【技术实现步骤摘要】
一种皮秒级分辨率电信号边沿到达时间测量的装置与方法
本专利技术涉及激光雷达,激光测距,精准授时等领域,具体涉及一种皮秒级分辨率电信号边沿到达时间测量的装置与方法。
技术介绍
当前用于事件时间测量的技术,多为单数据链固定延迟单元测量,或者采用差分方法,但并不锁定参考时钟。这就产生了如下问题:现有方法一,最简单的采用固定CMOS延迟单元,统一用低skew全局时钟进行测量处理。由于延迟单元能做到的最小延迟不能太小,导致测量的粒度不能很细,一般是20到50ps。现有方法二,原理类似现有方法一,其区别在于需采用特殊工艺,使得粒度可以做的更小,但是这些特殊工艺,成本昂贵,不利于集成。现有方法三,采用固定延迟单元测量不锁定,有最大一个周期的附加异步舍入误差,导致其测量误差与单位参考时钟内输入事件的到来相位有关系,输入对误差形成了一种非线性的调制,误差不再具有与输入无关的随机特性,不利于统计处理。针对以上问题,本专利技术提出了一种全新的方法克服以上缺陷。
技术实现思路
本专利技术公开了一种皮秒级分辨率电信号边沿到达时间测量的装置与方法,采用CMOS工艺,利用数据和时钟双延迟链,采用双链关联锁定方式,一举实现了一种支持皮秒级分辨率电信号边沿到达时间测量的方法与装置,它具有低成本、细粒度,误差与输入具有较小的统计相关性的特征。一种皮秒级分辨率电信号边沿到达时间测量的装置,该装置包括:被测信号/校准选择器MUX1、可调节延迟单元DLY_CELL组成的被测信号链、时钟信号/校准选择 ...
【技术保护点】
1.一种皮秒级分辨率电信号边沿到达时间测量的装置,其特征在于,该装置包括:被测信号/校准选择器MUX1、可调节延迟单元DLY_CELL组成的被测信号链、时钟信号/校准选择器MUX2、可调节延迟单元DLY_CELL组成的时钟信号链、多个数据寄存器DREG、多个同步寄存器组REGs以及校准电路CAL;/n被测信号/校准选择器MUX1的输入分别为来自外部信号sig、CAL的校准信号sig_cal和外部输入的校准使能cal_en;/n被测信号链由若干DLY_CELL级联而成,它们拥有CAL单元共同的控制输入C,第一级的入口信号输入来自MUX1的输出,每级有一个抽头输出;/n时钟信号/校准选择器MUX2的输入分别为来自于外部时钟输入ck、CAL输出的校准时钟ck_cal和外部输入的校准使能cal_en;/n时钟信号链由若干DLY_CELL级联而成,它们拥有来自CAL单元的共同的控制输入C,第一级的入口信号输入来自MUX2的输出,每级都有抽头输出;/n数据寄存器DREG的时钟输入来自时钟信号链的抽头输出,数据输入来自被测信号链的抽头输出,多个DREG的输出形成总线d,送给同步寄存器组REGS。/n
【技术特征摘要】
1.一种皮秒级分辨率电信号边沿到达时间测量的装置,其特征在于,该装置包括:被测信号/校准选择器MUX1、可调节延迟单元DLY_CELL组成的被测信号链、时钟信号/校准选择器MUX2、可调节延迟单元DLY_CELL组成的时钟信号链、多个数据寄存器DREG、多个同步寄存器组REGs以及校准电路CAL;
被测信号/校准选择器MUX1的输入分别为来自外部信号sig、CAL的校准信号sig_cal和外部输入的校准使能cal_en;
被测信号链由若干DLY_CELL级联而成,它们拥有CAL单元共同的控制输入C,第一级的入口信号输入来自MUX1的输出,每级有一个抽头输出;
时钟信号/校准选择器MUX2的输入分别为来自于外部时钟输入ck、CAL输出的校准时钟ck_cal和外部输入的校准使能cal_en;
时钟信号链由若干DLY_CELL级联而成,它们拥有来自CAL单元的共同的控制输入C,第一级的入口信号输入来自MUX2的输出,每级都有抽头输出;
数据寄存器DREG的时钟输入来自时钟信号链的抽头输出,数据输入来自被测信号链的抽头输出,多个DREG的输出形成总线d,送给同步寄存器组REGS。
2.根据权利要求1所述的一种皮秒级分辨率电信号边沿到达时间测量的装置,其特征在于,所述DLY_CELL电路结构采用两级级联反向器,其输入端为I和C,输出为O,第一级反相器的输出级并联一个可调的等效电容系统,等效电容系统由一个电容与一个变容二极管串联而成,变容二极管的偏执电压由输入端C通过一个电阻供给。
3.根据权利要求2所述的一种皮秒级分辨率电信号边沿到达时间测量的装置,其特征在于,包括主备切换电路,所述主备切换电路有端口sig、端口ck、端口ck_o和端口dp_o,所述端口sig是输入信号,所述端口ck是输入参考时钟;所述端口ck_o是输出时钟,所述dp_o是输出并行数据;所述主备切换电路还包括测量装置SYS_A、SYS_B和主从调度单元SCH_CTL和测量结构选择仲裁单元SEL_ARB,测量装置SYS_A、SYS_B和主...
【专利技术属性】
技术研发人员:许文,赵妍,徐兴利,李明春,何玉璋,
申请(专利权)人:深圳市精嘉微电子有限公司,
类型:发明
国别省市:广东;44
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