هدکشناد یسدنهم و ینف
یشزومآ هورگ
قبر یسدنهم
نایاپ هجرد تفایرد یارب همان دشرا یسانشراک
رد عمتجم یاهرادم شیارگ قرب یسدنهم هتشر -
کینورتکلا
یارب لااب تقد اب لاتیجید هب نامز لدبم یربراک
اه ی هب زاین هدودحم
هزادنا یریگ
عیسو
رگشهوژپ :
ینیما یقن
امنهار داتسا :
نادیواج داوج رتکد
رواشم داتسا :
نمهب 1398
داتسا :رواشم نا
خیرات :عافد 29
/ 11 / 98
دادعت حفص :تا 62
ص
نایاپ هرامش :همان
اپ هرامش / هورگ مان ی
نا همان
:هدیکچ لاس رد:فده شزادرپ ،یکینورتکلا تازیهجت هعس وت و دش ر ،ریخا یاه لانگیس
مولع نیا رد هدمع تارییغت ببس ،لاتیجید
یم ،تارییغت نیا هلمج زا تددسا هدددش یخرب روهظ نآ یپرد و لاتیجید یژولونکت دورو هب ناوت
لدبم یاه زا یرورددض ،هلمج
یدربراک زا یکی نیب نیا رد درک هرادددشا هریغ و هنماد هب نامز لدبم ،لاتیجید هب گولانآ لدبم لدبم نیرت
هب نامز لدبم ،اه
(لاتیجید یم )TDC
تارادم دددشاب هک دنتددسه یدربراکرپ تارادم هلمج زاTDC
رح رد اهنآ زا هدافتددسا یکینورتکلا یاه
و
یربراک یاه هتدددسه یاه شیامزآ ،آاب یژرنا کیزیف رد اهدادیور عو و نامز شجندددس ریظن ،یملع تازیهجت و یا
تاعلاطم
،ییاضف س ی متس اه ی د رازبا ی ق اهروتنک دننام ی
نوسارتلوا ی ک اسانش و یی تارذ ی هچراپک و یم هدافتسا ،رگید هباشم دراوم دوش
خادددش اب لاتیجید هب نامز لدبم کی یحارح هماننایاپ نیا یلک فادها هزادنا ت د شیازفا نوزمه یدددسادددسا یاه
،یریگ
شددشوپ هجیتن رد و هتددسه تحاددسم ندددش رتکچوک نینزمه و یژرنا تافلت ،عجرم ژاتلو ،یفرددفم ناوت شهاک و ،نددشولوزر هزادنا یریگ یربراک رد دربراک تهج رتآاب یاه سناکرف هدودحم اب یاه
هزادنا یریگ عیسو یم دشاب
شور :شهوژپ یس انش هماننایاپ نیا رد
کی TDC اب جنر یکیمانید 208 ns
هدددش یحارح تددسا
رد اه هددشارت ی
ک آرف ی دن
.18 0 یمCMOS دش اب پTDC ی داهنش ی نتبم ی راتخاس رب ریخات طخ و روتلایس ا
هقبح شش لاک دوخ اب
ی س ارب ی نو DLL
و هدوب لک ی ه د راتخاس ی ج ی لات ی و پDRO ی داهنش ی ارب ی تسد ی با ی خشت هنماد و آاب وضو هب ی
،آاب تسا هدش هدافتسا یارب
نیا یحارح زاTDC
سلاپ دادعت هدنرامش اب یلاتیجید یوقلح زاسناسون کی ریخات طخ کی و زاسناسون طسوت هدش دیلوت یاه
ِلاتیجید دک هبساحم یارب نیرتشزرا مک
( ) LSB تسا هدش هدافتسا
هتفای اه یارب: شیازفا ندشولوزر زا
ود ریدسم تیگ ندشولوزر اب یاه
تدشرد و زیر زا نینزمه و یخدشت یارب هدنرامدش کی
زا هدافتس ا اب نینزمه تس ا هدش هدافتس ا زیر نش ولوزر یارب ریخات طخ رتس یجر کی و تش رد نش ولوزر مک
ندرک دادعت
یاه روتس یزنارت دادعت و تاقبح فلاتا رادقم و هدرک ادیپ شهاک عجرم ژاتلو و یفرف م ناوت رادقم ،یداهنش یپ شور ردDFF
ناوت اپ ی راد 0.3 mWات وپ ناوت فلاتاو
یا ات 1.08mW تددسا هتفایشهاک
نینزمه شیازفا هب هجوت اب هدددش یحارحTDC
، ی دب ت نام ز شهاک و یرادرب هن ومن تع ردددس ادن ا
هز یریگ هدودح م اب یاه یربراک رد دربراک ته ج رتآاب یاه سناکرف
هزادنا یریگ یم ششوپ یبوخ هب ار عیسو دهد
هجیتن :یریگ هیبش یمامت یزاس
اه رازفا مرن تحت هیبش زا ص اح جیاتن تس ا هدش ماجناADS
یزاس رار یلحت دروم اه
یباینورد شور هک یعجرم اب صوفخ هب عجارم ریاس جیاتن اب و هتفرگ ،جیاتن هسیاقم تسا هدش هسیاقم ،هدرب راک هب ارNutt
تسا هداد ناشن ینشور هب ار هماننایاپ نیا رد هدش هئارا شور یرترب و ییاراک و دوبهب هژاو :یدیلک یاه (لاتیجید هب نامز لدبم
)TDC ، یوقلح روتلایسا ،ریخات طخ ،نشولوزر ،
ریخات ف هقلح
1 - فده و همدقم
2
یربراک یارب آاب ت د اب لاتیجید هب نامز لدبم هزادنا هدودحم هب زاین یاه
عیسو یریگ
1-1 - شهوژپ تیمها و ترورض
ریخا نایلاس یح شزادرپ
لانگیس لاتیجید تفرشیپ
مشچ هتشاد یریگ .تسا
عمتجم رد یزاس سایقم
،عیسو شهاک
هنیزه تخاس و شهاک ناوت یفرفم رد یژولونکت دیدج یاه
ببس هتشگ تسا هک ناحارح اهرادم
و متسیس یاه
یکینورتکلا شلات
دننک یاهرادم ار گولانآ
اب لداعم لاتیجید اهنآ
نیزگیاج زا دنیامن
یوس رگید اب هجوت هب هکنیا
لانگیس اه رد یایند یع او گولانآ
،دنتسه شیپ زا دورو نیا لانگیس اه متسیس هب لاتیجید
زاین هب رادم یطساو تسا
هک مع یدبت زا گولانآ هب لاتیجید ار
ماجنا دهد نیاربانب. لدبم یاه گولانآ هب لاتیجید ( )ADC هب ناونع پ یحابترا
یایند یاهتیمک و گولانآ
شزادرپ یایند لاتیجید
شقن یدیلک رد یرایسب زا
متسیس یاه
،یکینورتکلا یتارباخم
و
یلرتنک ار یم افیا هیذغت عبنم زیون دیلوت نوزمه یبیاعم زا لاتیجید تارادم هچرگا دننک یم جنر
ناهج اما ،دنرب
کینورتکلا کولب ندرک یلاتیجید رتشیب هچ ره یوس هب
یم شیپ تارادم و هدنزاس یاه یراکهار هک یدراوم رد یتح دور
یم ،تسین گولانآ تارادم زا هدافتسا زج لانگیس ای گولانآ تارادم ییاراک ناوت
لاتیجید تارادم کمک هب ار یبیکرت-
داد دوبهب تارادم.
TDC1
رح رد اهنآ زا هدافتسا هک دنتسه یدربراکرپ تارادم هلمج زا
، یکینورتکلا یاه یربراک
یاه
یملع و )ییاضف تاعلاطم تازیهجت و یا هتسه یاه شیامزآ ،آاب یژرنا کیزیف رد اهدادیور عو و نامز شجنس ریظن (
بانتجا ،رگید هباشم دراوم یم ریذپان
دیامن
( لاتیجید هب نامز لدبم کی دک اب ربارب نآ یجورخ و هدوب ینامز هزاب کی نآ یدورو هک تسا یمتسیس )TDC
یم ینامز هزاب لوح اب بسانتم لاتیجید یلصا زا یکی هک دشاب
کولب نیرت نیون و نردم یایند هب دورو یارب زاین دروم یاه
یم نامز هزوح رد شزادرپ هتفهن تاعلاحا زا نامز هزوح رد شزادرپ دشاب
امز رد هدش هنماد رد دوجوم تاعلاحا یاج هب ن
یم هرهب شزادرپ تایلمع یارب هدنیآ هکنیا هب هجوت اب نینزمه دریگ
ولونکت ژ ی عمتجم تمس هب رتشیب شهاک و یزاس
یم تکرح هیذغت ژاتلو هژیو تیمها زا ناوت تافلت نازیم و تعرس هلئسم ،دنک
تسا رادروخرب یا و
دربراک لدبم یاه TDC
یلاتیجید مامت یم یرورض
لاس رد دنشاب لدبم هب هجوت ریخا یاه
ناکما نوچ ؛تسا هدش رتشیب لاتیجید هب نامز یاه
هزادنا هف و یریگ یم مهارف نازرا و درادناتسا یاهیروانف اب هیناثوکیپ دح رد یت د اب ار ینامز یاه
لدبم نیا دنک یکی اه
کولب نیرتمهم زا گولانآ تارادم ینیزگیاج یاتسار رد اه
لداعم اب یاه لاتیجید ناش هب رامش یم دنور
هبنج مامت رب نآ تفرشیپ و یژولونکت تاریثات هزورما ،ناهج یساسا یاهدادیور ،فلتخم نونف و مولع ،تیرشب یاه
یمامت رب شناد یاقترا یاتسار رد یژولونکت رتشیب هچره تفرشیپ و تیعضو دوبهب رب یساسا هجوت و هدوب راکنا با ریغ
1 Time-to-Digital Converter
راوم ثحب نآ یپ رد و ،یزورما عماوج رد یکیرتکلا یژرنا دورو تسا هدرک یدبت یرورض یرما هب ار هدش رطم د یدبت هدوب روفت با ریغ و بیرغ هک یدیدج و نیون یایند هب ار نیشیپ یایند و هدرک لوحتم ار ناهج ،کینورتکلا
نیا زا تسا هدرک ،کینورتکلا ملع ترورض هب هجوت اب ور
هجیتنرد و ملع نیا رد دوجوم اون عفر لابند هب نیققحم
ییاناوت نیرتهب هب ندیسر دنتسه مولع نیا تیفرظ زا یرثکادح هدافتسا و اه
لاس رد تازیهجت هعسوت و دشر ،ریخا یاه
یم ،تارییغت هلمج زا تسا هدش مولع نیا رد هدمع تارییغت ببس یکینورتکلا تیجید یژولونکت دورو هب ناوت
یپرد و لا
یضعب روهظ نآ لدبم
یاه نم یرورض نیب نیا رد درک هراشا و هنماد هب نامز لدبم ،لاتیجید هب گولانآ لدبم ،هلمج
یدربراک زا یکی لدبم نیرت
یم لاتیجید هب نامز لدبم ،اه تارادم دش هتفگ هک روطنامه دشاب
تارادم هلمج زا TDC
هنآ زا هدافتسا هک دنتسه یدربراکرپ رح رد ا
ریظن(یکینورتکلا یاه PLL1
و اه
، )اه ADC یربراک یاه ریظن ( یملع
هباشم دراوم و )ییاضف تاعلاطم تازیهجت و یا هتسه یاه شیامزآ ،آاب یژرنا کیزیف رد اهدادیور عو و نامز شجنس بانتجا ،رگید یم ریذپان
دیامن
هعسوت هزخیرات اب TDC
نشولوزر لاس رخاوا هب آاب
1960 [ددرگیم رب 1
سایقم یژولونکت هزورما ] تارادم و یدنب
تفایرد عمتجم هدننک CMOS2
، یاهشور ندش کیدزن ببس ToF3
هدننک فرفم حطس رد یکینورتکلا یاهرازبا هب اه
تسا هدش یرادربریوفت یژولونکت
ار ToF یم هاگتسد رد ناوت یمرگرس یکینورتکلا یاه
ثم یگناخ یاه Microsoft
Kinect سایقم یژولونکت دنچره تفای
ار رتمک ناوت هدزاب اب و رتکچوک لاتیجید یقطنم تارادم یحارح هزاجا یدنب
یم هرهب گولانآ لوادتم تارادم یلو دهد هدربن یژولونکت نیا زا یا
هکنیا دوجو اب دنا CMOSTDC
تلاح تارادم و اه -
لاتیجید تارازبا ،نامز نامز هزوح تاعلاحا رد طقف و هدوبن ساسح هنماد تارییغت هب تبسن یلو دنتسه یبوخ ی
- کی زاف
یم مع لانگیس هک یلیآد زا یکی دننک
هک دشاب یم نیا هتشگ یدبت ریخا بلاج تاعوضوم زا یکی هب اهTDC
یاهرادم تیجید یقطنم بیکرت یارب و هدش هتخاس ناسکی یقطنم یاه تیگ زا بلغا TDC
یم رار هدافتسا دروم لا
دنریگ زا هک سناکرف نردم عمتجم یاه هدننک بیکرت رد لاثم ناونع هب ADPLL4
تسا هدش هدافتسا اه ،
هبTDC
هدش هتفرگ راکب لاتیجید هب زاف یاهاطخ میقتسم یدبت یارب زاف یاهاطخ میقتسم زاسراکشآ کی ناونع [دنا
2 - 6 ] کی
ندرک هربیلاک و نامز فارحنا شجنس یاربTDC یم رار هدافتسا دروم آاب تعرسADC
[دریگ 7 ] شیازفا نیا رب هولاع
1 Phase Locked Loop
2 Complementary Metal–Oxide–Semiconductor
3 Time-of-Flight
4 All-Digital Phase-Locked Loop
4
یربراک یارب آاب ت د اب لاتیجید هب نامز لدبم هزادنا هدودحم هب زاین یاه
عیسو یریگ
و ینزدیلک تعرس سرتسد شهاک
یریذپ SNR1
رد یاهCMOS حارح ، کچوک
شزادرپ ییاجباج شیامزآ هب ار نا یاه
هب گولانآ لانگیس تسا هدرک قیوشت ،ساسح ریغ نامز هزوح هنماد
شلات ،هداد یدبت یاهرادم رب هولاع یتاقیقحت یاه
یم هک تسا هتفرگ تروص لانگیس شزادرپ یاهرادم هعسوت یور زین یدایز نامز یاه لانگیس اب ماک روح هب دناوت
لانگیس اب ینعی تلاح دنک مع هدش هریخذ هنماد کی ناونع هب هن و سلاپ ضرع کی ناونع هب تاعلاحا نآ رد هک ییاه
رد ک اهTDC لاس رد ،نامز تلاح لانگیس شزادرپ و کت ،دیدج یاه یربراک هعومجم ببس هب هتشذگ یاه
یژولون
سایقم تیزم ببس هب و یدنب اه
لانگیس شزادرپ ی تلاح یاه
-
،سلاپ لوح نآ رد هک لاتیجید هبش نامز
زاف تبسن ای
،هدش شزادرپ ،هنماد وطس ای ژاتلو یاجب لانگیس نیب
تسا هتفرگ رار لابقتسا دروم
یربراک هعومجم هلمج زا ییاه
،سناکرف بیکرت ثم وFLIM
-PET و نامار ییامن فیح و ToF
لدبم یاه لاتیجید هب گولانآ (2
هک )A/D رد TDC
یم رار هدافتسا دروم اهنآ هدودحم کی دنمزاین دریگ
ی هزادنا یم هاتوک یریگ یربراک رگید یوس زا دنشاب
هک دنتسه ییاه
هزادنا هدودحم هب زاین عیسو یریگ
یم یرادیاپ مازلا اب دنشاب
هنیبرود هب ناوت یم زین شور نیا هدمع یاه دربراک زا یا
هشقن یرادرب ، تاقیقحت ضف
،ییا عیانص یدرون اوه و
لِوِل یجنس رد دومن هراشا اهرنیتناک و اهولیس [
8 ]؛
اهنآ هب ندیسر هک
طسوت تجم یاهCMOS
یم کشم رایسب عم دشاب
نیازا یرامعم ور شور رب هیکت اب دیاب آومعم ،عیسو هدودحم TDC
یم ار آاب تیفیک اب روتلایسا کی نآ رد هک یباینورد مک شزرل و زاین دروم یرادیاپ هئارا یارب ناوت
یحارح ،درک هدافتسا
دنوش یرامعم عون نیا رد اه
، ناونع هب هاتوک هدودحمTDC
Interpolator وکیپ دنچ دح رد ینیشولوزر هدننک داجیا
رار هدافتسا دروم هیناث یم
دریگ تفرشیپ و یژولونکت عیسو ثحب هب هنافاکشوم هاگن و عوضوم تیمها هب هجوت اب
رح یربراک هب هجوت اب و زور یژولونکت اب وسمه و قباطم یکینورتکلا یاه هزادنا هدودحم هب زاین یاه
عیسو یریگ رد
یاهرادم ینیزگیاج و ،وس کی زا کینورتکلا ثحب گولانآ
اب لداعم لاتیجید یربراک نیا ،رگید یوس زا اهنآ
هب مزلم ار اه
نایاپ نیا اذلف تسا هدرک آاب ت د اب لاتیجید هب نامز لدبم زا هدافتسا ماگ هدش رطم مازلا نیا ققحت یاتسار رد همان
تسا هتشادرب تیمها ندش خشم اب لدبم
یاه یم ،لاتیجید هب نامز ارجا با ار شهوژپ ترورض هک ار یلماوع هلمج زا ناوت
یم :درک نایب ریز دراوم رد دننک
دربراک رد هدافتسا یارب TDC
رح یاه یربراکو یکینورتکلا هزادنا هدودحم هب زاین هک ییاه
اب عیسو یریگ
یم یرادیاپ مازلا یربراک؛دنشاب
( یملع یاه شیامزآ ،آاب یژرنا کیزیف رد اهدادیور عو و نامز شجنس ریظن
یاه
1 Signal-to-Noise Ratio
2 Analog/Digital
هتسه ،ییاضف تاعلاطم تازیهجت و یا تاقیقحت
ضف
،ییا عیانص ،یدرون اوه نیبرود
ه یا هشقن یرادرب و لِوِل یجنس
رد اهرنیتناک و اهولیس هباشم دراوم و )
هدودحم کی هب یبایتسد هزادنا
یریگ ت د اب هیناث ورکیم دص هزادنا
یریگ رد هیناث وکیپ دنچ اهTDC
لاتیجید هب نامز لدبم کی یحارح اب
نشولوزر ،یفرفم ناوت و ،آاب
عجرم ژاتلو رتمک یژرنا تافلت و
نکت هعسوت و هعلاطم هب مازلا کی
یاه بسانم هدودحم کی هب یبایتسد روظنم هب هزادنا
یریگ یارب بسانم
یربراک اب ییاه هدودحم هزادنا
یریگ عیسو
2-1 - شهوژپ یلصا فادها
شخب رد هک روطنامه هعلاطم ترورضو تیمها یلب یاه
لدبم یاه یهاگآ اب و دش نایب ینشور هب لاتیجید هب نامز
لدبم هب هجوت ریخا یاهلاس رد هکنیا زا هزادنا ناکما ندروآ مهارف نوزمه یلیآدب لاتیجید هب نامز یاه
هف و یریگ یاه
یروانف اب هیناثوکیپ دح رد یت د اب ینامز نایاپ نیا اذلف ،تسا هدش رتشیب نازرا و درادناتسا یاه
یاقترا یاتسار رد همان
تسا هتشادرب ماگ یژولونکت نیا زا یخرب همادا رد یمهم فادها
نایاپ نیا رد هک تسا هدش هدروآ ،هتفرگ رار یسررب و شهوژپ دروم همان
:
کی یحارح اب لاتیجید هب نامز لدبم
نتفرگ رظن رد خاش
نوزمه یساسا یاه هزادنا ت د
،نشولوزر ،یریگ
و یژرنا تافلت ،عجرم ژاتلو ،یفرفم ناوت هتسه تحاسم نینزمه
لاتیجید هب نامز لدبم کی یحارح اب
هزادنا ت د و یریگ
نشولوزر ،یفرفم ناوت و ،آاب
عجرم ژاتلو تافلت و
رتمک یژرنا دب تس ندروآ لدبم نامز هب لاتیجید اب
ت د آاب یارب هک ییاهدربراک زاین
هب هدودحم هزادنا
یریگ عیسو
یحارح لاتیجید هب نامز لدبم (
) TDC شور اب پ ی داهنش ی رب ینتبم لاک
ی سارب ی نو و خات رصانع زا هدافتسا ی
ر
هدافتسا زا هدنرامش و
ریخات طخ رتسیجر نشولوزر شیازفا تهج
هعلاطم و هعسوت کینکت یاه طوبرم هب شور نتبم ی راتخاس رب ریخات طخ و روتلایسا
هقبح شش دوخ اب
لاک ی سارب ی
1 نو (DLL ریخات ف هقلح )
یبایتسد یارب خشت هنماد و آاب وضو هب
ی آاب
کی ،رکذلا قوف فادها هب ندیسر یارب TDC
اب جنر یکیمانید 208 ns
هدش یحارح تسا
رد اه هشارت ی
ک آرف ی دن
1 Deley Locked Loop
6
یربراک یارب آاب ت د اب لاتیجید هب نامز لدبم هزادنا هدودحم هب زاین یاه
عیسو یریگ
0.18 م CMOS
ی نورک یم دشاب پTDC ی داهنش ی نتبم ی راتخاس رب ریخات طخ و روتلایسا
هقبح شش دوخ اب
لاک ی سارب ی نو و هدوبDLL
لک ی ه د راتخاس ی
ج ی لات ی ارب ی تسد ی با ی خشت هنماد و آاب وضو هب ی
،آاب تسا هدش هدافتسا
ی ک و ی گژ ی پTDC ی داهنش ی واح ی تیفرظ اه ی ظنت با ی
م ارب ی کرت ی ب ناسآ س اب رت ی متس طقف هک تسا دیلوت
ود
کلاک دراد ار عجرم نیا یحارح یارب
زاTDC سلاپ دادعت هدنرامش اب یلاتیجید یوقلح زاسناسون کی هدش دیلوت یاه
یارب تسا هدش هدافتسا نیرتشزرا مک لاتیجید دک هبساحم یارب ریخات طخ کی و زاسناسون طسوت شیازفا
نشولوزر زا
ود ریسم تیگ نشولوزر اب یاه
تشرد و زیر زا نینزمه و رتسیجر کی و تشرد نشولوزر یخشت یارب هدنرامش کی
زا هدافتسا اب نینزمه تسا هدش هدافتسا زیر نشولوزر یارب ریخات طخ مک
ندرک دادعت یاه روتسیزنارت دادعت و تاقبح
DFF1
عجرم ژاتلو و یفرفم ناوت رادقم ،یداهنشیپ شور رد ناوت فلاتا رادقم و هدرک ادیپ شهاک
اپ ی راد ات 0.3mW و
وپ ناوت فلاتا یا
1.08 mWات نینزمه تسا هتفایشهاک
یرادرب هنومن تعرس شیازفا هب هجوت اب هدش یحارح TDC
، یدبت نامز شهاک و هزادنا
یریگ هدودحم اب یاه یربراک رد دربراک تهج رتآاب یاه سناکرف هزادنا
یریگ عیسو هب ار
یم ششوپ یبوخ هیبش یمامت دهد
یزاس اه رازفا مرن تحت هیبش زا صاح جیاتن تسا هدش ماجنا ADS
یزاس دروم اه
یباینورد شور هک یعجرم اب صوفخ هب عجارم ریاس جیاتن اب و هتفرگ رار یلحت هدش هسیاقم ،هدرب راک هب ار Nutt
تسا
3-1 - هیضرف شهوژپ یاه
هیضرف هلمجزا یاه
نایاپ نیا رد رطم یم ریز تروص هب همان
:دشاب
شیازفا زا هداقتسا :نشولوزر یوقلح روتلایسا
( ) RO رینرو و زا زا هدافتسا ود
ریسم تیگ یاهنشولوزر اب تشرد
و و زیر هدافتسا زا زیر نشولوزر یارب ریخات طخ رتسیجر کی و تشرد نشولوزر یخشت یارب هدنرامش کی
یفرفم ناوت شهاک و
:عجرم هیذغت ژاتلو شهاک مک قیرح زا
ندرک دادعت روتسیزنارت دادعت و تاقبح یاه
DFF
ژاتلو شهاک و یفرفم ناوت شهاک قیرح زا : یژرنا تافلت شهاک ت د شیازفا هزادنا
یریگ
و یرادرب هنومن تعرس شیازفا قم شهاک
ی سا آرف ی دن یدبت و شهاک دبت نامز ی
هتسه تحاسم ندش رتکچوک
1 D-Flip Flop
4-1 - نایاپ یلک راتخاس همان
نایاپ یلک بوچراچ هدش یهدنامزاس فف جنپ رد همان
نامز لدبم یلک راتخاس و ینابم مود فف رد ،همادا رد تسا
دربراک ،لدبم یلک درکلمع هوحن نینزمه تسا هدش حیرشت لاتیجید هب و یحارح یلصا یاهرایعم ،لدبم نیا مهم یاه
عاونا زا یا هنومن لدبم
یاه شهوژپ و تآاقم رد هدش یفرعم لاتیجید هب نامز تسا هدش هدروآ ،فلخم یاه
فف رد
موس هب یفرعم و نایب اهشور و یلصا نیرت کولب یاه دروم هدافتسا رد لدبم یحارح نامز
هب لاتیجید هدودحم
عیسو ،
متسیس و هتسه ،درکلمع لوصا یداهنشیپ TDC
راک نیا رد هتخادرپ
تسا نینزمه یلخاد مسیس مراهچ فف رد
هیبش دروم ماک تاییزج اب یداهنشیپ TDC فف رد نایاپ رد تسا هدش ع او یلحت دروم جیاتن و هتفرگ رار یزاس
هیبش زا صاح جیاتن مجنپ شهوژپ ریاس جیاتن اب راک نیا رد یزاس
یداهنشیپ شور یرترب و هتفرگ رار هسیاقم دروم اه
ه تسا هدش نایب نایاپ نیا همادا و هعسوت یارب یتاداهنشیپ نینزم
تسا هدش نایب همان
2 نابم - ی پ و ی ش ی هن قحت ی ق
1-2 - همدقم
یمامت تارادم شهوژپ یمامت رد هدش یحارح TDC
نراد یناسکی ینابم و ساسا اه د
د ور نیا زا ر
و ینابم فف نیا
دربراک ،لدبم یلک درکلمع هوحن نینزمه تسا هدش حیرشت لاتیجید هب نامز لدبم یلک راتخاس ،لدبم نیا مهم یاه
عاونا زا یا هنومن و یحارح یلصا یاهرایعم لدبم
یاه شهوژپ و تآاقم رد هدش یفرعم لاتیجید هب نامز ،فلتخم یاه
تسا هدش هدروآ
2-2 - لدبم ینابم لاتیجید هب نامز
هزادنا یریگ رب ینتبم یاه نامز
زا مید هب روظنم کرد تعیبح هب تروص یاه فلتخم هدش ماجنا هلمج زا تسا
نیا
دراوم یم هب ناوت یاهتعاس یدیشروخ
و ملع تفرشیپ اب لوصا نیا هک درک هراشا یبآ ات
لدبم یاه نامز هب لاتیجید دروم
ثحب یزورما اب ت د رتمک زا
،هیناثوکیپ دنچ همادا
هتفای .تسا نیلوا هنیشیپ لدبم یاه نامز هب لاتیجید طسوت
ونورب
یسر هب روظنم هزادنا یریگ رمع نآوم یکی(
زا تارذ ریز یمتا ) هتخاس دش [ 9 ] نیا
،لدبم نامز یدورو ار هب ژاتلو و
هن کی ددع لاتیجید یدبت
یم سپ ،درک یمن
ناوت نآ ار کی لدبم نامز لاتیجید هب بوسحم
،درک اما یم ناوت تفگ
بسانم یعورش یارب
تخاس لدبم یاه نامز هب لاتیجید دوب
نیا لدبم هک یبیکرت زا کی لدبم نامز هب ژاتلو و کی
گولانآ لدبم هب
لاتیجید یم
،دشاب یاراد یت د ربارب 0.7 اب هیناثونان تسا نیا لدبم نامز هب لاتیجید یارب
هدافتسا رد
شیامزآ یاه لرتنک هدنوش یرتویپماک هتخاس
[تسا هدش 10
] لدبم. یاه نامز هب لاتیجید رد
دادعت یدایز زا یاهمتسیس
هزادنا یریگ ینامز و اب اعتم رد یتاقیقحت یاهدربراک و
یتعنص یفلتخم دروم
هدافتسا رار یم دنریگ هداس نیرت عون زا
کی لدبم نامز هب لاتیجید هدنرامش کی
لاتیجید تسا
.
،TDC یرازبا تسا هک یارب یخشت اهدادیور
و داجیا کی
ییامنزاب لاتیجید
زا نامز عو و نآ اه هب راک یم دور یارب. لاثم یجورخ نیا رازبا نکمم تسا لداعم نامز ندیسر ره
سلاپ یدورو دشاب و رد یخرب زا یربراک
،اه هب یاج کی نامز
،قلعم یامت میراد هزاب ینامز نیب ود دادیور ار هزادنا
میریگب رد. یخرب دراوم اهTDC
تحت هدنرامش ناونع
10نامز ) (TC مه هدناوخ یم .دنوش هب روح
،لومعم ییاج هک
دیاب هزاب ینامز نیب ود سلاپ لانگیس سلاپ )
start و )stop نیعم
دوش زا یم هرهب TDC
میرب عورش و ف وت
هزادنا یریگ ینامز،
خر یم دهد هک هبل اب هدنور ای نییاپ هدنور کی سلاپ زا دلورشیرت
،هدش نیعم زواجت
دیامن
یم یلک روح هب ناوت
هک تشاد ناونع ،
لدبم نامز هب لاتیجید یمتسیس
یم دشاب یارب هزادنا یریگ رایسب قی د
نامز زا نیا لدبم یارب هزادنا یریگ هلصاف ینامز نیب ود دادخر هک آومعم اب هبل یاه یدوعص لانگیس
Start
و
Stop
ناشن هداد یم
،دوش دروم هدافتسا یم رار دریگ
3-2 - هب نامز لدبم راتخاس و درکلمع ساسا لاتیجید
ره هک یرادم دناوتب
کی هزاب ینامز ناونع هب ار گولانآ یدورو
تفایرد و هدرک کی یجورخ لاتیجید
رظانتم اب نامز
یدورو دیلوت
؛دنک کی لدبم نامز هب لاتیجید دهاوخ
[دوب 11 گولانآ یدورو نیا ] یم
ناوت د کی ای سلاپ اب و ضرع
هزادنا یفخشم و دشاب
ای هکنیا ود لانگیس Start
و هک دنشاب Stop
اب هلصاف ینامز یفخشم هب
یدورو لدبم لامعا
یم دنوش کش 2 - 1 راتخاس یلک ارTDC یم ناشن .دهد
لکش 2 - 1 لدبم : نامز هب لاتیجید
لکش 2 - 2 : ساسا راک لدبم نامز هب لاتیجید
روطنامه هک
رد کش کش 2 - 2 یم هدهاشم
،دوش یدورو تروص هب کی
سلاپ هب لدبم نامز هب لاتیجید لامعا
هدش
تسا دروم نامز هزادنا
یریگ نامه نامز نیب هبل هدنورآاب و
نییاپ هدنور سلاپ یدورو یم اجنیا رد دشاب لدبم
نامز
کی ،لاتیجید هب ددع
لاتیجید رد
و دنک یم دیلوت یجورخ نیا
ددع رظانتم اب ضرع سلاپ یدورو تسا رگا یدورو هب
10 Time Counter
10
یربراک یارب آاب ت د اب لاتیجید هب نامز لدبم هزادنا هدودحم هب زاین یاه
عیسو یریگ
start تروص stop و
،دشاب ینامز هک هبل هدنورآاب start هب لدبم لامعا
،دوش لدبم عورش هزادنا هب یریگ یم دنک
یت و هک هبل هدنورآاب stop هب لدبم لامعا
،دوش لدبم نامز نیب هبل هدنورآاب لانگیس
start و stop ار تروص هب
کی ددع رد یجورخ ناشن یم دهد .
4-2 - دربراک زا یخرب لدبم یاه
لاتیجید هب نامز
لدبم نامز هب لاتیجید کی
کولب یدربراک رد
تارادم رثکا کینورتکلا
یم .دشاب لدبم یاه نامز هب لاتیجید رد
یرایسب زا متسیس یاه هزادنا یریگ ینامز و یفلتخم یاهدربراک دروم
هدافتسا رار یم دنریگ لاتیجید هدنرامش هداس
نیرت
عون زا کی لدبم نامز هب لاتیجید یم
دشاب ب یم یلکروح ه هک درک ناونع ناوت
ره رد TDC یدربراک هک
هزادنا یریگ
قی د کی هزاب ینامز دروم زاین دشاب یم رار هدافتسا دروم [دریگ
12 ] یژولونکت عاونا ردTDC
اه ،ییاضف تاعلاطم ثم
هتسه یژنا و کیزیف مولع ثم یتارباخم تارادم ،یا
ف هقلح زاف
لاتیجید دراد دربراک
دروم دنچ هک رفتخم تروص هب
تسا هدش هدروآ ریز رد :
1-4-2 - یتارباخم تارادم
هقلح یاه ف زاف هنومن یا زا یم یتارباخم تارادم رد مهم یاهدربراک هک یروح هب دشاب
رد رثکا یاهرادم یتارباخم
یکینورتکلا دننام
اهروتآودم و
اهروتآدومد دراد دربراک
رد هقلح یاه ف زاف یبایزاب دلوم سلاپ لدبم نامز هب لاتیجید
یکی زا کولب یاه یلصا یم باسح هب دیآ
هک هفیظو هزادنا یریگ فلاتخا زاف ود لانگیس عجرم
و یجورخ ار
رب هدهع
دراد یاهرادم دلوم
سلاپ کی کولب یدیلک رد رثکا یاهرادم هدنتسرف
و هدنریگ یتارباخم بوسحم
نیا ترورض و هدش
یم ناشن ار عوضوم دهد
[ 13 ]
ا رثک تاعلاطم ماجنا
هدش رب یور هبTDC روظنم هدافتسا نآ اه
11رد
ADPLL
اه ( هقلح یاه ف هدش مامت زاف لاتیجید )
ماجنا هدش تسا [ 14 ] کش 2 - 3 کی هقلح ف زاف گولانآ ار یم ناشن دهد
لکش 2 - 3 : هقلح لفق زاف گولانآ [ 15 ]
11 All-Digital Phase-Locked-Loops
یجورخ نیا
کولب
ًآومعم مه سناکرف اب
یاهلانگیس یدورو
و یجورخ . تسا
راتخاس یلک هقلح ف زاف
ًامامت
یلاتیجید دربراک و
ردTDC کش 2 - 4 تسا هدش هداد ناشن رد.
،اجنیا هبTDC
ناونع زاسراکشآ زاف
دروم هدافتسا
رار یم دریگ
لکش 2 - 4 : راتخاس یلک هقلح لفق زاف مامت [ لاتیجید 15 ]
2-4-2 - کیزیف تاعلاطم
ثم کیزیف مولع تاعلاطم رد شیامزآ
یاه کیزیف یژرنا یاه آاب و کیزیف تارذ ، هزادنا یریگ نامز یکی
زا یدربراک نیرت یاهرتماراپ رایسب
مهم یم باسح هب دیآ
شیامزآ ییاه رد هنیمز باتش و نورتکلا شبات
یتارذ دننام
نوی اه و اهنورتکلا زا
نیا هتسد دنا یارب هنومن تهج شیامزآ یاه کیزیف تارذ تاعلاحا
ًادودح ینامز 100
یدنا و لاناک
اب ت د رتمک زا کی هیناثونان دروم زاین تسا یم هدهاشم سپ هک دوش
رد نیا هنیمز هب امز ن جنس ییاه اب ناوت رایسب
نییاپ زاین یم دشاب نیاربانب رد نیا دراوم هب عمتجم یزاس آاب و ناوت نییاپ رد هدایپ یزاس لدبم نامز هب لاتیجید زاین
[تسا 16 ]
دروخرب هدنهد یاه تارذ ریز متا زا هلمج هنیمز یاه مهم کیزیف یژرنا یاه آاب یم دنشاب عون نیا رد هک. اهدربراک
،
لدبم یاه نامز هب لاتیجید دیاب
هولاع رب نتشاد ت د
،آاب رد اب هژیو یطیارش ییامد
رایسب آاب و شبات ویتکاویدار هک
ژاتلو رگید و ییاناسرارت ،هناتسآ تایصوفخ
روتسیزنارت شوختسد
رییغت یم دوش یبوخ هب و هتشاد یاراک دناوتب راک
دننک [ 17 ]
3-4-2 - یرزیل مولع
یم یرزیل مولع هلمج زا هب ناوت
هلصاف جنس یاه یرزیل هک درک هراشا رد
لرتنک کیفارت دننام هزادنا یریگ تعرس و
زا یرایسب رد هنیمز
یاه یتعنص نوزمه هزادنا
یریگ رد اهولیس و
،اهرنیتناک هشقن
یرادرب نینزمه و یبای تیع وم
هدافتسا یم دنوش [ 18 ] راتخاس آومعم هاگتسد
یاه دروم هدافتسا رد نیا هنیمز ماش کی هدنتسرف سلاپ
،یرزیل تاعط
یرون دروم
،زاین کی هدنریگ و کی لدبم نامز هب لاتیجید یم
دنشاب رد نیا هلصاف اهجنس دیاب نامز نیب شبات و باتزاب
12
یربراک یارب آاب ت د اب لاتیجید هب نامز لدبم هزادنا هدودحم هب زاین یاه
عیسو یریگ
یرون هک هب عنام دروخرب هدرک اب ت د آاب هزادنا یریگ دوش نازیم نشولوزر لدبم
رد نیا هلصاف جنس اه یمهم شقن
یم افیا دنک یاهTDC
یزورما و نیون یم
دنناوت نامز ار اب د یت رد دح دنچ هیناثوکیپ هزادنا
یریگ دننک و اب هجوت هب
هکنیا رون رد ره هیناثوکیپ دنچ
رتمورکیم ار
یح دنکیم هنوگنیا هلصاف جنس اه زا ت د رایسب یبوخ رادروخرب دنتسه
.
کش 2 - 5 راتخاس یلخاد کی هلصاف جنس یرزیل ار ناشن یم دهد
لکش 2 - 5 : راتخاس یلخاد کی جنس هلصاف یرزیل
[ 18 .]
هک رد ،اجنیا
،TDC هلصاف ینامز سلاپ نیب هدیبات
هدش و سلاپ باتزاب هدش زا مسج رظندروم ار
هزادنا یم دریگ هک نیا
هلصاف ینامز رظانتم اب هلصاف مسج یناکم ات
جنس هلصاف یم
دشاب
5-2 - لدبم یاه گولانآ هب لاتیجید رب ینتبم
TDC
رد لدبم یاه گولانآ هب لاتیجید رب
هیاپ ادتبا TDC
ژاتلو گولانآ یدورو هب کی هزاب ینامز بسانتم اب
نامه ژاتلو
یدبت هدش و سپس هب کی لدبم نامز هب لاتیجید لامعا
یم دوش لدبم یاه گولانآ هب لاتیجید ینتبم
رب بیش
هناگود رد نیمه هورگ رار دنراد رد. نیا لدبم یاه گولانآ هب لاتیجید یدبت
ژاتلو هب لانگیس ینامز
بجوم آاب نتفر
نشولوزر هارمه
اب فرفم ناوت نییاپ دهاوخ دش [ 19 ]
لکش 2 - 6 : کولب مارگاید لدبم گولانآ هب لاتیجید ینتبم رب بیش هناگود [ 19 ]
نیا لدبم زا لارگتنا کی
،ریگ هسیاقم
،هدننک هدنرامش هک )
رد اجنیا نامه لدبم نامز لاتیجید هب بوسحم
یم ( دوش
و کی دحاو لرتنک هدننک یکشت هدش تسا رد . زاغآ ره یدبت لارگتنا ریگ اب هیلخت نزاخ ندش C1
طسوت دیلک S2
رفص یم دوش سپس ژاتلو دروم هزادنا یریگ ( Vin
) رد تدم نامز تباث T1
، طسوت دیلک S1
هب لارگتنا ریگ لامعا یم دوش .
رد نایاپ لارگتنا
،یریگ ژاتلو یجورخ (ریگلارگتنا
VX
هطبار اب ) 2
- 1 هب تسد یم دیآ :
( 1-2 )
1
1
1 1 1 1
0 T
1
x in in
v V dt T V
R C R C
رد هلحرم دعب نزاخ C1
اب فتم ندش دیلک S1
هب Vref
هیلخت یم . دوش نیا نامز ینعی (
T2
هطبار زا ) 2
- 2 هب تسد
یم دیآ روطنامه هک
،تسا خشم نامز
T2
بسانتم اب
Vin
یم دشاب هدنرامش هک
رد نیا رادم شقن لدبم نامز هب
لاتیجید ار
رب نامز دراد هدهع
T2
ار هب تروص کی ددع یرنیاب هب یجورخ لامعا یم دنک
( 2-2 )
2 1
in in
clk
ref LSB
V V
T T T
V V
کش 2 - 7 رادومن ینامز ژاتلو یجورخ ریگلارگتنا
ار یارب ود یدورو توافتم ناشن یم دهد روطنامه. هک
رد کش ریز
هدهاشم یم دوش نامز T1
تباث
، اما نامز T2
بسانتم اب
یدورو یم دشاب
لکش 2 - 7 : رادومن ینامز ژاتلو یجورخ ریگلارگتنا [
19 ]
14
یربراک یارب آاب ت د اب لاتیجید هب نامز لدبم هزادنا هدودحم هب زاین یاه
عیسو یریگ
6-2 - تایصوصخ و
یاهرایعم مهم
لدبم نامز هب لاتیجید
رد یحارح کی
TDC ییاهرتماراپ دننام
ت د نشولوزر ای
، خرن یدبت
، فرفم ناوت
،مک هدودحم هزادنا
یریگ ای
جنر شهاک .یکیمانید هشارت تحاسم
یم رار هجوت دروم تسا نیا دوش هجوت دیاب نادب نایم نیا رد هک یا هتکن دریگ
،هک رد بلغا یحارح اه دوبهب کی ای دنچ رتماراپ هب رجنم ،رظن دروم هب
رتدب ندش یاهرتماراپ رگید
یم هب هجوت اب دوش
هک تفرگ رظن رد دیاب ار نیا ،هتکن نیا دوبهب
اهرتماراپ دیاب
اب هجوت هب دربراک رظندروم تروص
دریگ هب هنومن ناونع هب
یم زین رتدب و هتفرگ رار عاعشلا تحت یرگید رتماراپ ،اهرتماراپ زا یکی دوبهب اب هک ییاهشور زا دروم دنچ دوش
نیب
لانگیس یاه ،یدورو فلاتخا ینامز یم دناوت هب تروص
،گولانآ لاتیجید و
ای یبیکرت زا ود نیا هزادنا یریگ دوش شور
گولانآ آومعم رب ساسا هزادنا یریگ تارییغت ژاتلو
رد نزاخ تسا ییاه هک
هب هلیسو کی عبنم نایرج تباث رد هلصاف
ینامز نیب یاهلانگیس
Start
و ژراشStop
و ژراشد ای یم
دنوش
ت د شور یدبت گولانآ رایسب بسانم تسا یلو زا یرادیاپ و یطخ یزاس رادروخرب یفیعض تسا
،نیاربانب رد
نیا
شور جنر هزادنا آومعم یریگ هاتوک
تسا شور لاتیجید رب
کی ساسا سلاپ
تعاس عجرم دیلوت هدش طسوت کی
ناسون رگ تسا هک یارب شرامش دروم
هدافتسا یم رار دریگ اجنیا رد جنر
هزادنا یریگ یعیسو
،تسا اما ت د نآ هب
هلیسو ±1 ی هرود تعاس سلاپ دودحم
یم . دوش رد نیا اج یم ناوت اب هب یریگراک سناکرف
تعاس سلاپ رتآاب
هب
نشولوزر یرتآاب
،تفای تسد اما
نیا رما رجنم هب فرفم ناوت آاب یم ددرگ [ 20 روطنامه ] هک
هتفگ دش ای نشولوزر
،ت د هدودحم هزادنا
یریگ جنر ای
،یکیمانید تعرس و نامز
، یدبت یطخ ندوب و ناوت یفرفم زا یبایزرا یاهرتماراپ
کی لدبم نامز هب لاتیجید دنتسه
* رد نیا یدادعت شخب زا
اهنآ هدروآ هدش و یسررب یم دنوش :
2 - 6 - 1 - نشولوزر رتماراپ
12
نشولوزر ینامز
کی رایعم مهم شجنس و یبایزرا یارب
TDC تسا هک ادح نامز با هزادنا یریگ ار خشم
یم دنک رتماراپ نشولوزر رد
لدبم یاه نامز هب لاتیجید یم
ناوت د روطب یساسا هلیسوب فرحرب ندومن یاطخ هدنامی اب
هک هدنرامش طسوت
کی لدبم نامز هب لاتیجید اب
نشولوزر هکfine
رب ساسا ریخات تیگ مع یم یم دوبهب دنک دبای
کی نشولوزر لدبم
ار rاب
13ای ناشنLSBT
یم دنهد نشولوزر ای
ت د کی لدبم نامز هب
،لاتیجید ربارب
تسا اب نامز
12 Resolution
13 Least Significant Byte
رظانتم اب مک تیمها نیرت تیب نآ لدبم نازیم نشولوزر کی
لدبم هب تدش عبات یژولونکت تخاس
نآ یم [ دشاب 21 .]
کش 2 - 8 یلک موهفم نشولوزر
ار ناشن یم دهد
لکش 2 - 8 : نشولوزر یلک موهفم [
21 ]
اب هجوت هب کش هچره نشولوزر ای
ت د شیازفا ادیپ یم دنک کش یجورخ هب
یدورو کش رتکیدزن
تسا . رد
لدبم یاه نامز هب لاتیجید زین
هچره ت د لدبم رتشیب دشاب ددع لاتیجید یجورخ
تاییزج یرتشیب
زا نامز گولانآ
یدورو ار هب ام یم دهد .
2 - 6 - 2 - یفرصم ناوت رتماراپ
14
یکی رگید زا هفخشم مهم
ره
،یرادم نازیم ناوت یفرفم نآ یم هزورما دشاب ناوت
یفرفم رد یاهرادم لاتیجید
یکی زا مهم نیرت یاهرتماراپ یحارح
بوسحم یم
ناوت دوش هب یفرفم
یناوت قلاحا یم دوش هک ردTDC
لوح دنیارف
یدبت دوخ فرفم یم دنک هک تسا ییاهرتماراپ زا یکی لاتیجید هب نامز یاه لدبم رد یفرفم ناوت یاهرتماراپ ریاس اب
بایزرا هب دراد گنتاگنت هطبار لدبم ی یروح
یفرفم ناوت یور رب میقتسم ریغ ای میقتسم رییغت ،اهرتماراپ ریاس رد رییغت هک
رد لاثم ناونع هب تشاذگ دهاوخ لدبم
یاه نامز هب لاتیجید اب
کی راتخاس تباث اب شیازفا جنر
،یکیمانید ناوت
یفرفم دایز یم دوش شهاک. ناوت هاگتسد یفرفم هولاع
رب رمع رتشیب یرحاب ثعاب رتآاب نتفر تیلبا نانیمحا رادم
هب
یلد راک رد یامد نییاپ رت و شیازفا نینزمه رمع
تاعط دهاوخ .دش رد یفرفم ناوت ینعی رتماراپ نیا لدبم
یاه نامز
لاتیجید هب تیمها زئاح رایسب رکذلا قوف دراوم هب هجوت اب زین اه
یم نینزمه دشاب شهاک
ناوت یفرفم اهلدبم زا رگید
یاهیگژیو مهم
تفرشیپ یژولونکت
و شهاک عبنم هیذغت تسا یارب. هب تسد ندروآ رادقم ناوت یفرفم لدبم نامز هب
لاتیجید ناوت
یفرفم لدبم ار هب یازا نامز فلتخم یاه یدورو
هبساحم یم
مینک و رادقم نیگنایم نآ
ار هب ناونع
ناوت یفرفم رادم شرازگ یم مینک .
14 Power
16
یربراک یارب آاب ت د اب لاتیجید هب نامز لدبم هزادنا هدودحم هب زاین یاه
عیسو یریگ
7-2 - عاونا یفرعم(قیقحت هنیشیپ
لدبم یاه نامز هب )فلتخم عجارم لاتیجید
2 - 7 - 1 - لدبم نامز هب لاتیجید رب
هیاپ هدنرامش
15
نیا راتخاس هداس نیرت راتخاس لدبم نامز هب لاتیجید هدوب
و رد کش 2 - 9 ناشن هداد هدش تسا :
لکش 2 - 9 : راتخاس لدبم نامز هب لاتیجید اب هدافتسا زا کی هدنرامش [ 22 ]
نیرت هداس یشور
هک یارب هزادنا یریگ نامز هب نهذ دسر یم هدافتسا
زا هدنرامش
؛تسا هب نیا تروص اب هک ارف
ندیسر لانگیس
Start
کی هدنرامش عورش
هب شرامش یم
دنک و اب ارف ندیسر لانگیس هبStop
نایاپ شرامش یم
. دبای
دادعت شرامش اب
هجوت هب کلاک
،هدنرامش هلصاف
ی نیب ود لانگیس ار
خشم یم
دنک یلصا کشم. رد
نیا شور
تیدودحم ت د
هزادنا یریگ تسا اریز ناکما تخاس هدنرامش یاه اب هرود ی کلاک رد هبترم ی وکیپ هیناث هب دوجو درادن
و هب نیمه یلد لدبم یاه ینتبم رب هدنرامش زا
کیکفت یریذپ یبوخ
؛دنتسین رادروخرب هب
نایب رگید نیا اهلدبم ردا
هب هزادنا یریگ هلصاف یاه ینامز مک دنتسین زا.
نیا اهلدبم
ًآومعم رد رانک لدبم یاه رگید یارب شیازفا هدودحم ی
یدورو هدافتسا یم
؛دننک هب نیا تروص رد هک هلحرم ی لوا هک تیب یاه رپ شزرا هبساحم یم
دنوش و کیکفت یرتمک
دروم زاین
،تسا زا هدنرامش هدافتسا
یم
؛دوش و یارب هبساحم ی تیب یاه مک شزرا هک کیکفت یرتشیب زاین
،دنراد زا
شور یاه یدبت نامز رگید کمک هتفرگ یم دوش .
رد ینامز هلصاف ،لدبم نیا نیبΔT
هبل یاه هدنورآاب کی
سلاپ
Start
و کی سلاپ طسوتStop
کی هک هدنرامش
اب سلاپ تعاس
16عجرم سناکرف آاب
مع یم
،دنک هزادنا یریگ یم .دوش تیگ نانیمحا AND
یم هدنرامش هک دهد
طقف هکینامز لانگیس یاه
Start
و زاStop
رظن یقطنم توافتم دنتسه لاعف دوش نشولوزر. نیا
طسوت لدبم تعرس
Title and Author: High Precision Time to Digital Converter for Applications Requiring a Wide Measurement Range/ Naghi Amini
15 Counter
16 Refrence Clock
Supervisor: Javad.Javidan Graduation date: 2/18/2020 Number of pages: 62 Abstract
Research Aim: In recent years, the development of electronic equipment, digital signal processing, has led to major changes in these sciences. These changes include the introduction of digital technology and the emergence of some essential converters, such as analog to digital converters, time to domain converters, and so on. One of the most useful converters is Time to Digital Converter (TDC). TDC circuits are among the most widely used circuits for use in electronic designs, scientific applications, such as high-energy physics events, nuclear tests and space study equipment, instrumentation systems such as ultrasonic meters and Integrated particle identification and the like are used. The overall goals of this dissertation are to design a time-to-digital converter with essential indicators such as increased measurement accuracy, resolution, and reduced power consumption, reference voltage, and energy losses.
Research method: In this thesis, a TDC with a dynamic range of 208 ns is designed. The chips are in a process of CMOS 0.18.The proposed TDCis based on the oscillator structure and the Six-stage delay line with the DLL calibration, and all of the proposed digital and DRO structures have been used to achieve high resolution and high detection range. To design this TDC, a digital circular oscillator with a pulse count counter and a delay line is used to calculate the least valuable digital code.
Findings: To increase the resolution, two gate paths with coarse and fine resolutions as well as a coarse resolution detector and a delay line register for fine resolution have been used. In addition, by reducing the number of classes and the number of DFF transistors in the proposed method, the power consumption and reference voltage are reduced and the amount of steady power loss is reduced to 0.3 mW and the dynamic power loss is reduced to 1.08 mW. Also, due to the increased sampling speed and reduced conversion time, it also covers higher frequency measurements for use in wide metering applications.
Conclusion: All simulations are performed under ADS software. The results of the simulations are analyzed and compared with the results of other references, especially the one that used the Nutt interpolation method. The comparison of the results clearly illustrates the efficiency and effectiveness of the method presented in this thesis.
Keywords: Time to Digital Converter (TDC), Resolution, Delay Line, Circular Oscillator
University of Mohaghegh Ardabili Faculty of Engineering
18
یربراک یارب آاب ت د اب لاتیجید هب نامز لدبم هزادنا هدودحم هب زاین یاه
عیسو یریگ
Department of Electrical and computer
Thesis submitted in partial fulfillment for the degree of M.Sc. in Electrical Engineering
High Precision Time to Digital Converter for Applications Requiring a Wide Measurement Range
By:
Naghi Amini
Supervisor:
Javad Javidan (Associate Prof)
Advisor:
Feb 2020