基于ISERDES的多次测量型TDC装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及时间测量领域，尤其涉及一种基于ISERDES的多次测量型TDC装置及测量方法，利用IDELAY硬核等内部资源将输入脉冲信号转换为周期性震荡，通过多次测量信号的前沿时刻达到提高测量精度的目的，利用Kintex‑7系列FPGA对该TDC进行了性能测试，测试结果表明，该TDC时间分辨率提升至30 ps RMS，可以满足大部分PET应用需求；该TDC装置具有集成度高、测量精度高、结构简单和易于移植等优点，适合PET应用需求。

【技术实现步骤摘要】
基于ISERDES的多次测量型TDC装置及测量方法
本专利技术涉及时间测量领域，尤其涉及一种基于ISERDES的多次测量型TDC装置及测量方法。
技术介绍
基于SiPM的正电子发射计算机断层显像（PositronEmissionTomography，PET）探测原理是利用晶体（比如BGO或者Lyso）将放射源释放的伽马射线转换为可见光，然后利用SiPM将可见光转换为模拟电信号。前端电路对该模拟电信号进行高精度的能量和时间测量，然后将测量结果送入后端数据获取系统（Dataacquisition，DAQ）中进行符合判选，最终利用有效信号在符合线上的两个事件的时间差，重建放射源图像。除了探测器硬件本身信噪比的影响外，时间数字转换器（Time-DigitalConverter，TDC）的精度也直接影响图像质量。目前高精度时间测量可以基于专用集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC）完成，其以精度高、稳定性强等优势得到广泛应用。然而，ASIC也有成本高、研发周期长等弊端。近些年来，基于可编程逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ISERDES的多次测量型TDC装置，其特征在于：包括PLL、输入信号振荡器、ISERDES细时间采样单元、细时间编码器、细时间计算逻辑、粗计数器及数据缓存器；/n所述PLL用于向ISERDES细时间采样单元提供分相时钟，并向细时间编码器和粗计数器提供系统时钟；/n所述输入信号振荡器包括IDELAY核、非门及多路选择器，利用IDELAY核输出通过非门反馈到多路选择器的输入端，使固定脉宽的待测脉冲信号转换为等周期震荡的待测脉冲信号；/n所述ISERDES细时间采样单元用于对待测脉冲信号进行采样得到采样值；/n所述细时间编码器用于将采样值转换为二进制时间信息；/n所述细时间计算逻辑根据...

【技术特征摘要】
1.一种基于ISERDES的多次测量型TDC装置，其特征在于：包括PLL、输入信号振荡器、ISERDES细时间采样单元、细时间编码器、细时间计算逻辑、粗计数器及数据缓存器；
所述PLL用于向ISERDES细时间采样单元提供分相时钟，并向细时间编码器和粗计数器提供系统时钟；
所述输入信号振荡器包括IDELAY核、非门及多路选择器，利用IDELAY核输出通过非门反馈到多路选择器的输入端，使固定脉宽的待测脉冲信号转换为等周期震荡的待测脉冲信号；
所述ISERDES细时间采样单元用于对待测脉冲信号进行采样得到采样值；
所述细时间编码器用于将采样值转换为二进制时间信息；
所述细时间计算逻辑根据用户设置的累加数目将二进制时间信息进行加和得到最终的细时间测量结果；
所述粗计数器在系统时钟下，获取粗时间信息并发送给数据缓存器；
所述数据缓存器是将得到的时间数据进行缓存处理，并和系统其他逻辑通讯。


2.如权利要求1所述的一种基于ISERDES的多次测量型TDC装置，其特征在于：所述PLL向ISERDES细时间采样单元内输入四路不同相位的分相时钟，其中两路由PLL直接产生，剩余两路通过反向产生，四路分相时钟分别为0°相位、90°相位、180°相位及270°相位；
所述ISERDES细时间采样单元内包括有D触发器阵列，用于在不同的分相时钟域下对待测信号进行采样，得到采样值。


3.如权利要求1所述的一种基于ISERDES的多次测量型TDC装置，其特征在于：所述细时间编码器包括D触发器阵列和分阶编码器，D触发器阵列用于缓存采样值并输出温度计码，分阶编码器根据温度计码得到二进制时间信息。


4.如权利要求1所述的一种基于ISERDES的多次测量型TDC装置，其特征在于：所述所述一个ISERDES细时间采样单元的测量binsize为625ps。


5.如权利要求1所述的一种基于ISERDES的多次测量型TDC装置，其特征在于：所述等周期震荡的待测脉冲信号产生8次等间隔震荡。

【专利技术属性】
技术研发人员：马聪，王瑶法，赵晓坤，卢磊，
申请(专利权)人：明峰医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33