[发明专利]脉冲数字转换器

说明书

本公开的各方面涉及一种脉冲数字转换器。根据一个方面，脉冲数字转换器包括：输入，其用于接收输入脉冲信号；分数元件，其耦合到输入，其中分数元件生成输入脉冲信号的分数脉宽测量；以及积分元件，其耦合到输入，其中积分元件生成输入脉冲信号的积分脉宽测量，并且其中分数脉宽测量和积分脉宽测量被并置为输出信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年7月7日向美国专利商标局提交的美国非临时专利申请号15/644,285的优先权和权益，正如下文得到充分阐述的那样，其全部内容通过引用并且出于所有可适用目的整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及脉冲数字转换器的领域，具体涉及一种具有精细的时间分辨率和时间范围扩展的脉冲数字转换器。

背景技术

在许多电子电路中，可以在模拟域和数字域两者中执行信号处理。在这种情况下，一个域中的信号需要变换为另一域中的信号。也就是说，第一域中的信号可能需要转换为适合第二域的形式。充当两个域之间的接口的设备称为转换器。

发明内容

下面呈现了本公开的一个或多个方面的简化发明内容，以便提供对这些方面的基本理解。该发明内容不是本公开的所有设想特征的广泛概述，并且既不旨在标识本公开的所有方面的关键或重要元件，也不旨在描绘本公开的任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本公开的一个或多个方面的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

在一个方面中，本公开提供了一种脉冲数字转换器。因而，一种脉冲数字转换器(PDC)包括：输入，其用于接收输入脉冲信号；分数元件，其耦合到输入，其中分数元件生成输入脉冲信号的分数脉宽测量；以及积分元件，其耦合到输入，其中积分元件生成输入脉冲信号的积分脉宽测量，并且其中分数脉宽测量和积分脉宽测量被并置为输出信号。分数元件可以包括门控环形振荡器、二进制转换器和至少两个触发器，其中门控环形振荡器串联耦合到至少两个触发器中的第一触发器，至少两个触发器中的第一触发器串联耦合到二进制转换器，并且二进制转换器串联耦合到至少两个触发器中的第二触发器。在一个示例中，至少两个触发器中的第二触发器输出输入脉冲信号的分数脉宽测量。在一个示例中，门控环形振荡器是n级环形振荡器，其使用m个插值单位单元的级联来生成m个插值状态，其中m是大于n的整数。

在一个示例中，积分元件包括最高有效位(MSB)计数器、多路复用器、以及至少两个触发器，其中MSB计数器包括可扩展数量的位，其中MSB计数器串联耦合到至少两个触发器中的第一触发器，至少两个触发器中的第一触发器串联耦合到多路复用器，并且多路复用器串联耦合到至少两个触发器中的第二触发器。在一个示例中，至少两个触发器中的第二触发器输出输入脉冲信号的积分脉宽测量。在一个示例中，两个寄存器的级联将分数脉宽测量和积分脉宽测量并置为输出信号。两个寄存器的级联可以是两个移位寄存器的级联。在一个示例中，可以包括抗干扰电路，以将输入脉冲信号与分数元件的门控环形振荡器的时序同步，其中抗干扰电路包括：耦合到多路复用器的触发器、以及用于选择多路复用器的输出的多路复用器控制器。