基于现场可编程门阵列的时数转换器原理与实现方法

介绍一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的时数转换器(TDC)的原理及设计方法。通过工作在差分模式下的二条抽头式延迟线,该时数转换器的分辨率能够达到200ps,可以完成亚纳秒量级时间间隔的测量。时数转换器主要用于极短时间间隔的测量。目前时数转换器广泛应用于航空航天、通信、信号处理等领域。

新型数模转换器时域误差校正方法

为了提高数模转换器的动态性能,提出一种基于时间检测器的时域误差校正方法.时间检测器包含时间差放大器和时数转换器,时间差放大器对时域误差进行线性放大,将放大后的时域误差经由时数转换器转化为数字量,实现对时域误差的检测与量化,并利用延时电路根据量化值对时域误差进行校正.仿真结果表明,该校正方法可以在3到4个校正周期内检测出小于500fs的时域误差;将该校正方法应用于一个12位500MSPS的电流舵数模转换器时,输出信号在全奈奎斯特带宽内的无杂波动态范围平均提高了6dB,最大提升幅度达到10dB.

应用于无源UHF RFID传感器接口的低功耗低压转换器设计

为了增加射频识别(RFID)传感器的识读范围,针对无源超高频UHF(Ultra High Frequency)RFID标签的传感器接口,提出了一种新的低功耗低压时间数字转换器设计。该传感器接口采用基于游标原理的高效时数转换器,在保证分辨率和转换效率的同时,能够实现较低的功耗和较大的动态范围。采用TSMC 90 nm标准CMOS技术设计并制造。测量结果显示相比其他类似结构,提出接口在输入时间范围28.18μs^42.94μs时有效分辨率为10.48 bits。采样率为20 ksample/s时,转换器转化效率为0.396 p J/bit,且功耗和电压供应分别仅为3.84μW和0.6 V,能够有效增强无源UHF RFID压力传感器标签的识读范围。

IR压降实时多点检测的两种方法

介绍了游标时数转换器(TDC)和循环时数转换器这两种用于实时多点检测电源网络IR压降的方案。游标TDC方案采用精调粗调结合的思想,在继承传统时数转换器方案高精度、单周期响应优点的基础上,对面积进行了优化。循环TDC方案采用倍频的思想,在继承单周期响应的环振(RO)方案小面积优点的基础上,对精度进行了优化。电路分别基于SMIC 28 nm高介电常数金属栅(HKMG)工艺进行仿真。仿真结果表明,与TDC方案相比,游标TDC方案在维持13.5 m V/bit高精度和单周期响应优点的同时,面积仅为163.75μm^2,减小了29%;而与同为单周期响应的环振方案相比,循环TDC方案维持92.25μm^2小面积优点的同时,精度达到40.5 m V/bit,提高了54%。

SDH设备时钟中的数字锁相环设计

提出了一种新的用于实现SDH设备时钟的数字锁相环,采用时数转换器来实现数字锁相环中的鉴相器;该时数转换器的时间测量精度达到200 ps,因而极大地改进了鉴相器的鉴相精度;改进后的数字锁相环具有很好的频率稳定度和相位特性,对时钟源有很好的跟踪能力,且能实现时钟源的平滑切换,完全满足了ITU-T G.813规范要求。

脉冲电流相位检测与反馈系统设计

大多数环型加速器引出束流方向受冲击磁铁的磁场控制,引出冲击磁铁脉冲电源输出的脉冲励磁电流抖动和漂移过大会降低束流引出效率,主要来源于触发系统、闸流管、环境温度变化等[1]。国内抑制引出脉冲电源输出电流相位偏移的相位检测及反馈系统尚属空白。针对中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)引出脉冲电源的需求,设计一种TDC芯片+FPGA结构的输出脉冲电流相位检测及反馈系统,通过研究TDC芯片和FPGA间的数据传输方式、基于FPGA的串口通信及反馈控制算法,实现电源输出电流相位ps级精度实时检测及偏移量反馈,反馈调整步长5 ns,为脉冲电流高精度相位检测与锁定提供了新方法。