[发明专利]一种基于延时环缩减法的时间数字转换器及其时间间隔测量方法

摘要

一种基于延时环缩减法的时间数字转换器，包括开始脉冲生成模块、结束脉冲生成模块、开始延时环、结束延时环、第一沿检测模块、第二沿检测模块、相位一致性检测器和循环次数计数器。脉冲生成模块将时间间隔触发脉冲整形为所需的两个循环脉冲信号，第一、第二沿检测模块检测到两个循环脉冲信号的上升沿时两循环脉冲信号分别在两个延时环中循环传输，同时循环次数计数器对循环脉冲信号的循环次数进行计数，当相位一致性检测器检测到两个循环脉冲信号的时间间隔小于时间数字转换器的分辨率时，两个延时环断开，时间间隔测量完成，循环次数计数器的值与时间数字转换器的分辨率的乘积则是待测时间间隔。本发明测量分辨率高、测量范围大、线性度高。

主权项

一种基于延时环缩减法的时间数字转换器，其特征在于，至少包括开始脉冲生成模块、开始延时环、第一沿检测模块、结束脉冲生成模块、结束延时环、第二沿检测模块、相位一致性检测器、循环次数计数器，所述开始延时环由第一多路选择器、第一延时线单元组成，所述结束延时环由第二多路选择器、第二延时线单元组成，所述开始脉冲生成模块用于将外界输入的时间间隔开始触发脉冲整形为开始循环脉冲信号，开始脉冲生成模块的输出端与开始延时环的第一多路选择器的0端连接，第一多路选择器的输出端与第一延时线单元连接后再接入第一多路选择器的1端，所述第一沿检测模块设置在第一延时线单元与第一多路选择器之间；所述结束脉冲生成模块用于将外界输入的时间间隔结束触发脉冲整形为结束循环脉冲信号，结束脉冲生成模块的输出端与结束延时环的第二多路选择器的0端连接，第二多路选择器的输出端与第二延时线单元连接后再接入第二多路选择器的1端，所述第二沿检测模块设置在第二延时线单元与第二多路选择器之间；所述第一延时线单元、第二延时线单元均与所述相位一致性检测器连接，所述相位一致性检测器与循环次数计数器连接；所述开始循环脉冲信号、结束循环脉冲信号的脉宽相同且循环传输中脉宽不变，所述第一沿检测模块、第二沿检测模块分别用于检测开始循环脉冲信号、结束循环脉冲信号的上升沿，所述相位一致性检测器用于检测开始循环脉冲信号和结束循环脉冲信号的相位，当开始循环脉冲信号、结束循环脉冲信号之间的时间间隔小于开始延时环和结束延时环的整体时延差即时间数字转换器的分辨率时断开开始延时环、结束延时环；所述循环次数计数器用于对开始循环脉冲信号、结束循环脉冲信号的循环次数进行计数。