時鐘測量來達(dá)到粗計時的需求；

粗計數(shù)器模塊通過將START以及STOP信號引入，使其對外部參考時鐘進(jìn)行計數(shù)，統(tǒng)計兩個信號之間通過多少個時鐘周期來得到粗測量時間的值；

校準(zhǔn)單元即通過提前運用TDC電路對外部參考時鐘的一個以及兩個周期進(jìn)行測量，將測得結(jié)果寄存下來，以便后面進(jìn)行校準(zhǔn)；

測量表達(dá)式如下：

T＝T_clk×((Nc2-Nc1)+(Nf1-Nf2)/(Nj2-Nj1))

其中Nc2-Nc1代表對外部參考時鐘計數(shù)的粗測量值，Nj1以及Nj2代表本設(shè)計TDC系統(tǒng)測量一個外部時鐘周期和兩個外部時鐘周期測量值，Nf1代表START信號到下一個參考時鐘的精細(xì)測量值，Nf2代表STOP信號到下一個參考時鐘的精細(xì)測量值；

ALU電路通過測量表達(dá)式來計算時間間隔；

外部微處理器通過SPI通信接口讀出時間間隔的值，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理計算，將結(jié)果顯示在外部設(shè)備上。