CN112327278B - 一种具有多工作模式的时间数字转换器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种具有多工作模式的时间数字转换器，利用工作模式选择模块对输入的时间信号进行处理，实现对时间量化模块分配输入时间信号，并结合多通道的结构完成多种类型的探测功能，同时时间量化模块基于门控信号从各自通道处的多相时钟之间选取参考时钟，避免了传统方案中直接向各通道输入参考时钟信号引入的难以满足的时序约束，实现了时序的本地化，使每个时间量化模块的前两级量化时序同步，因此本发明同时将传统时间数字转换器方案中无法消除的系统误差转化成可以消除的固定偏差，大幅度提升了测量精度及测量可靠性。

Description

一种具有多工作模式的时间数字转换器

技术领域

本发明属于激光雷达光信号接收机系统技术领域，涉及一种具有多工作模式的时间数字转换器。

背景技术

激光雷达测距是一种常用的测距技术，其工作原理是：激光发射器发出激光照射在被探测的目标物体上时，目标物反射回的激光回波，激光回波被工作在线性模式的雪崩光电二极管接收并转换为电流信号，再由前端模拟接收器将雪崩光电二极管产生的脉冲电流线性地转换为电压信号，然后利用时间数字转化器得出脉冲的飞行时间信息，因此对时间数字转换器(TDC)的测量精度、探测效率、响应时间提出了极高的要求。

如图1所示，传统的方案中TDC由计数器粗量化单元、插值量化单元、第三级细量化单元构成。传统的方案中TDC一次复位只能检测一个STOP信号与一个START信号之间的时间间隔，且测量精度受制于信号发射波与回波之间的异步系统误差，后端数字校准会增加响应时间，不利于提高驾驶的安全性，因此多通道的TDC应用而生，其复用多个通道形成多通道TDC满足探测需求。每个通道实现一个时间信号检测，以此实现多个STOP信号与多个START信号之间的时间间隔检测，传统方案中多通道TDC检测原理如下：

如图2所示，以单个时间间隔时间量化为例，在STOP信号输入的通道内，计数器粗量化单元基于START信号选取的参考时钟信号进行粗计数，START信号上升沿到来时，以选定CLK0为参考时钟为例，STOP信号输入通道内的计数器开始计数，STOP信号上升沿到来后，计数器停止计数。获得N个参考时钟的时钟脉冲T_clk，然后START、STOP所在的TDC通道中的插值量化单元内部利用多相时钟插值确定离输入时间信号START最近的时钟信号CLK2以及离输入时间信号STOP最近的时钟信号CLK1，确定其相对于参考时钟上升沿的时间间隔，得到ΔT_S以及ΔT_E，最后第三级细量化单元在输入计数器粗量化单元以及插值量化单元输出的输出码后，通过游标追击细化参考时间信号CLK0与距离输入时间信号START最近的时钟信号CLK2的时间间隔ΔT_START以及参考时间信号CLK0与距离输入时间信号STOP最近的时钟信号CLK1的ΔT_STOP，利用输出码计算检测结果，得到每个STOP信号与START信号的时间间隔

如图3a所示，传统的多通道TDC的各STOP信号所在通道的参考时钟由START信号所在的通道提供，该参考时钟信号需要同时满足各STOP通道的时序约束，即参考时钟信号上升沿要与各STOP通道处某一多相时钟上升沿完全对齐，在不同STOP信号所在通道处的信号延时不同，这种要求往往难以同时满足。因此出现未对准误差，这种误差受到走线布局的影响，随着通道数增多越来越难以消除，对测量精度的影响很大。

传统TDC的计数器粗量化单元中的计数器采用D触发器级联的方式构成。D触发器存在一定的建立时间。当被采集信号的上升沿与时钟的上升沿十分靠近，二者时间间隔小于D触发器建立时间，就会在开始信号上升沿之后的第二个有效参考时钟上升沿才开始第一次翻转计数，造成计数器量化结果与实际相差近似一个参考时钟周期；参考图3b，传统TDC的插值量化单元以及第三级细量化单元由D触发器采集，D触发器的输入阻抗会随着输入信号的高低电平发生变化，延时链的传播延时也会随之改变，造成插值信号不均匀分布的未对准误差如图3b所示。

综上所述，传统的时间数字转换器有着无法避免的系统误差，无法满足激光雷达的实际测量需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种具有多工作模式的时间数字转换器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供的一种具有多工作模式的时间数字转换器，包括：工作模式控制模块、四个时间量化模块、时序判断单元以及数据整合模块，所述工作控制模块输出连接四个时间量化模块的输入，所述时序判断单元连接第四个时间量化模块、第三时间量化模块以及第一时间量化模块，所述第一时间量化模块分别与第二时间量化模块，第三时间量化模块以及时序判断模块相连，所述时间量化模块的输出链接所述数据整合单元的输入；

所述工作模式控制模块，用于输出四个工作模式，并分配各个工作模式下每个时间量化模块输入端输入的时间信号类型，所述时间信号类型包括：START时间信号以及STOP时间信号；

被分配输入START时间信号的时间量化模块，用于产生门控信号；

所述时序判断单元，当被分配输入START时间信号的时间量化模块是多个时，在多个门控信号中，确定被分配输入STOP时间信号的时间量化模块对应的门控信号，并传递给对应的被分配输入STOP时间信号的时间量化模块；以及当被分配输入START时间信号的时间量化模块是一个时，将所述门控信号传递给第四个时间量化模块；

所述被分配输入STOP时间信号的时间量化模块，用于基于自身对应的门控信号从多相时钟信号中选取参考时钟信号，基于所选参考时钟信号检测自身输入的STOP时间信号与对应的START时间信号的时间间隔，并转化为输出码；

所述数据整合模块，用于将每个时间量化模块输出码进行整合，得到输出码序列。

可选的，所述四个工作模式包括：第一时间量化模块输入START时间信号，第二时间量化模块、第三时间量化模块以及第四时间量化模块输入STOP时间信号的第一种工作模式；第一时间量化模块与第三时间量化模块输入不同的START时间信号，第二时间量化模块以及第四时间量化模块输入不同的STOP时间信号的第二工作模式；第一时间量化模块输入START时间信号，第二时间量化模块、第三时间量化模块以及第四时间量化模块分别输入同一STOP时间信号的第三工作模式；第一时间量化模块输入START时间信号，第二时间量化模块、第三时间量化模块以及第四时间量化模块分别输入同一STOP时间信号中连续三个上升沿的第四工作模式。

可选的，所述工作模式控制模块，还用于在输出第四种工作模式时，给第一个时间量化单元分配输入START时间信号，检测同一STOP时间信号的连续三个上升沿，并按照上升沿的时间次序将该STOP时间信号的第一上升沿时间信号分配给第二个时间量化单元，将第二上升沿分配给第三个时间量化单元，将第三上升沿时间信号分配给第四个时间量化单元。

可选的，所述工作模式控制模块包括：2-4译码器以及四个控制单元，每个控制单元包括：一个反向器、一个三态门、一个驱动端以及一个逻辑控制单元，每个控制单元内的反向器的输出端连接该控制单元内的三态门的输入端，该控制单元内三态门的输出端分别连接该控制单元内驱动端的输入端以及逻辑控制单元的输出端，每个控制单元相互独立，所述2-4译码器输入工作模式控制码后，输出四路工作方式控制信号，每一路的工作方式控制信号输入对应的控制单元中的逻辑控制单元，第i个控制单元内的反向器输入第i路的时间信号。

本发明实施例提供的一种具有多工作模式的时间数字转换器，利用工作模式选择模块对输入的时间信号进行处理，实现对时间量化模块分配输入时间信号，并结合多通道的结构完成多种类型的探测功能，同时时间量化模块基于选择信号从各自通道处的多相时钟之间选取参考时钟，避免了传统方案中直接向各通道输入参考时钟信号引入的难以满足的时序约束，实现了时序的本地化，使每个时间量化模块的前两级量化时序同步，因此本发明同时将传统时间数字转换器方案中无法消除的系统误差转化成可以消除的固定偏差，大幅度提升了测量精度及测量可靠性。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是传统TDC的结构示意图；

图2是传统方案TDC时间量化的时序关系图；

图3a是传统时间数字转换器的时序偏移造成未对准误差的原理图；

图3b是传统时间数字转换器的延迟偏差造成未对准误差的原理图；

图4为本发明实施例提出的一种具有多工作模式的时间数字转换器结构示意图；

图5a为本发明实施例提供的START时间信号输入的时间量化模块的工作原理图；

图5b为本发明实施例提供的STOP时间信号输入的时间量化模块的工作原理图；

图6为本发明实施例提供的第三工作模式下时间量化通道2、3、4的STOP信号波形图；

图7为本发明实施例提供的工作模式控制模块的拓扑结构图；

图8为本发明实施例提供的时序选择模块的拓扑结构图；

图9a为本发明实施例提供的不同输入信号的时间量化模块合作的工作原理图；

图9b为本发明实施例提供的多个时间量化模块的输入的多时钟信号的时序图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

如图4所示，本发明实施例提供的一种具有多工作模式的时间数字转换器，包括：

工作模式控制模块、四个时间量化模块、时序判断单元以及数据整合模块，所述工作控制模块输出连接四个时间量化模块的输入，所述时序判断单元连接第四个时间量化模块、第三时间量化模块以及第一时间量化模块，所述第一时间量化模块分别与第二时间量化模块，第三时间量化模块以及时序判断模块相连，所述时间量化模块的输出链接所述数据整合单元的输入；

所述工作模式控制模块，用于输出四个工作模式，并分配各个工作模式下每个时间量化模块输入端输入的时间信号类型，所述时间信号类型包括：START时间信号以及STOP时间信号；

被分配输入START时间信号的时间量化模块，用于产生门控信号；

所述时序判断单元，当被分配输入START时间信号的时间量化模块是多个时，在多个门控信号中，确定被分配输入STOP时间信号的时间量化模块对应的门控信号，并传递给对应的被分配输入STOP时间信号的时间量化模块；以及当被分配输入START时间信号的时间量化模块是一个时，将所述门控信号传递给第四个时间量化模块；

所述被分配输入STOP时间信号的时间量化模块，用于基于自身对应的门控信号从多相时钟信号中选取参考时钟信号，基于所述参考时钟信号检测自身输入的STOP时间信号与对应的START时间信号的时间间隔，并转化为输出码；

所述数据整合模块，用于将每个时间量化模块输出码进行整合，得到输出码序列。

可以理解，通过输出码序列可以得到每个通道的STOP信号与START信号之间的时间间隔，得到时间间隔的计算过程与现有技术相同，此处不再赘述。

其中，所述四个工作模式包括：第一时间量化模块输入START时间信号，第二时间量化模块、第三时间量化模块以及第四时间量化模块输入STOP时间信号的第一种工作模式；第一时间量化模块与第三时间量化模块输入不同的START时间信号，第二时间量化模块以及第四时间量化模块输入不同的STOP时间信号的第二工作模式；第一时间量化模块输入START时间信号，第二时间量化模块、第三时间量化模块以及第四时间量化模块输入同一STOP时间信号的第三工作模式；第一时间量化模块输入START时间信号，第二时间量化模块、第三时间量化模块以及第四时间量化模块输入同一STOP时间信号中连续三个上升沿的第四工作模式。

参考图5a以及图5b，在第一工作模式中，时间数字转换器具有完成1个START信号与3个STOP信号之间的时间间隔测量的功能。换言之时间数字转换器一次复位可以检测到3个通道的反射波与发射波之间的时间间隔，极大提高了激光雷达的探测效率。在工作模式1下，工作模式控制模块将START信号输入通道1，将3个STOP信号分别输入时间量化模块2、3、4。同时，时间量化模块1根据START信号选定参考时钟，基于参考时钟产生门控信号。将这个门控信号传递到时间量化模块2、3，以及时序选择模块。在工作模式1下，时间量化模块3是STOP信号输入的通道，不产生门控信号，时序判断单元将时间量化模块1的门控信号传递给时间量化模块4。

参考图5a以及图5b，在第二工作模式下，工作模式控制模块将START1、START2这两个信号分别输入时间量化模块1、时间量化模块3。时间量化模块2、时间量化模块4分别作为时间量化模块1、时间量化模式3的STOP通道。作为START信号输入的通道，时间量化模块1、时间量化模块3会分别输出各自的门控信号。时间量化模块1的门控信号传输到时间量化模块2、3以及时序判断单元。时序判断单元会接收到时间量化模块1、时间量化模块3的门控信号。由于时间量化模块3是START信号输入的通道，不会接受时间量化模块1的门控信号。时间量化模块4是时间量化模块3的STOP通道，所以时序判断单元会将时间量化模块3的门控信号传递给时间量化模块4。因此，本发明具有完成两组START—STOP信号之间的时间间隔测量的功能。通过时序判断单元确定两个START参考信号之间的时序关系，避免了发射波-回波间的时序关系误判，提高探测效率的同时保证了测量结果的准确性。

参考图5a以及图5b，在第三工作模式下，工作模式控制模块将START信号传递给时间量化模块1，将STOP信号同时传递给时间量化模块2、3、4。时间量化模块2、3、4作为输入STOP信号的通道，时间量化模块1作为输入START信号的通道。时间量化模块1将门控信号传递给时间量化模块2、3以及时序判断单元。由于时间量化模块3是STOP信号输入的通道，会接收时间量化模块1的门控信号，不会产生门控信号。时序判断单元将时间量化模块1的门控信号传递给时间量化模块4。因此本发明具有完成1组START—STOP信号的三次测量功能，将相同的STOP信号分配到3个通道，得到同一时间间隔的三组测量结果，计算均值来减小测量的方差，极大提高了测量的精确度。

本发明实施例提供的一种具有多工作模式的时间数字转换器，工作模式控制模块输入2bit数字码，然后输出4种工作模式控制4个时间量化模块输入的时间信号类型，实现对时间量化模块分配输入时间信号，时间量化模块基于门控信号从各自通道处的多相时钟之间选取参考时钟，避免了传统方案中直接向各通道输入参考时钟信号引入的难以满足的时序约束，实现了时序的本地化，使每个时间量化模块的前两级量化时序同步，同时参考时钟信号从多相时钟信号当中选取，与多相时钟信号完全对齐，通过校准消除的不同通道处同一时钟信号之间的延时误差。因此本发明利用工作模式选择模块对输入的时间信号进行处理，并结合多通道的结构完成多种类型的探测功能，同时将传统时间数字转换器方案中无法消除的系统误差转化成可以消除的固定偏差，大幅度提升了测量精度及测量可靠性。

实施例二

作为本发明可选的一种实施例，工作模式控制模块，还用于在输出第四种工作模式时，给第一个时间量化单元分配输入START时间信号，检测同一STOP时间信号的上升沿，从该STOP时间信号存在多个上升沿时，按照上升沿的时间次序将该STOP时间信号，第一上升沿时间信号分配给第二个时间量化单元，将第二上升沿分配给第三个时间量化单元，将第三上升沿时间信号分配给第四个时间量化单元。

参考图5a、图5b以及图6，在工作中模式四下，工作模式控制模块将START信号传递给时间量化模块1，将STOP信号的连续3个上升沿依次传递给时间量化模块2、3、4。在这种工作模式下，时间量化模块1是START信号输入的通道，时间量化模块2、3、4是STOP信号输入的通道。时间量化模1根据START信号产生门控信号。将门控信号传递给时间量化模块2、3以及时序判断单元。时序判断单元将时间量化模块1的门控信号传递给时间量化模块4。因此本发明具有完成1个START信号与1个STOP信号中三个连续的脉冲上升沿之间的时间间隔测量的功能，可以适用于单个信号接收模拟前端的多回波时间量化应用，能够提高激光雷达的探测效率。

实施例三

作为本发明一种可选的实施例，如图7所示，工作模式控制模块包括：2-4译码器以及四个控制单元，每个控制单元包括：一个反向器、一个三态门、一个驱动端以及一个逻辑控制单元，每个控制单元内的反向器的输出端连接该控制单元内的三态门的输入端，该控制单元内三态门的输出端分别连接该控制单元内驱动端的输入端以及逻辑控制单元的输出端，每个控制单元相互独立，2-4译码器输入工作模式控制码后，输出四路工作方式控制信号，每一路的工作方式控制信号输入对应的控制单元中的逻辑控制单元，第i个控制单元内的反向器输入第i路的时间信号。

其中，i的取值从1至4。

可以理解，两位工作模式控制电平经过2-4译码决定四种工作状态，并为各个时间量化单元分配时间信号，完成1个START信号与3个STOP信号之间的时间间隔测量，两组START—STOP信号之间的时间间隔测量，1组START—STOP信号的三次测量，1个START信号与1个STOP信号中三个脉冲上升沿之间的时间间隔测量，以此满足激光雷达在不同条件下的应用需求。

实施例四

作为本发明可选的一种实施例，如图7所示，每个时间量化模块包括：多个三态门、多相时钟插值单元、计数器以及第三级细量化单元，在每个时间量化模块的内部所述多相时钟插值单元分别与所述计数器以及所述第三级细量化单元连接，所述多个三态门的输出连接所述计数器的输入，每个三态门分别输入多相时钟信号，参考图5a以及图5b，在第一工作模式、

第一时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START1信号后，在所述多相时钟信号中选择第一参考时钟信号，基于所述第一参考时钟信号，确定所述START1信号与所述第一参考时钟信号的第一时间残差，将所述第一时间残差传输给所述第三级细量化单元，并获取基于所述第一参考时钟信号产生的门控信号，并将所述门控信号传输给所述第二时间量化模块、第三时间量化模块中的每一三态门，控制该三态门开启，以及将门控信号传输给时序判断单元；

第一时间量化模块中的第三级细量化单元，将第一时间残差转化为第一数字码输出；

第二时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第二参考时钟信号，以所述第二参考时钟信号的上升沿作为第一计数点开始对第二参考时钟信号的时钟周期计数；

第二时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP1信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP1信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第二时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第二时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP1信号上升沿之间的第二残差传给第二时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第二时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第二参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第二参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第二时间量化模块中的第三级细量化单元，将第二时间残差转化为第二数字码输出；

第三时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第三参考时钟信号，以所述第三参考时钟信号的上升沿作为第二计数点开始对第三参考时钟信号的时钟周期计数；

第三时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP2信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP2信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第三时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第三时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP2信号上升沿之间的第三残差传给第三时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第三时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第三参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第三参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第三时间量化模块中的第三级细量化单元，将第三时间残差转化为第三数字码输出；

所述时序判断单元，将所述门控信号传输给第四时间量化模块中计数器的每一个三态门，并控制该三态门开启；

第四时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第四参考时钟信号，以所述第四参考时钟信号的上升沿作为第三计数点开始对第四参考时钟信号的时钟周期计数；

第四时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP3信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP3信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第四时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第四时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP3信号上升沿之间的第四残差传给第四时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第四时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第四参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第四参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第四时间量化模块中的第三级细量化单元，将第三时间残差转化为第四数字码输出。

参考图8、图9a以及图9b，在工作模式1下，即第一工作模式下，以时间量化模块1(START信号输入通道)与时间量化模块2(STOP信号输入通道)为例。在START信号上升沿到来后，时间量化模块1选定离START信号最近的多相时钟CLK<2>为参考时钟，产生用于选通CLK<2>的门控信号传给时间量化模块2，并将START信号上升沿与离它最近的多相时钟上升沿送入第三级细量化单元，获得时间残差1量化结果；时间量化模块2接收到时间量化模块1的门控信号后，选取本通道的多相时钟CLK<2>作为计数器的参考时钟开始计数。当STOP信号上升沿到来后，多相时钟插值部分得到离STOP信号最近的多相时钟，确定停止计数的时间点；此时计数停止，获得粗计数输出结果；STOP信号上升沿与离它最近的多相时钟上升沿的时间残差输入到第三级细量化单元，获取时间残差量化结果。

参考图8，时序判断单元主要是为了处理不同工作模式下信号的时序匹配问题。在工作方式1中，时间量化模块4作为时间量化模块1的STOP通道，在工作方式2中，时间量化模块4作为时间量化模块3的STOP通道。作为STOP通道，需要接受对应START信号通道的门控信号才能正常量化，因此时序判断单元根据工作方式，从时间量化模块1和时间量化模块4中选择对应的门控信号传递给时间量化模块4。

假设时间量化模块1被选作为START信号的输入通道，时间量化模块4作为对应的STOP信号输入通道，当时间量化模块1检测到START信号输入，会选定计数器参考时钟(假设为CLK<2>)，产生门控信号(用于告知对应的STOP通道CLK<2>为粗计数的参考时钟)，剩下的插值量化单元与细量化单元测得START上升沿与CLK<2>上升沿之间的距离，接收到对应的门控信号后，位于时间量化模块4的计数器选中本通道的CLK<2>为参考时钟开始粗计数。当时间量化模块4接收到STOP信号时，多相时钟插值部分得到离STOP信号最近的多相时钟，确定停止计数的时间点；此时计数停止，粗计数完成，时间量化模块4同样会测得STOP信号上升沿与参考时钟上升沿之间的距离。两通道内各个单元的量化结果通过数据整合模块得到可以代表时间间隔的串行输出码，测量完成。

可以理解，本发明区别于传统多通道TDC方案中直接将参考时钟输入到对应STOP信号所在通道，本发明输入到对应的STOP通道中的是用于选择多相时钟的门控信号；接收到门控信号后，STOP通道内的计数器选中通道处对应的多相时钟开始粗计数；当STOP信号上升沿到来后，多相时钟插值部分得到离STOP信号最近的多相时钟，确定停止计数的时间点；此时计数停止；每个通道前两级量化工作于同步时序，即在多相时钟下同时进行粗计数和插值计数。参考时钟信号基于门控信号从多相时钟信号当中选取，与多相时钟信号完全对齐，误差被转化为可以通过校准消除的不同通道处同一时钟信号之间的延时，如图9b，提高了测量结果的准确性。

实施例五

作为本发明可选的一种实施例，参考图5a、图5b以及图8，在第二工作模式下，

第一时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START2信号后，在所述多相时钟信号中选择第五参考时钟信号，基于所述第五参考时钟信号，确定所述START2信号与所述第五参考时钟信号的第五时间残差，将所述第五时间残差传输给所述第三级细量化单元，并获取基于所述第五参考时钟信号产生的门控信号，并将所述门控信号传输给所述第二时间量化模块、第三时间量化模块中的每一三态门，控制该三态门开启，以及将门控信号传输给时序判断单元；

第一时间量化模块中的第三级细量化单元，将第五时间残差转化为第五数字码输出；

第三时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START3信号后，在所述多相时钟信号中选择第六参考时钟信号，基于所述第六参考时钟信号，确定所述START3信号与所述第六参考时钟信号的第六时间残差，将所述第六时间残差传输给所述第三级细量化单元，并获取基于所述第六参考时钟信号产生的门控信号，传输给时序判断单元；

第三时间量化模块中的第三级细量化单元，将第六时间残差转化为第六数字码输出；

第二时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于第一时间量化模块传输的门控信号，基于该门控信号在所述多相时钟信号中选择第七参考时钟信号，以所述第七参考时钟信号的上升沿作为第四计数点开始对第七参考时钟信号的时钟周期计数；

第二时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP4信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP4信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第二时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第二时间量化模块中的计数器，将第八目标时钟信号的上升沿与STOP4信号上升沿之间的第七时间残差传给第二时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第二时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第七参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第七参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第二时间量化模块中的第三级细量化单元，将第七时间残差转化为第七数字码输出；

时序判断单元，将第三时间量化模块传输的门控信号传输给第四时间量化模块；

第四时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于时序判断单元传输的门控信号，基于该门控信号在所述多相时钟信号中选择第八参考时钟信号，以所述第八参考时钟信号的上升沿作为第五计数点开始对第八参考时钟信号的时钟周期计数；

第四时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP5信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP5信号上升沿最近的时钟信号，将时钟信号的上升沿作为第四时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第四时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP5信号上升沿之间的第八时间残差传给第四时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第四时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第八参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第八参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第四时间量化模块中的第三级细量化单元，将第八时间残差转化为第八数字码输出。

其中，时序判断单元如图8所示，其通过工作方式(工作模式)控制电平实现参考时钟信号的选择。

实施例六

作为本发明可选的实施例，在第三工作模式下，

第一时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START4信号后，在所述多相时钟信号中选择第九参考时钟信号，基于所述第九参考时钟信号，确定所述START4信号与所述第九参考时钟信号的第九时间残差，将所述第九时间残差传输给第三级细量化单元，并获取基于所述第九参考时钟信号产生的门控信号，并将所述门控信号传输给所述第二时间量化模块、第三时间量化模块中的每一三态门，控制该三态门开启，以及将门控信号传输给时序判断单元；

第一时间量化模块中的第三级细量化单元，将第九时间残差转化为第九数字码输出；

第二时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十参考时钟信号，以所述第十参考时钟信号的上升沿作为第六计数点开始对第十参考时钟的时钟周期计数；

第二时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP6信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP6信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第二时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第二时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP6信号上升沿之间的第十残差传给第二时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第二时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十参考时钟信号的时钟周期数；

所述第二时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十时间残差转化为第十数字码输出；

第三时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十一参考时钟信号，以所述第十一参考时钟信号的上升沿作为第七计数点开始对第十一参考时钟的时钟周期计数；

第三时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP6信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP6信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第三时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第三时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP6信号上升沿之间的第十一残差传给第三时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第三时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十一参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十一参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第三时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十一时间残差转化为第十一数字码输出；

所述时序判断单元，将所述门控信号传输给第四时间量化模块中计数器的每一个三态门，并控制该三态门开启；

第四时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十二参考时钟信号，以所述第十二参考时钟信号的上升沿作为第八计数点开始对第十二参考时钟的时钟周期计数；

第四时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP6信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP6信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第四时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第四时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP6信号上升沿之间的第十二残差传给第四时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第四时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十二参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十二参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第四时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十二时间残差转化为第十二数字码输出。

实施例七

作为本发明可选的一种实施例，在第四工作模式下，

第一时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START5信号后，在所述多相时钟信号中选择第十三参考时钟信号，基于所述第十三参考时钟信号，确定所述START5信号与所述第十三参考时钟信号的第十三时间残差，将所述第十三时间残差传输给第三级细量化单元，并获取基于所述第十三参考时钟信号产生的门控信号，并将所述门控信号传输给所述第二时间量化模块中以及第三时间量化模块中的每一三态门，控制该三态门开启，以及将门控信号传输给时序判断单元；

第一时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十三时间残差转化为第十三数字码输出；

第二时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十四参考时钟信号，以所述第十四参考时钟信号的上升沿作为第九计数点开始对第十四参考时钟信号的时钟周期计数；

第二时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP7信号的第一个上升沿后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP7信号第一个上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第二时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第二时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP7信号第一个上升沿之间的第十四残差传给第二时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第二时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十四参考时钟信号的时钟周期计数，并输出十四参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第二时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十四时间残差转化为第十四数字码输出；

第三时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十五参考时钟信号，以所述第十五参考时钟信号的上升沿作为第十计数点开始对第十五参考时钟信号的时钟周期计数；

第三时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP7信号第二个上升沿后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP7信号第二个上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第三时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第三时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP7信号第二个上升沿之间的第十五残差传给第三时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第三时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十五参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十五参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第三时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十五时间残差转化为第十五数字码输出；

所述时序判断单元，将所述门控信号传输给第四时间量化模块中计数器的每一个三态门，并控制该三态门开启；

第四时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十六参考时钟信号，以所述第十六参考时钟信号的上升沿作为第十一计数点开始对第十五参考时钟信号的时钟周期计数；

第四时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP7信号的第三个上升沿后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP7信号第三个上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第四时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第四时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP7信号第三个上升沿之间的第十六残差传给第四时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第四时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十六参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十六参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第四时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十六时间残差转化为第十六数字码输出。

由于本发明的多相时钟直接由片外提供，而不是基于片外时钟通过压控延时链在片内产生，避免了传统方案中多相时钟间的不均匀分布的未对准误差。参考时钟从多相时钟之间选取，与多相时钟完全对齐，避免了参考时钟同多相时钟间的未对准误差，同时计数器在参考时钟选定后才开始计数的工作方式避免了由D触发器建立时间带来的错误计数，从而将时序偏移变为可以通过后端补偿校准完全消除的常量，大大提高了测量的精度。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有多工作模式的时间数字转换器，其特征在于，所述时间数字转换器包括：工作模式控制模块、四个时间量化模块、时序判断单元以及数据整合模块，所述工作模式控制模块输出连接四个时间量化模块的输入，所述时序判断单元连接第四个时间量化模块、第三时间量化模块以及第一时间量化模块，所述第一时间量化模块分别与第二时间量化模块，第三时间量化模块以及时序判断模块相连，所述时间量化模块的输出链接所述数据整合模块的输入；

所述工作模式控制模块，用于输出四个工作模式，并分配各个工作模式下每个时间量化模块输入端输入的时间信号类型，所述时间信号类型包括：START时间信号以及STOP时间信号；

被分配输入START时间信号的时间量化模块，用于产生门控信号；

所述时序判断单元，当被分配输入START时间信号的时间量化模块是多个时，在多个门控信号中，确定被分配输入STOP时间信号的时间量化模块对应的门控信号，并传递给对应的被分配输入STOP时间信号的时间量化模块；以及当被分配输入START时间信号的时间量化模块是一个时，将所述门控信号传递给第四个时间量化模块；

所述被分配输入STOP时间信号的时间量化模块，用于基于自身对应的门控信号从多相时钟信号中选取参考时钟信号，基于所选参考时钟信号检测自身输入的STOP时间信号与对应的START时间信号的时间间隔，并转化为输出码；

所述数据整合模块，用于将每个时间量化模块输出码进行整合，得到输出码序列。

2.根据权利要求1所述的时间数字转换器，其特征在于，所述四个工作模式包括：第一时间量化模块输入START时间信号，第二时间量化模块、第三时间量化模块以及第四时间量化模块输入STOP时间信号的第一种工作模式；第一时间量化模块与第三时间量化模块输入不同的START时间信号，第二时间量化模块以及第四时间量化模块输入不同的STOP时间信号的第二工作模式；第一时间量化模块输入START时间信号，第二时间量化模块、第三时间量化模块以及第四时间量化模块分别输入同一STOP时间信号的第三工作模式；第一时间量化模块输入START时间信号，第二时间量化模块、第三时间量化模块以及第四时间量化模块分别输入同一STOP时间信号中连续三个上升沿的第四工作模式。

3.根据权利要求2所述的时间数字转换器，其特征在于，所述工作模式控制模块，还用于在输出第四种工作模式时，给第一个时间量化单元分配输入START时间信号，检测同一STOP时间信号的连续三个上升沿，并按照上升沿的时间次序将该STOP时间信号的第一上升沿时间信号分配给第二个时间量化单元，将第二上升沿分配给第三个时间量化单元，将第三上升沿时间信号分配给第四个时间量化单元。

4.根据权利要求1所述的时间数字转换器，其特征在于，所述工作模式控制模块包括：2-4译码器以及四个控制单元，每个控制单元包括：一个反向器、一个三态门、一个驱动端以及一个逻辑控制单元，每个控制单元内的反向器的输出端连接该控制单元内的三态门的输入端，该控制单元内三态门的输出端分别连接该控制单元内驱动端的输入端以及逻辑控制单元的输出端，每个控制单元相互独立，所述2-4译码器输入工作模式控制码后，输出四路工作方式控制信号，每一路的工作方式控制信号输入对应的控制单元中的逻辑控制单元，第i个控制单元内的反向器输入第i路的时间信号。

5.根据权利要求2所述的时间数字转换器，其特征在于，每个时间量化模块包括：多个三态门、多相时钟插值单元、计数器以及第三级细量化单元，在每个时间量化模块的内部所述多相时钟插值单元分别与所述计数器以及所述第三级细量化单元连接，所述多个三态门的输出连接所述计数器的输入，每个三态门分别输入多相时钟信号，在第一工作模式下，

第一时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START1信号后，在所述多相时钟信号中选择第一参考时钟信号，基于所述第一参考时钟信号，确定所述START1信号与所述第一参考时钟信号的第一时间残差，将所述第一时间残差传输给所述第三级细量化单元，并获取基于所述第一参考时钟信号产生的门控信号，并将所述门控信号传输给所述第二时间量化模块、第三时间量化模块中的每一三态门，控制该三态门开启，以及将门控信号传输给时序判断单元；

第一时间量化模块中的第三级细量化单元，将第一时间残差转化为第一数字码输出；

第二时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第二参考时钟信号，以所述第二参考时钟信号的上升沿作为第一计数点开始对第二参考时钟信号的时钟周期计数；

第二时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP1信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP1信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第二时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第二时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP1信号上升沿之间的第二残差传给第二时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第二时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第二参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第二参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第二时间量化模块中的第三级细量化单元，将第二时间残差转化为第二数字码输出；

第三时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第三参考时钟信号，以所述第三参考时钟信号的上升沿作为第二计数点开始对第三参考时钟信号的时钟周期计数；

第三时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP2信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP2信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第三时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第三时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP2信号上升沿之间的第三残差传给第三时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第三时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第三参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第三参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第三时间量化模块中的第三级细量化单元，将第三时间残差转化为第三数字码输出；

所述时序判断单元，将所述门控信号传输给第四时间量化模块中计数器的每一个三态门，并控制该三态门开启；

第四时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第四参考时钟信号，以所述第四参考时钟信号的上升沿作为第三计数点开始对第四参考时钟信号的时钟周期计数；

第四时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP3信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP3信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第四时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第四时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP3信号上升沿之间的第四残差传给第四时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第四时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第四参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第四参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第四时间量化模块中的第三级细量化单元，将第三时间残差转化为第四数字码输出。

6.根据权利要求2所述的时间数字转换器，其特征在于，每个时间量化模块包括：多个三态门、多相时钟插值单元、计数器以及第三级细量化单元，在每个时间量化模块的内部所述多相时钟插值单元分别与所述计数器以及所述第三级细量化单元连接，所述多个三态门的输出连接所述计数器的输入，每个三态门分别输入多相时钟信号，在第二工作模式下，

第一时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START2信号后，在所述多相时钟信号中选择第五参考时钟信号，基于所述第五参考时钟信号，确定所述START2信号与所述第五参考时钟信号的第五时间残差，将所述第五时间残差传输给所述第三级细量化单元，并获取基于所述第五参考时钟信号产生的门控信号，并将所述门控信号传输给所述第二时间量化模块、第三时间量化模块中的每一三态门，控制该三态门开启，以及将门控信号传输给时序判断单元；

第一时间量化模块中的第三级细量化单元，将第五时间残差转化为第五数字码输出；

第三时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START3信号后，在所述多相时钟信号中选择第六参考时钟信号，基于所述第六参考时钟信号，确定所述START3信号与所述第六参考时钟信号的第六时间残差，将所述第六时间残差传输给所述第三级细量化单元，并获取基于所述第六参考时钟信号产生的门控信号，传输给时序判断单元；

第三时间量化模块中的第三级细量化单元，将第六时间残差转化为第六数字码输出；

第二时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于第一时间量化模块传输的门控信号在所述多相时钟信号中选择第七参考时钟信号，以所述第七参考时钟信号的上升沿作为第四计数点开始对第七参考时钟信号的时钟周期计数；

第二时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP4信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP4信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第二时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第二时间量化模块中的计数器，将第八目标时钟信号的上升沿与STOP4信号上升沿之间的第七时间残差传给第二时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第二时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第七参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第七参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第二时间量化模块中的第三级细量化单元，将第七时间残差转化为第七数字码输出；

时序判断单元，将第三时间量化模块传输的门控信号传输给第四时间量化模块；

第四时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于时序判断单元传输的门控信号在所述多相时钟信号中选择第八参考时钟信号，以所述第八参考时钟信号的上升沿作为第五计数点开始对第八参考时钟信号的时钟周期计数；

第四时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP5信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP5信号上升沿最近的时钟信号，将时钟信号的上升沿作为第四时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第四时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP5信号上升沿之间的第八时间残差传给第四时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第四时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第八参考时钟信号的时钟周期进行计数，并输出第八参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第四时间量化模块中的第三级细量化单元，将第八时间残差转化为第八数字码输出。

7.根据权利要求2所述的时间数字转换器，其特征在于，每个时间量化模块包括：多个三态门、多相时钟插值单元、计数器以及第三级细量化单元，在每个时间量化模块的内部所述多相时钟插值单元分别与所述计数器以及所述第三级细量化单元连接，所述多个三态门的输出连接所述计数器的输入，每个三态门分别输入多相时钟信号，在第三工作模式下，

第一时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START4信号后，在所述多相时钟信号中选择第九参考时钟信号，基于所述第九参考时钟信号，确定所述START4信号与所述第九参考时钟信号的第九时间残差，将所述第九时间残差传输给第三级细量化单元，并获取基于所述第九参考时钟信号产生的门控信号，并将所述门控信号传输给所述第二时间量化模块、第三时间量化模块中的每一三态门，控制该三态门开启，以及将门控信号传输给时序判断单元；

第一时间量化模块中的第三级细量化单元，将第九时间残差转化为第九数字码输出；

第二时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十参考时钟信号，以所述第十参考时钟信号的上升沿作为第六计数点开始对第十参考时钟的时钟周期计数；

第二时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP6信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP6信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第二时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第二时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP6信号上升沿之间的第十残差传给第二时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第二时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第二时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十时间残差转化为第十数字码输出；

第三时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十一参考时钟信号，以所述第十一参考时钟信号的上升沿作为第七计数点开始对第十一参考时钟的时钟周期计数；

第三时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP6信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP6信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第三时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第三时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP6信号上升沿之间的第十一残差传给第三时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第三时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十一参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十一参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第三时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十一时间残差转化为第十一数字码输出；

所述时序判断单元，将所述门控信号传输给第四时间量化模块中计数器的每一个三态门，并控制该三态门开启；

第四时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十二参考时钟信号，以所述第十二参考时钟信号的上升沿作为第八计数点开始对第十二参考时钟的时钟周期计数；

第四时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP6信号后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP6信号上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第四时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第四时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP6信号上升沿之间的第十二残差传给第四时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第四时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十二参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十二参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第四时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十二时间残差转化为第十二数字码输出。

8.根据权利要求2所述的时间数字转换器，其特征在于，每个时间量化模块包括：多个三态门、多相时钟插值单元、计数器以及第三级细量化单元，在每个时间量化模块的内部所述多相时钟插值单元分别与所述计数器以及所述第三级细量化单元连接，所述多个三态门的输出连接所述计数器的输入，每个三态门分别输入多相时钟信号，在第四工作模式下，

第一时间量化模块中的多相时钟插值单元，在输入多相时钟信号以及START5信号后，在所述多相时钟信号中选择第十三参考时钟信号，基于所述第十三参考时钟信号，确定所述START5信号与所述第十三参考时钟信号的第十三时间残差，将所述第十三时间残差传输给第三级细量化单元，并获取基于所述第十三参考时钟信号产生的门控信号，并将所述门控信号传输给所述第二时间量化模块中以及第三时间量化模块中的每一三态门，控制该三态门开启，以及将门控信号传输给时序判断单元；

第一时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十三时间残差转化为第十三数字码输出；

第二时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十四参考时钟信号，以所述第十四参考时钟信号的上升沿作为第九计数点开始对第十四参考时钟信号的时钟周期计数；

第二时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP7信号的第一个上升沿后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP7信号第一个上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第二时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第二时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP7信号第一个上升沿之间的第十四残差传给第二时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第二时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十四参考时钟信号的时钟周期计数，并输出十四参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第二时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十四时间残差转化为第十四数字码输出；

第三时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十五参考时钟信号，以所述第十五参考时钟信号的上升沿作为第十计数点开始对第十五参考时钟信号的时钟周期计数；

第三时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP7信号第二个上升沿后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP7信号第二个上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第三时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第三时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP7信号第二个上升沿之间的第十五残差传给第三时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第三时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十五参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十五参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第三时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十五时间残差转化为第十五数字码输出；

所述时序判断单元，将所述门控信号传输给第四时间量化模块中计数器的每一个三态门，并控制该三态门开启；

第四时间量化模块中的计数器，在自身的三态门开启后，基于所述门控信号在所述多相时钟信号中选择第十六参考时钟信号，以所述第十六参考时钟信号的上升沿作为第十一计数点开始对第十五参考时钟信号的时钟周期计数；

第四时间量化模块中的多相时钟插值单元，检测到输入的STOP7信号的第三个上升沿后，在多相时钟信号中选择距离所述STOP7信号第三个上升沿最近的时钟信号，将该时钟信号的上升沿作为第四时间量化模块中的计数器停止计数的时间点，并传输给第四时间量化模块中的计数器，将该时钟信号的上升沿与STOP7信号第三个上升沿之间的第十六残差传给第四时间量化模块中的第三级细量化单元；

所述第四时间量化模块中的计数器，按照停止计数的时间点停止对第十六参考时钟信号的时钟周期计数，并输出第十六参考时钟信号的时钟周期个数；

所述第四时间量化模块中的第三级细量化单元，将第十六时间残差转化为第十六数字码输出。

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