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摘要
本文基于时间放大技术设计了一种两步式的时间数字转换器(TDC),可应用于高精度的飞行测量领域。本设计采用SMIC 55 nm CMOS工艺，采用环形延时TDC作为粗量化电路，采用游标式TDC作为细量化电路。游标式TDC的精度受到延时失配限制，导致在设计时难以突破更高精度的要求。时间放大器通过放大粗量化产生的时间余量，并继续进行第二次细量化，降低了细量化电路的设计难度。针对传统时间放大器输入范围有限以及放大精确度不足的弊端，提出一种新的时间放大器结构，具有精确放大宽范围输入时间间隔的能力。仿真结果表明，采用该种时间放大器的TDC可实现的分辨率为3.7 ps,测量范围为80 ns,微分非线性(DNL)为0.73 LSB,积分非线性(INL)为0.95 LSB,该设计能够在高线性度下更好地兼顾TDC的分辨率与测量范围。
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