CN110235065B

CN110235065B - 校准时间数字转换器系统的方法及时间数字转换器系统

Info

Publication number: CN110235065B
Application number: CN201780084662.3A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·莫特娜; 克里·格洛弗; 弗里德里希·巴恩米勒
Original assignee: Sciosense BV
Current assignee: Sciosense BV
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2021-04-06
Anticipated expiration: 2037-12-08
Also published as: TW201832474A; US20190361404A1; EP3355133A1; EP3355133B1; CN110235065A; WO2018137830A1; US10732576B2; TWI660590B

Abstract

本发明实施例提供了一种时间‑数字转换器系统，该系统具有至少一个时间‑数字转换器，该时间‑数字转换器包括：振荡器(RO、RO1、RO2)，尤其是环形振荡器；计数器，由振荡器驱动；评估块，连接至计数器并且被配置为确定与开始信号和停止信号相关的时间差；以及直方图块(HIST、HIST1、HIST2)，具有多个区间，用于记录与时间差相关的条目。该系统能够通过利用测量时钟信号(MCLK)来操作或准备操作时间‑数字转换器系统被校准，该测量时钟信号(MCLK)定义测量间隔(TM)，提供校准时钟信号(CCLK)，其频率以预定比率高于测量时钟信号(MCLK)，将校准时钟信号(CCLK)的选定时钟沿(ph0)用作开始信号(STRT)，并且将校准时钟信号(CCLK)的后续时钟沿(ph1、ph2)用作停止信号(STP1、STP2)。评估块根据被用作开始信号(STRT)和停止信号(STP1、STP2)的校准时钟信号的相应时钟沿(ph0、ph1、ph2)，确定校准时间差。根据预定比率和校准时间差，确定与计数器的计数器步长相关联的时间测量。

Description

校准时间数字转换器系统的方法及时间数字转换器系统

技术领域

本公开涉及时间-数字转换器系统的校准的技术领域，特别涉及使用振荡器的时间-数字转换器系统。

背景技术

时间-数字转换器(TDC)是用于测量时间间隔并将其转换为数字输出的装置。它允许以高分辨率测量非常短的时间。

例如，TDC可以被用在飞行时间照相机中，以测量发射的光信号，如激光脉冲，行进至反射物体并且返回照相机所需的时间。

实现TDC的现有技术使用振荡器(尤其是环形振荡器)以及由该振荡器驱动的计数器，例如，由通过环形振荡器的时钟沿驱动。这样的TDC可以将相应的开始和停止脉冲之间的时间差转换为整数值。这些值随后被用作直方图存储器中的区间(bin)的地址。这种设计的缺点是，区间地址的物理表示，例如时间差或空间距离，取决于振荡器的速度或频率，这些速度或频率可能事先不知道，甚至可能在不同条件下发生变化。

在传统的方法中，通过测量参考距离来确定区间地址和物理表示之间的关系。

发明内容

要实现的目标是提供改进的时间-数字转换校准概念来提供更高的精度。

例如，时间-数字转换器系统包括一个或多个振荡器(尤其是环形振荡器)、与每个振荡器关联并由每个振荡器驱动的计数器、连接到每个计数器并且配置为确定与开始信号和停止信号相关联的时间差的评估块，以及具有多个用于记录与时间差相关的条目的区间的直方图块。通过定义测量间隔的测量时钟信号来操作此类时间-数字转换器系统。例如，测量时钟信号驱动辐射发射装置，例如VCSEL二极管，使得能够记录对发出的辐射(例如光脉冲)的响应或反射。测量间隔通常被选择以匹配一个或多个TDC的测量范围。

改进的校准概念基于这样一个想法，即被提供给TDC系统的校准时钟信号的频率(特别地，以预定比率)高于测量时钟信号的频率。

由于校准时钟信号的较高的频率，校准时钟信号的至少两个时钟沿落在测量时钟信号定义的测量间隔内并因此在TDC的测量范围内。校准时钟信号的该至少两个时钟沿能够被用来以相应的开始和停止信号来驱动评估块，从而产生计数器差，即与明确定义的校准时钟信号的时钟沿相关的直方图区间地址。因此，能够确定与计数器的计数器步长相关的时间测量，从而得到直方图条目的校准值。

如果校准时钟信号的频率或比率被选择使得至少三个时钟沿落在一个测量间隔内，也可以对校准时钟信号的相应时钟沿对执行两个不同的测量，并且由此以差分方式评估结果，从而消除例如与测量相关的偏移效应。

在如前所述的时间-数字转换器系统校准方法的实施例中，利用测量时间信号来操作或准备操作时间-数字转换器系统，测量时间信号定义了测量间隔。根据改进的校准概念，提供的校准时钟信号的频率以预定比率高于测量时钟信号的频率。校准时钟信号的选定时钟沿被用作评估块的开始信号，并且校准时钟信号的后续时钟沿被用作评估块的停止信号。评估块根据被用作开始信号和停止信号的校准时间信号的相应时钟沿来确定校准时间差。根据预定比率和校准时间差来确定与计数器的计数器步长相关联的时间测量。

根据校准时钟信号的频率和相应比率，用作停止信号的后续时钟沿可以是紧随用作开始信号的时钟沿的时钟沿。但是，如果频率或比率足够高，那么在开始信号和停止信号之间的时间差短于测量间隔的情况下，一些中间时钟沿可以被忽略。

在所述方法的各种实施方式中，可以基于校准时间差确定直方图块的区间号，并且根据预定比率和确定的区间号确定时间测量。因此，例如，可以在直方图块中的区间条目和与直方图区间相关的实际时间测量之间建立更直接的关系。

在一些预定比率至少为2的实施方式中，校准时钟信号的另一后续时钟沿被用作另一停止信号。另一后续时钟沿与上述后续时钟沿不同。评估块根据用作开始信号和另一停止信号的校准时钟信号的相应时钟沿来确定另一校准时间差。根据另一校准时间差来确定直方图块的另一区间号。根据预定比率以及确定的另一区间号和确定的区间号之间的差来确定与计数器的计数器步长相关的时间测量。

例如，由于比率已知，停止信号(也可以称为第一停止信号)与另一停止信号之间的时间差也已知。如果系统中存在任何系统误差，如偏移误差，则与第一停止信号相关的区间号和与另一停止信号相关的区间号都会受到此类系统误差的影响。通过形成两个区间号之间的差，此类系统误差至少部分地彼此抵消。

虽然改进的校准概念将以大于1的任何预定比率工作，但使用至少2、至少3或至少4的预定比率更有利。为了便于操作，为预定比率选择整数值也更有利。例如，这允许，校准时钟信号和测量时钟信号从彼此得出，例如通过倍频器或分频器，这在每种情况下都更为方便。为此，预定比率可以选择为2的幂的整数值。

而在前面的解释中，结合单个时间-数字转换器描述了改进的校准概念，改进的校准概念能够容易地扩展到具有一个以上的时间-数字转换器的系统。下文以第二时间-数字转换器为例将更详细地解释这一点。然而，对于本领域技术人员显而易见地，能够以类似的方式推导出更多的时间-数字转换器，例如三个、四个甚至更多。

因此，在若干实施方式中，TDC系统包括第二时间-数字转换器，该第二时间-数字转换器包括：第二振荡器，尤其是环形振荡器，独立于所述至少一个时间-数字转换器的振荡器；由该第二振荡器驱动的第二计数器；第二评估块，连接至第二计数器并被配置为确定与第二开始信号和第二停止信号相关的第二时间差；以及第二直方图块，具有多个区间，用于记录与第二时间差相关的条目。在这种配置中，选定的时钟沿或校准时钟信号的另一时钟沿可被用作第二开始信号，并且校准时钟信号的相应后续时钟沿可被用作第二停止信号。上文所解释的术语“后续”的定义也适用于此。第二评估块根据被用作第二开始信号和第二停止信号的校准时钟信号的相应时钟沿来确定第二校准时间差。根据预定比率和第二校准时间差，确定与第二计数器的第二计数器步长相关的第二时间测量。

相应地，对于第一时间-数字转换器和第二时间-数字转换器，确定独立的时间测量，这允许对使用时间-数字转换器测量的结果进行校准。

例如，与针对第一时间-数字转换器描述的实施方式类似，能够根据第二校准时间差确定第二直方图块的第二区间号，能够根据预定比率和确定的第二区间号来确定第二时间测量。可以基于时间测量来确定校准因子，例如与公共时间基准相关。

在一些这样的实施方式中，根据确定的时间测量和确定的第二时间测量，将直方图块中记录的条目与第二直方图块中记录的条目对准。可以在读取出第一和第二直方图块中的条目期间执行这样的校准。例如，当直方图条目用整数区间号表示时，校准的结果可能被对准到非整数地址，这取决于时间测量值，即校准因子。

本领域技术人员应该清楚，对于第二时间-数字转换器，也能够通过将校准信号的另一后续时钟沿用作另一停止信号来执行校准测量，以确定在第二直方图块中不同区间号之间的差，如上文针对第一时间-数字转换器详细解释的。这也适用于能够通过TDC系统实现的其他时间-数字转换器。

在上文所述的各种实施方式中，时间测量可以是进一步根据校准时钟信号的频率值确定的时间跨度，即，不是仅根据预定比率来确定。

校准时钟信号的频率值可以根据高精度时钟信号来确定，尤其是秒脉冲PPS信号，其可以由GPS接收器提供或由晶体振荡器提供或从晶体管振荡器得到。

在所有实施方式中，改进的校准概念的校准结果，即时间测量，能够被用来将直方图结果转换为时间单位，在适当情况下并且更进一步转换为长度单位。为此，校准测量可以与TDC系统的实际测量一起或者相关执行，以便在直方图块中产生实际测量结果，并且在从直方图块读取出测量结果时得到时间测量，即校准结果。

在上述所有实施方式中，校准时间差的确定和基于校准时间差的时间测量的确定可以被重复地执行，并且可以根据这样的重复确定来确定平均时间测量。这样的重复确定提高了测量结果的准确性和可靠性。因此，可以根据平均时间测量对一个或多个直方图块中的测量条目进行评估。

改进的校准概念也可以用于额外地包括校准块的上述TDC系统，该校准块被配置为执行根据上述实施方式之一的方法。

例如，校准块被配置来向评估块提供校准时钟信号的选定时钟沿作为开始信号，并且提供校准时钟信号的后续时钟沿作为停止信号，该校准时钟信号的频率以预定比率高于测量时钟信号。校准块被进一步配置为根据被用作开始信号和停止信号的校准时钟信号的相应时钟沿接收来自评估块的校准时间差，并且根据预定比率和校准时间差来确定与计数器的计数器步长相关联的时间测量。

在一些实施方式中，校准块被进一步被配置为使用另一后续时钟沿进行第二测量，如上文针对根据改进的校准概念的方法所详细描述的。

类似地，校准块也可以被配置为与如上文所述的具有相应振荡器、计数器等的两个或多个时间-数字转换器一起使用，以独立地确定与一个或多个时间-数字转换器的计数器的计数器步长相关的第二或其他时间测量。在这种配置中，校准块可以进一步被配置以根据确定的时间测量来对准两个或多个直方图块中记录的条目。

根据上述校准方法的各种实施方式的描述，时间-数字转换器系统的其他实施方式对本领域技术人员是显而易见的。

附图说明

下文将借助附图更详细地解释改进的时间概念。具有相同或相似功能的元件在整个附图中具有相同的附图标记。因此在下文附图中不必对它们重复描述。

在附图中：

图1示出了根据改进的校准概念的时间-数字转换器系统的示例实施例；

图2示出了通过时间-数字转换器系统进行测量的示例时间流程图；

图3示出了利用根据改进的校准概念的时间-数字转换器系统进行校准的示例时间流程图；

图4示出了根据改进的校准概念的时间-数字转换器系统的另一示例实施例；

图5示出了利用根据改进的校准概念的时间-数字转换器系统进行校准的另一示例时间流程图；以及

图6A和图6B示出了与改进的校准概念相关的示例直方图。

具体实施方式

图1显示了根据改进的校准概念的时间-数字转换器系统的示例实施例。TDC系统包括时间-数字转换器，该时间-数字转换器具有环形振荡器、计数器CT、具有中间存储器STOR的评估块EVAL以及直方图块HIST，该直方图块HIST连接至包含计数器、评估块和存储器的块。

在本实施例中，环形振荡器RO形成为通过反相器实现的15级环形振荡器，每个反相器输出直接或间接与计数器CT、评估块EVAL和存储元件STOR连接。环形振荡器RO作为精细计数器，并且具有一个专门用于通过计数器CT来对环形振荡器的时钟沿进行计数的输出，该计数器CT是粗略计数器。

对于该示例，环形振荡器RO内15个元件的数量是被任意选择的，并且能够根据所期望的应用被容易地改变。例如，反相器的开关时间和反相器链的长度确定了环形振荡器RO的振荡器频率。尤其是，振荡器频率可能经受各种工艺变化，使得即使根据相同设计制造的环形振荡器，也可能具有给定精度内的不同振荡频率。评估块EVAL被配置为根据开始和停止信号来确定这些信号之间的时间差。例如，环形振荡器RO和计数器CT的实际状态可以被存储在由开始和停止信号触发的存储元件STOR中。测量操作期间，多次测量确定的时间差存储在直方图块的相应直方图区间中，在每种情况下，作为与确定的时间差相关的条目。

参考图2，可以提供开始信号，直接或间接地作为测量时钟信号MCLK，该测量时钟信号MCLK进一步触发某种辐射发射装置，例如，本例中的用于发射激光脉冲的VCSEL二极管。因此，测量时钟MCLK定义了测量间隔TM。参考图1，停止信号可以由记录辐射脉冲的反射的单光子雪崩二极管SPAD阵列提供。因此，开始信号和停止信号之间的时间差表明发射脉冲和接收反射脉冲之间的时间，从而提供了对飞行时间和反射辐射的物体的距离的测量方法。

在图2的示例中，直方图块有64个直方图区间。这个数字应该理解为非限制性的并且可以被选择为更高或更低。直方图HMEM显示了多次测量的结果以及在直方图块HIST中相应的分布。在图2的图表中，在测量间隔TM的直方图范围HR以及非覆盖区域(即，时间框架NC)内，示出了针对测量时钟MCLK(即，测量间隔TM)的64个直方图区间。但是，关于直方图范围HR的长度信息以及因此直方图块每个区间的时间宽度本身并不已知，而是以下描述的校准过程的结果。

返回参考图1，时间-数字转换器系统还包括校准块CAL，该校准块CAL提供不同的信号STRT作为开始信号以及信号STP1和/或STP2作为时间-数字转换器的停止信号，来实现由开始信号和停止信号之间的时间差引起的特定时间测量。

现参考图3，示出了校准测量的信号时间图。开始信号STRT可以实现为测量时钟信号MCLK，或从频率比测量时钟信号MCLK更高的校准时钟信号CCLK得到，在该特定示例中，预定义比率为4。因此，校准时钟信号CCLK在由测量时钟MCLK定义的每个测量间隔中具有四个时钟沿ph0、ph1、ph2、ph3。校准时钟信号与测量时钟信号MCLK的比率和/或其频率值是已知的。

如前所述，校准时钟信号CLK的时钟沿ph0被用作开始信号或与开始信号STRT重合。第一后续时钟沿ph1被用作第一停止信号STP1。利用时间-数字转换器的评估块的功能，评估块EVAL根据校准时钟信号CCLK的相应时钟沿ph0、ph1来确定校准时间差，校准时间差能够被写入直方图块HIST中，即与确定的校准时间差相关联的特定位置RBIN1处的直方图存储器HMEM中。校准块CAL被配置为根据校准时钟信号CCLK和测量时钟信号MCLK之间的预定义比率和校准时间差来确定与计数器的计数器步长相关的时间测量。这可以直接被完成或者通过根据校准时间差确定直方图块的区间号，以及根据预定比率和确定的区间号RBIN1来确定时间测量完成。

以校准时钟信号CCLK的频率为160MHz为例，这使得两个后续时钟沿ph1、ph0之间的时间为6.25ns，并且区间号RBIN1的值为62，与单个区间相关的时间测量结果为：

6.25ns/62＝100.8ps每区间

应注意的是，能够只根据产生的区间号RBIN1来确定时间测量，即只通过评估时钟沿ph1和ph0之间的时间差来确定。然而，以同样的方式，也能够根据与时钟沿ph2重合的第二停止信号STP2与起始时钟沿ph0之间的时间差来确定另一校准时间差。如图3所示，这在直方图存储器HMEM中产生另一区间号RBIN2。与计数器CT的计数器步长相关的时间测量因此可以通过使用区间号RBIN2和区间号RBIN1之间的差来确定，同样相关的时钟沿ph1、ph2之间的时间差已知。

若，继续上述示例，另一区间号RBIN2的值被确定为120，区间号RBIN2和RBIN 1之间的差结果为120-62＝58，因此与单个区间相关的时间测量结果为：

6.25ns/58＝107.8ps每区间

例如，在每种情况下，用于校准测量的时钟沿彼此紧接。但是，根据校准时钟信号CCLK的频率和/或与测量时钟信号MCLK的预定义比率，如果所有被使用的时钟沿落在相同的测量间隔TM内，则单个时钟沿可能被省略。

在图3的示例中，校准时钟信号CCLK和测量时钟信号MCLK之间的预定义比率被选择为4，它既是整数，也是2的幂。这种比率可能有利于实际实施，但尽管如此其他比率仍然是可能的。特别地，如果仅评估开始脉冲和单个停止脉冲之间的时间差，则校准时钟信号的频率比测量时钟信号MCLK的频率高到使得校准时钟信号的至少两个时钟沿落在测量间隔TM内即可。如果要使用两个停止信号，如图3带有RBIN1、RBIN2的示例中，则校准时钟信号CCLK的频率至少是测量时钟信号MCLK的频率的两倍才可能足够。

本领域技术人员应该清楚，每个直方图区间的时间宽度对应于振荡器(尤其是环形振荡器RO)定义的每个计数器步长的时间宽度。因此，通过校准测量确定的时间测量表明了最低有效位LSB的时间，这是将直方图结果转换为时间单位(例如，皮秒)，以及进一步转换为长度单位(例如，毫米)所必需的。

根据改进的校准概念的校准测量能够被用于校准具有单个振荡器的TDC系统。然而，改进的校准概念还允许校准具有一个以上时间-数字转换器，即具有一个以上振荡器的TDC系统。特别地，具有一个以上时间-数字转换器的系统有各种应用，例如，通过利用接收或记录更多反射，或独立使用多个时间-数字转换器的可能性来提高TDC系统的灵敏度，例如在多像素配置中。

对于使用有效低像素计数3D相机的成像镜头的多像素实现方式，直方图不会被合并，但仍需要对准像素的时基。

图4显示了具有至少两个时间-数字转换器的TDC系统的示例，而为了更好地表示仅描绘了其中两个时间-数字转换器。

具体而言，图4中的时间-数字转换器系统基于图1所示的实施例，而时间-数字转换器的结构被再次提供，并且可以按照省略号所示被多提供几次。在图4中，时间-数字转换器的每个元件都用在图1中使用的附图标记后面加上1或2的附图标记指示，并且实现相同的功能。尤其是，每个时间-数字转换器根据相应的开始和停止信号执行独立的测量，测量结果分别累积在直方图块HIST1、HIST2中。

以类似的方式，为了如上所述的校准目的，校准块CAL被配置为向时间-数字转换器的各个输入端提供相应的开始和停止信号STRT、STP1、STP2。因此，在每种情况下，与时间-数字转换器的相应计数器的计数器步长相关联的时间测量被确定。特别地，可以根据以上描述的方法之一(即，使用一个或两个停止信号或直方图条目)确定每个时间-数字转换器的时间测量。

参考图5，示出了与测量时钟信号MCLK相关的三个直方图存储器HMEM1、HMEM2、HMEM3的内容，作为具有三个时间-数字转换器的TDC系统的示例。如图5所示，该三个TDC至少通过相应的直方图范围HR1、HR2、HR3进行区分。因此，直方图HMEM1、HMEM2、HMEM3中的峰值结果彼此并不重合，尽管它们是在相同条件下响应于相同事件而被收集的。因此，如果直方图如图4所示，通过公共系统总线SYSBUS从CPU被读取出，而没有校准(即，确定的时间测量)，则读取结果的叠加看起来会如图6A所示，因此会引入不准确的结果。

然而，根据改进的校准概念，每个时间-数字转换器的确定的时间测量通过校准块CAL被提供给CPU，从而允许根据每个TDC的确定的时间测量将直方图块中记录的条目对准。因此，直方图条目的叠加例如产生如图6B的直方图所示的重合分布。

因此，在例如多个SPAD阵列连接至相应的时间-数字转换器的系统中，存储在单个直方图块中的结果可以被合并为公共的直方图或直方图状的数据结构以获得更多的结果，即区间条目，从而提高整个系统的灵敏度。对于合并过程，在读取出单个直方图块中的条目的期间将单个直方图块中存储的结果对准。在这个过程中，虽然直方图条目用整数区间号来表示，但被对准的结果可能被对照到非整数地址，这取决于时间测量值，即校准因子。

在上述各种实施例中，校准，即与一个或多个时间-数字转换器的计数器步长相关联的时间测量的确定，能够在不同的时间执行。例如，可以在实际执行测量之前执行校准，特别是在紧邻实际测量之前执行校准，以在测量开始时得到对情况的记录。类似地，可以在实际测量后执行校准，这具有类似的效果。此外，甚至可以在实际测量的之前和之后实现校准测量的组合，例如，使用测量之前和之后确定的时间测量的平均值。也能够在不同测量周期之间的测量停顿中执行校准。

所有这些可选方案都允许，如图5中的示例所示地，在实际测量之后甚至在时间-数字转换器系统之外仅使用直方图块中收集的原始测量数据和通过校准测量确定的相关联的时间测量来处理实际测量结果。

但是，如果校准测量是在实际测量之前执行的，也可以直接处理每个TDC的评估块的输出，并且根据确定的时间测量调整确定的实际测量的时间差，然后将它们存储到直方图中。在该可选方案的变型中，每个实际测量的调整值可以直接写入至单独的存储器。这还允许写入可由调整产生的非整数值。

校准时钟信号可以是全局分布并且仔细平衡的高速时钟。通过在时钟的两个相邻沿上运行TDC，能够推导出本地环形振荡器的相对速度。然而，整个系统的精度可能受到该高速时钟的精度限制。因此，为显著提高绝对精度，能够测量外部高精度时钟，例如秒脉冲PPS信号，其可以由GPS接收器提供。然后使用内部高速时钟，即校准时钟信号，来测量外部高精度时钟。

Claims

1.一种用于校准时间-数字转换器系统的方法，所述系统包括至少一个时间

-数字转换器，所述时间-数字转换器包括：振荡器(RO、RO1、RO2)；计数器，其由所述振荡器驱动；评估块，其连接至所述计数器，并且被配置为确定与开始信号和停止信号相关联的时间差；以及直方图块(HIST、HIST1、HIST2)，其具有多个区间，用于记录与所述时间差相关联的条目；所述方法包括：

-利用测量时钟信号(MCLK)来操作或准备操作所述时间-数字转换器系统，所述测量时钟信号(MCLK)定义测量间隔(TM)；

-提供校准时钟信号(CCLK)，其频率以预定比率高于所述测量时钟信号(MCLK)的频率；

-将所述校准时钟信号(CCLK)的选定时钟沿(ph0)用作所述开始信号(STRT)，并且将所述校准时钟信号(CCLK)的后续时钟沿(ph1、ph2)用作所述停止信号(STP1、STP2)；

-利用所述评估块，根据被用作开始信号(STRT)和停止信号(STP1、STP2)的校准时钟信号的相应时钟沿(ph0、ph1、ph2)，确定校准时间差；以及

-根据所述预定比率和校准时间差，确定与所述计数器的计数器步长相关联的时间测量。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

-根据所述校准时间差确定所述直方图块的区间号(RBIN1、RBIN2)；以及

-根据所述预定比率和确定的区间号确定所述时间测量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定比率至少为2，所述方法还包括：

-将校准时钟信号(CCLK)的另一后续时钟沿(ph2)用作另一停止信号(STP2)；

-利用所述评估块，根据被用作开始信号(STRT)和所述另一停止信号(STP2)的校准时钟信号(CCLK)的相应时钟沿确定另一校准时间差；

-根据所述另一校准时间差确定直方图块的另一区间号(RBIN2)；以及

-根据所述预定比率以及所确定的另一区间号(RBIN2)与所确定的区间号(RBIN1)之间的差来确定所述时间测量。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，所述预定比率至少为3。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，所述预定比率是整数值。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，所述时间-数字转换器系统包括第二时间-数字转换器，所述第二时间-数字转换器包括：第二振荡器(RO2)，其独立于所述至少一个时间-数字转换器的振荡器(RO1)；第二计数器，其由所述第二振荡器驱动；第二评估块，其连接至所述第二计数器并且被配置为确定与第二开始信号和第二停止信号相关联的第二时间差；以及第二直方图块(HIST2)，其具有多个区间，用于记录与所述第二时间差相关联的条目，所述方法还包括：

-将所述选定时钟沿或所述校准时钟信号的另一选定时钟沿用作所述第二开始信号，并且将所述校准时钟信号的相对应的后续时钟沿用作所述第二停止信号；

-利用所述第二评估块，根据被用作所述第二开始信号和第二停止信号的校准时钟信号的相应时钟沿，确定第二校准时间差；以及

-根据所述预定比率和第二校准时间差，确定与所述第二计数器的第二计数器步长相关联的第二时间测量。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

-根据所述第二校准时间差确定所述第二直方图块的第二区间号；以及

-根据所述预定比率和所确定的第二区间号来确定所述第二时间测量。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括根据所确定的时间测量和所确定的第二时间测量，将直方图块中记录的条目与所述第二直方图块中记录的条目对准。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二振荡器(RO2)是环形振荡器。

10.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，时间测量是进一步根据所述校准时钟信号的频率值确定的时间跨度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，根据高精度时钟信号来确定所述校准时钟信号的频率值。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述高精度时钟信号是秒脉冲信号。

13.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，对校准时间差的确定和基于校准时间差对时间测量的确定被重复地执行，并且其中，根据这样的重复确定来确定平均时间测量。

14.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，所述振荡器(RO1)是环形振荡器。

15.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定比率至少为4。

16.一种时间-数字转换器系统，该系统利用测量时钟信号(MCLK)来操作，所述测量时钟信号定义测量间隔(TM)，所述系统包括至少一个时间-数字转换器，所述时间-数字转换器包括：振荡器(RO、RO1、RO2)；计数器，其由所述振荡器驱动；评估块，其连接至所述计数器并且被配置为确定与开始信号和停止信号相关联的时间差；以及直方图块(HIST、HIST1、HIST2)，其具有多个区间，用于记录与所述时间差相关联的条目；所述系统还包括校准块(CAL)，其被配置为：

-向所述评估块提供校准时钟信号(CCLK)的选定时钟沿(ph0)以用作所述开始信号(STRT)，并且提供校准时钟信号(CCLK)的后续时钟沿(ph1、ph2)以用作所述停止信号(STP1、STP2)，所述校准时钟信号的频率以预定比率高于所述测量时钟信号(MCLK)的频率；

-根据被用作开始信号(STRT)和停止信号(STP1、STP2)的校准时钟信号的相应时钟沿，从所述评估块接收校准时间差；以及

-根据所述预定比率和校准时间差，确定与所述计数器的计数器步长相关的时间测量。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述预定比率至少为2，并且所述校准块被进一步配置为：

-根据所述校准时间差确定直方图块的区间号(RBIN1)；

-向所述评估块提供校准时钟信号(CCLK)的另一后续时钟沿(ph2)以用作另一停止信号(STP2)；

-根据被用作所述开始信号(STRT)和另一停止信号(STP2)的校准时钟信号的相应时钟沿，从所述评估块接收另一校准时间差；

18.根据权利要求16或17所述的系统，还包括第二时间-数字转换器，所述第二时间-数字转换器包括：第二振荡器(RO2)，其独立于所述至少一个时间-数字转换器的振荡器(RO1)；第二计数器，其由所述第二振荡器驱动；第二评估块，其连接至所述第二计数器并且被配置为确定与第二开始信号和第二停止信号相关联的第二时间差；以及第二直方图块(HIST2)，其具有多个区间，用于记录与所述第二时间差相关联的条目，其中，所述校准块被进一步配置为：

-向所述评估块提供所述选定时钟沿或校准时钟信号的另一选定时钟沿以用作所述第二开始信号，并且提供校准时钟信号的相对应的后续时钟沿以用作所述第二停止信号；

-根据被用作所述第二开始信号和第二停止信号的校准时钟信号的相应时钟沿，从评估块接收第二校准时间差；以及

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述校准块被进一步配置为根据所确定的时间测量和所确定的第二时间测量，将直方图块中记录的条目与所述第二直方图块中记录的条目对准。

20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述振荡器(RO1)和所述第二振荡器(RO2)是环形振荡器。