ACAM TDC-GP22
DC-GP22：通用时间数字转换器 (TDC)
TDC-GP22 时间数字转换器是需要低成本、高分辨率和极低电流消耗的消费类和工业应用的完美解决方案。低成本测距仪、磁致伸缩传感器和自动测试设备等应用只是可以利用该技术的应用的一个示例。
凭借 22ps 的单次分辨率和 4 ms 的测量范围，TDC-GP22 具有适用于许多需要精确测量的应用的分辨率和定时范围，同时仍然是低成本部件。
在测量模式 1 中，芯片最多可测量每个通道 4 个事件（命中），通道之间的时间差至少为零纳秒。在测量模式 2 下，TDC-GP22 芯片最多可以测量 3 个事件（命中）。
与所有艾迈斯半导体的 TDC 一样，TDC-GP22 具有低电流消耗，非常适合电池供电应用。
主要特点：
一般特征
4线SPI接口
最大 1 MHz 连续数据速率
I/O 电压 2.5 V 至 3.6 V
内核电压 2.5 V 至 3.6 V
温度范围 - 40 °C 至 +125 °C
QFN 32 封装
电路特点
测量模式 1
2 通道与典型。90 ps 分辨率
1 通道双分辨率 类型. 45 秒
范围 3.5 ns (0 ns) 至 2.5 μs
20 ns 脉冲对分辨率，4 倍多重命中
在测量模式 1 中每秒高达 100 万次测量
测量模式2
1 通道，典型值。90 ps 分辨率
45 ps 双分辨率模式，22 ps 分辨率四分辨率模式
测量范围 500 ns 至 4 ms
自动处理所有 3 个数据的 3 倍多重命中能力
温度测量单元
斩波稳定低偏移比较器，可编程，±35 mV
第一波 检测：偏移后自动置零 第一的 波，命中选择相对于 第一的 海浪
用于信号监测和气泡检测的第一波脉宽测量
用于输入选择的集成模拟开关
外部电路减少到2个电阻和2个电容
特殊功能
火脉冲发生器，最多 127 个脉冲
触发上升沿和/或下降沿
通过开窗使能精确停止
低功耗 32 kHz 振荡器 (500 nA)
时钟校准单元
7x32 位 EEPROM
模拟输入电路
DC-GP22 规格
分辨率
类型 90 ps，双分辨率模式下为 45 ps，四分辨率模式下为 22 ps（仅测量模式 2）
其他规格
最大数据速率： 每秒高达 ? 百万个样本
电源电压： 2.5V 至 3.6V
工作温度： -40°C 至 125°C
静态电流： < 0.1μA
国际： < 0.1 LSB
DNL： < 0.8 LSB
客户特定的集成 TDC
采用纯数字电路设计，可以轻松构建标准产品的性能特点，改进具体的技术数据。因此，艾迈斯半导体（前身为 acam）开发了优化的 TDC，可满足客户的特定测量要求。
附加测量模式
用于片上数据处理的附加数学运算（例如，专注于低功耗的高性能 32 个浮点单元）
内存（FIFO、EEPROM...）
各种接口
μC 内核
艾迈斯半导体（前身为 acam）积累的丰富经验确保能够在单个电路上集成所有必要的功能，从而提供片上系统解决方案。
实现示例
TDC-S1 是标准偏差为 25ps 的 TDC，用于为 ISS（国际空间站）供电的 ATV（自动运输车）。由于该 TDC 是在抗辐射工艺中实现的，因此高分辨率更加令人印象深刻。
DFA1 用于检测螺旋桨仪表旋转的集成电路，具有极低的电流消耗 (<2uA) - 无接触、无磁性和无反馈。
客户特定的系统
在 ATMD 系统的基础上，我们还开发了完整的解决方案和附加模块以适应您的应用。
以为 RoentDek 开发的 AM-HM1 直方图模块为例。这是一个独立的基于 PC 的 4 通道 TDC，具有 32MB 直方图内存，用于快速读取 RoentDek 开发的延迟线检测器。如需更多信息，请联系RoentDek。
另一个例子是 GPTA (Gesellschaft für physikalisch-technische Anwendungen) 提供的飞行时间模块。该模块的主要特点是几乎无死区时间操作、1 通道模式下的 5 ns 多重死区时间、(60±5) ps 最大分辨率、多卡符合测量输入。
TDC 测量方法
集成数字时间到数字转换器
数字延迟时间 TDC 是用于高精度时间间隔测量的集成电路，无需任何模拟元件即可实现。由于多年来半导体技术的创新，它们成为现实。它们使用简单逻辑门（即反相器）的传播延迟来对时间间隔进行精细量化。由于信号速度的巨大成就，特别是在 CMOS 领域，实现
此类 TDC 采用标准 CMOS 技术，分辨率在皮秒范围内。如今，我们可以将系统解决方案集成到一个高效、省电、节省空间且价格低廉的单芯片中。
数字 TDC 可以分为两组：
绝对延迟时间 TDC
相对延迟时间 TDC
这种类型的 TDC 使用信号的绝对传播时间通过简单的逻辑元素对时间间隔进行精细量化。（见下图）
换句话说，它决定了测量的时间间隔包含多少个逆变器周期。该图显示了操作原理。芯片上巧妙的电路设置、冗余元件和特殊的布局方法能够精确重建基本时间间隔的数量。分辨率严格取决于芯片中的基本延迟时间。14 -100 ps 范围内的分辨率可以通过测量核心的简单设置和使用最先进的 CMOS 工艺来实现。传播延迟本身取决于温度和电源电压。因此必须校准测量值。这是通过测量参考振荡器的一个和两个周期来完成的。理想情况下，此测量和以下计算由 TDC 本身完成。
绝对延迟时间 TDC 具有以下优点：
逆变器的延迟时间可以通过使用相位控制环 (PLL) 进行精确调整和稳定。它与电源电压和温度无关。
良好的脉冲对分辨率
多击能力
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