[发明专利]一种基于双环DLL的三段式高精度时间数字转换方法及其电路

摘要

本发明公开了一种基于双环延迟锁相环的三段式高精度时间数字转换方法及其电路，被测时段采用高、中、低相结合分段式量化方法。三段式TDC中高段位计数式量化器由外部输入的高频稳定时钟驱动，实现宽范围稳定的测距量程；中段位TDC由第一DLL压控延迟链构成，通过异步采样方式实现对高段位细分，稳定时钟周期完成可重复的均匀相位分辨，通过对结束时刻点所在相位位置的译码，完成中段量化功能。对于中段位所采TDC产生的量化误差，该误差时间提取出来后，由低段位完成进一步的量化处理，实现更高精度测量。

主权项

一种基于双环DLL的三段式高精度时间数字转换方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)，高段位量化：通过周期为T₁的时钟对待测时间进行计数式粗测量，所得粗测时间n₁T₁为高段位量化值，其中n₁为计数式粗测量的计数值；步骤(2)，中段位量化：采用抽头延迟线法，通过周期为T₂的时钟对待测时间的结束时刻Stop信号在周期T₁的时钟中的位置进行测量，得到结束时刻Stop信号在周期为T₂的时钟中的相对位置，进而得到中段位量化值t₃＝n₂T₂，其中n₂为抽头延迟线法的计数值；步骤(3)，低段位量化：采用差分延迟法对t₅时间进行测量，所述t₅时间为结束时刻Stop信号在周期为T₂的时钟中的相对位置与该位置的下一个T₂时钟周期的上升沿之间的时间间隔，得到低段位量化值(T₂‑t₅)；其中，结束时刻Stop信号作为低段位量化的起始时刻Systart信号，结束时刻Stop信号在周期为T₂的时钟中的相对位置的下一个T₂时钟周期的上升沿作为所述步骤(3)中低段位量化的结束时刻Systop信号；步骤(4)，将所述高段位量化值、中段位量化值以及低段位量化值相加得到时间数字转换结果T_TOF＝n₁T₁+t₃+T₂‑t₅。