摘要:随着集成电路工艺的发展和集成度的提高,电路延时显著降低,传统的时间数字转换器(TDC)的研究趋向于兼具高分 辨率和高精度的电路设计。 近年来,摩尔定律逐渐失效,物联网大背景下轻量化,微型化,低功耗的边缘设备得到了飞速发展, 用于片上延时测量的微型化 TDC 的研究重点逐步转向高精度的低功耗设计。 基于 Xilinx Virtex-6 XC6VLX240T 现场可编程门 阵列( FPGA)开发平台,提出了一种以游标自定时环(vernier self timing ring, VSTR)代替直接计数法的粗测结构,和两条对称 的延迟链组成的细测结构。 通过边沿重合检测单元和锁存单元将粗测结构的游标 STR 与细测的对称延迟链结合,设计结果表 明该结构量程可达到 491 ns,分辨率为 14. 8 ps,最高精度为 12. 9 ps,功耗为 0. 068 W,说明了提出的两级差分结构具有高精度 低功耗的特点。