[发明专利]延迟时间测量电路以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种延迟时间测量电路及方法，且更具体而言，涉及一种包 括具反馈结构的延迟链(delay chain)的延迟时间测量电路以及一种延迟时间 测量方法。

背景技术

延迟时间测量电路用于测量从基准时间至施加被测量信号时的时间间 隔，并输出对应于所测量时间间隔的值。输出数字数据作为所测量时间间隔 的延迟时间测量电路亦称为时间-数字转换电路(time-to-digital converter circuit)，且用于各种电子装置中。一般而言，能够利用数字数据输出时域值 的延迟时间测量电路，接收用于指定测量开始时间的基准信号以及测量的测 量信号，并测量此测量信号相对于基准信号的延迟。此处，延迟时间测量电 路可利用各种方法来测量延迟时间。根据典型方法，延迟时间测量电路具有 用于测量延迟时间的延迟链。

图1是利用延迟链来测量延迟时间的现有延迟时间测量电路的示例的电 路图。

图1被公开于韩国第2005-117183号专利申请(以下称引用发明)中， 其显示用于将阻抗或电压变化转换成延迟差并测量延迟差的传感器或模拟- 数字转换器(Analog-to-Digital Converter；ADC)。在图1中，延迟时间测量 电路1包括读取信号产生器10、重设信号产生器20、延迟链30、温度计码 产生器40以及二进制码解码器50。

读取信号产生器10包括：用于对基准信号ref进行反相及延迟的反相器 (inverter)I1、用于对测量信号sen进行延迟的反相器I2及I3、以及与(AND) 门AND1，其中与门AND1用于对经反相及延迟的基准信号ref与经延迟的测 量信号sen执行与运算，以产生与经反相及延迟的基准信号ref的上升沿 (rising edge)同步计时的读取信号。重设信号产生器20包括：反相器I4及 I5，用于对测量信号sen进行延迟；异或(XOR)门XOR，用于对经延迟的 测量信号sen与未经延迟的测量信号sen执行异或运算，以产生与测量信号 sen的上升沿及下降沿(falling edge)同步计时的信号；以及与门AND2，用 于对异或门XOR的输出信号与经延迟之测量信号sen执行与运算，以产生与 经延迟的测量信号sen的下降沿同步计时的重设信号。

此处，在通过偶数个反相器I2及I3以及与门AND1产生读取信号read 的同时，通过偶数个反相器I4及I5、异或门XOR及与门AND2产生重设信 号reset。因此，读取信号read的计时先于重设信号reset。换言之，由于与读 取信号read相比，重设信号reset是通过再一逻辑门XOR所产生，故读取信 号read的计时先于重设信号reset。

延迟链30包括多个串联连接的延迟元件D1至D7，用于使基准信号ref 延迟，以产生多个延迟信号delay1至delay7。温度计码产生器40包括：多个 D触发器(flip-flop)D-FF1至D-FF7，用于响应延迟信号delay1至delay7而 锁存测量信号sen，藉以产生多个输出信号Q1至Q7，且此多个D触发器D-FF1 至D-FF7由重设信号进行重设；以及多个与非门NAND1至NAND7，用于对 此多个D触发器D-FF1至D-FF7的多个输出信号Q1至Q7与读取信号read 执行与非运算，以产生温度计码。且二进制码解码器50用于将温度计码转换 成二进制码b_code。

以下将参照图2来说明图1的延迟时间测量电路1的操作。

当接收到具有相同延迟时间的基准信号ref和测量信号时，延迟时间测 量电路1的操作如下。

延迟链30使基准信号ref经延迟元件D1至D7延迟，以产生具有不同延 迟时间的延迟信号delay1至delay7，且所有D触发器D-FF1至D-FF7与各个 延迟信号delay1至delay7的上升沿同步地锁存具有高电平的测量信号sen， 以产生具有高电平的输出信号Q1至Q7。

当在特定时间后对读取信号read进行计时时，与非门NAND1至NAND7 对读取信号与输出信号Q1至Q7执行与非运算，以产生值为“0”(0000000) 的温度计码。然后，二进制码解码器50接收温度计码，将所接收温度计码转 换成二进制码b_code，并输出二进制码b_code。