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。