KR100982103B1 - 시간-디지털 변환기, 시간-디지털 변환 방법 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 - Google Patents
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Abstract
Description
US 5,835,552 A1은 펄스 신호의 펄스 스페이싱을 측정하는 타임 카운팅 회로를 개시하고 있다. 타임 카운팅 회로는 인버터 체인을 포함하는데, 각 인버터의 상태는 변환될 시간 간격 또는 펄스 스페이싱에 관한 디지털 신호를 나타낸다. 또한, 타임 카운팅 회로는 플립-플롭으로 구성되는 유지 회로의 행을 제어하는 펄스-신호 입력 단말과, 펄스-신호 입력 단말에 인가되는 펄스 신호에 응답하여 인버터의 상태를 캡처하는 인코더를 포함한다.
미국 뉴저지주 Piscataway IEEE Service Center IEEE Journal os solid-state circuits의 2000년도 2월자 제 2 호 제35권에 수록된 Dudek P 등의"a high resolution CMOS time-to-digital converter utilizing a Vernier delay line"는 태핑된 지연 라인을 사용하는 Vernier 원리에 기초하는 지연 라인을 갖는 시간-디지털 컨버터가 개시되어 있다. 지연-고정 루프가 사용되어 공정 변동 및 주변 조건에 대한 출력 해상도를 안정화시킨다.
Claims (13)
- 시간-디지털 변환기(a time-to-digital converter)(110)에 있어서,지연 소자들(126.1,...,126.N)의 적어도 하나의 체인으로서, 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인의 상태가 변환될 시간 간격에 관한 디지털 신호를 나타내는, 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 적어도 하나의 체인과,상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인에서 전송되는 펄스에 대해 통계적으로 동일하게 분포된 변수 위치를 갖는 교정 트리거 신호(calibration trigger signal)(154)를 제공하는 수단(156)과,상기 교정 트리거 신호(154)에 응답하여 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인의 상기 상태를 캡처하는 수단(130)으로서, 상기 상태가 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 지연 시간에 의존하는, 상기 캡처 수단(130)과,상기 교정 트리거 신호(154)에 응답하여 펄스 위치의 발생에 기초해 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인의 전체 지연에 대한 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N) 중 적어도 일부의 실제 기여도를 결정하는 수단과,상기 시간 간격을 상기 디지털 신호(168)로 변환할 때 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N) 중 적어도 일부의 상기 실제 기여도를 고려하는 수단(164)을 포함하는시간-디지털 변환기.
- 제 1 항에 있어서,상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인의 상기 상태는 레지스터(130)로 캡처되고,상기 레지스터(130)는 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인 내의 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 개수에 상응하는 제 1 개수의 입력단을 구비하는시간-디지털 변환기.
- 제 2 항에 있어서,각 지연 소자(126.1,...,126.N)는 상기 레지스터(130)의 상응하는 입력단으로 접속되는시간-디지털 변환기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 시간-디지털 변환기(110)는 넓은 간격(coarse) 시간 변환기 유닛(112.1, 112.2) 및 좁은 간격(fine) 시간 변환기 유닛을 포함하며,상기 지연 소자들(126.1,...,126.N) 중 적어도 일부의 상기 실제 기여도는 상기 좁은 간격 시간 변환기 유닛 내에서 사용되는시간-디지털 변환기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인은 링 오실레이터(a ring oscillator)(124)로서 구성되는시간-디지털 변환기.
- 제 5 항에 있어서,넓은 간격 시간 변환기 유닛(112.2, 112.2)은 상기 링 오실레이터(124)의 서로 다른 지연 소자들(126.1,...,126.N)에 접속되는 적어도 2개의 넓은 간격 시간 카운터(112.1, 112.2)를 포함하는시간-디지털 변환기.
- 제 6 항에 있어서,펄스 위치 유닛(138)이 상기 적어도 2개의 넓은 간격 시간 카운터(112.1, 112.2) 중 어느 것이 넓은 간격 시간 측정을 위해 선택될지를 결정하되,상기 선택은 상기 링 오실레이터(124)의 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인 내의 상기 펄스 위치에 의존하여 이루어지는시간-디지털 변환기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 시간-디지털 변환기는 적어도 2개의 지연 소자 체인을 포함하고,제 1 체인의 지연 소자는 일반적으로 제 2 체인의 지연 소자와 비교하여 더 긴 지연 시간을 가지며,상기 제 1 체인 및 상기 제 2 체인의 상기 상태는, 상기 제 2 체인에서 전송되는 펄스가 상기 제 1 체인에서 전송되는 펄스를 따라잡는(catch up) 상기 제 1 지연 체인 또는 상기 제 2 지연 체인 내의 위치에 특정한 지연 소자를 위치시키도록 캡처 및 평가되는시간-디지털 변환기.
- 제 8 항에 있어서,변환될 상기 시간 간격과 상기 디지털 신호 사이의 관계는, 상기 제 2 체인에서 전송되는 한 펄스가 상기 제 1 체인에서 전송되는 한 펄스를 처음으로 및/또는 마지막으로 따라잡는 상기 제 1 지연 체인 또는 상기 제 2 지연 체인 내의 지연 소자를 검출함으로써 단일적(monotonous)으로 구성되는시간-디지털 변환기.
- 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인을 적어도 하나 포함하는 시간-디지털 변환기(110)를 사용하는 시간-디지털 변환 방법으로서,상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인의 상태는 변환될 시간 간격에 관한 디지털 신호를 나타내며,상기 방법은,상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인에서 전송되는 펄스에 대해 통계적으로 동일하게 분포된 변수 위치를 갖는 교정 트리거 신호(154)를 제공하는 단계와,상기 교정 트리거 신호에 응답하여 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인의 상기 상태를 캡처하는 단계로서, 상기 상태는 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 지연 시간에 의존하는, 상기 캡처 단계와,상기 교정 트리거 신호(154)에 응답하여 펄스 위치의 발생에 기초해 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인의 전체 지연에 대한 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N) 중 적어도 일부의 실제 기여도를 결정하는 단계와,상기 시간 간격을 상기 디지털 신호(168)로 변환할 때 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N) 중 적어도 일부의 상기 실제 기여도를 고려하는 단계를 포함하는시간-디지털 변환 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 교정 트리거 신호(154)에 응답하여 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N)의 체인의 상기 캡처된 상태를 나타내는 히스토그램을 생성하는 단계와,상기 히스토그램으로부터 상기 지연 소자들(126.1,...,126.N) 중 적어도 일부의 상기 실제 기여도를 획득하는 단계를 더 포함하는시간-디지털 변환 방법.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 지연 소자들(126.1,...,126.N) 중 적어도 일부의 상기 실제 기여도를 룩업 테이블(164)에 저장하는 단계를 더 포함하는시간-디지털 변환 방법.
- 소프트웨어 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체로서,상기 프로그램은 컴퓨터와 같은 데이터 프로세싱 시스템에서 실행되면, 제 10 항 또는 제 11 항에 기재된 방법을 제어 또는 실행하는컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
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