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2021, 43(8): 2121-2127.
doi: 10.11999/JEIT200769
刊出日期：2021-08-10
該文提出一種通用的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC)碼密度校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生方法，該方法基于相干采樣理論，通過合理設(shè)置TDC主時(shí)鐘和校準(zhǔn)信號(hào)之間的頻率差，結(jié)合輸出信號(hào)保持電路，產(chǎn)生校準(zhǔn)用的隨機(jī)信號(hào)，在碼密度校準(zhǔn)過程中，隨機(jī)信號(hào)均勻分布在TDC的延時(shí)路徑上，實(shí)現(xiàn)對(duì)TDC的bin-by-bin校準(zhǔn)?；赬ilinx公司的28 nm工藝的Kintex-7 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)內(nèi)部的進(jìn)位鏈實(shí)現(xiàn)一種plain TDC，利用該方法校準(zhǔn)plain TDC的碼寬(抽頭延遲時(shí)間)，研究校準(zhǔn)了2抽頭方式下的TDC的性能參數(shù)，時(shí)間分辨率(對(duì)應(yīng)TDC的最低有效位，Least Significant Bit, LSB)為24.9 ps，微分非線性為(–0.84～3.1)LSB，積分非線性為(–5.0～2.2)LSB。文中所述的校準(zhǔn)方法采用時(shí)鐘邏輯資源實(shí)現(xiàn)，多次測(cè)試考核結(jié)果表明，單個(gè)延時(shí)單元的標(biāo)準(zhǔn)差優(yōu)于0.5 ps。該校準(zhǔn)方法采用時(shí)鐘邏輯資源代替組合邏輯資源，重復(fù)性、穩(wěn)定性較好，實(shí)現(xiàn)了對(duì)plain TDC的高精度自動(dòng)校準(zhǔn)。該方法同樣適用于其他類型的TDC的碼密度校準(zhǔn)。
