基于全数字锁相环的时间数字转换器的研究

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1、浙江I：业人学硕+学位论文基于全数字锁相环的时间数字转换器研究摘要TDC(Ti登毽Digi专蠢Conv硪黯，Ⅱ)C)是一种时间测量的常用电路，主要计算参考信号到事件发生的时间及两个脉冲间的时间间隔j将时间的间隔直接转化为高精度的数字值，并实现数字输出。目前已被广泛应用予电子领域，如用于全数字锁相环ADPLL中，提高其测试器件和信号的时间特性。近几年，最受关注的TDC是使用高速CMoS数字电路的结构，主要原因是被测试信号能实现较高的时间精度。对TDC精确度进行研究，将有利于TDC的应用和质量保证。本论文旨在研究时间数字转换器的精度，根据一种全数字

2、锁相环电路中时间数字转换器的结构和性能，提出了TDC的设计方法。采用EDA软件，将电路图绘制出来，引入千分尺自较正算法，通过VHDL语言对TDC电路信号进行编码。最后通过测试电路，得出仿真结果，达到对TDC精确度的准确测量。本文的主要工作和成果如下：1．设计出TDC模块的电路构成；在PSPICE软件工具下，通过引入基本触发器，放大器等器件，建立了项层TDC模型，为进一步分析TDC精确度打下了基础。通过仿真，分析了温度电流电压对数字信号传输延迟的影响。2。研究TDC核心结构；在HSPICE软件工具下，通过将触发器门电路进行剖析，由程序设计实现每个

3、器件的漏源栅极，以及线浙江jl：业人学硕十学位论文路长度等底层参数，设计各种主要器件的不同传输性能。得到CMOS下电压电流以及器件线路的部局对直接延迟的具体影响，确定了这些因素的优先等级，测得在CMOS下时间延迟的线性趋势。3．根据全数字锁相环中的TDC性能，在深入研究现有TDC的优缺点的基础上，引入了一种实现信号自纠正的算法～千分尺算法。在TDC的仿真过程中，建立分析上的自纠正方案，通过对改进后的固定矢量进行仿真研究，验证了该方案的合理性与可行性。4．对本文自顶向下的工作进行了详细解析，针对软件硬件基础和开发流程，做了更为层次化的介绍。在对本

4、文研究的总结的同时，也对今后的研究工作作出分析与展望。关键词：TDC，精确度，千分尺算法，延迟时间ADPLL—BASEDTIMEDIGITALCoNVEI汀ERRESEARCHABSTRACTTDC(TimeDigitalConverter，TDC)isthecommonmeasurementofmetimecircuit，itsmain如nctionistocalculatethemainre矗羽mceslgnaltotheincidentandthetimeinteⅣalbe“托enpulses，anddigitalo咖ut肌einteⅣa

5、loftimewilldirectlytranslateintohi曲-precisiond191talValueandachieVedigitalsignals．TDChasbeenwidelVusedinelectI。nlcs，o缸enusedinthefieldofelectronictesting(forexample：DPLL，ADPLL)toimproVetheirtestdevicesandsignalcharacteristicso士tnenme·Inrecentyears，theTDCismostconcemedaboutth

6、euseofhi曲。speeddigitalCMoScircuitstmctllre，mainlyduetobetestsignalstoacn主evealligheraccumcyofthetime．TDContheaccuracvofresearChwillbebeneficialtotheapplicationofTDCandqualiWaSslll．anCelmspaperalmstostudythetime—to—digitalconverter’saccuracy'accordlngtoanall—digitalphaselocke

7、dloopcircuitintime．to．digitalconVeneronthestmctllreandpe雨肋ance，theTDCdesignmethod．UsingtheE】)Asoftwaretodrawcircuitdiagrams，andthe自stestloglc-IeVelregeneratiVetimingalgorithmthroughtheVHDLlanguage‘＼oftheTDCcircuitencodedsignal．FinallMdesignthetestcircuitandgetthes1Inulationr

8、esultsobtainedtOTDCfortheaccuracvofthemeasurementaccuracy．Themainworkandach