Speaker
子崴 赵
(Northwestern Polytechnical University)
Description
正在我国进行建设的超级陶粲装置（STCF）中需要实现一种全新的、具有较好时间测量能力的电磁量能器（ECAL），以满足背景噪声抑制、中子-γ甄别等物理需求。对时间测量电子学的需求包括：不低于100-ps的分辨率、2-μs以上的动态范围以及可多通道集成。因此，我们提出了一种3级量化结构的时间数字转换器（TDC），其中粗量化由可达到较大动态范围的计数器实现；细量化则是基于一种改进的游标延迟环，利用两种延迟锁相环实现了亚门级延迟的高分辨率。所提出的游标延迟环采用了自动复位机制来实现连续事件的测量，还可利用滑动尺度测量原理显著提高其测量线性度。采用180-nm标准CMOS工艺实现了该TDC原型芯片，共集成了8个测量通道，在100-MHz参考时钟频率下可实现41.7-ps的分辨率和2.56-μs的动态范围。测试结果显示，该TDC的单射精度可达到46.0-ps，DNL不超过0.5-LSB，INL不超过1-LSB，且各通道性能一致性较好。
