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Updated: Jan 28, 2026

Fabrication and Testing of Photonic Thermometers
Published on: October 24, 2018
无气泡温度计代码的交叉检测和基于FPGA的高精度和高精度时间到数字转换器的双面监控
Daehee Lee1, Minseok Yi1, Sun Il Kwon1
1Department of Biomedical Engineering of the University of California Davis, Davis, 95616, CA, USA.
本研究介绍了一种基于FPGA的新型时间到数字转换器 (TDC),使用交叉检测和双侧监控来实现高分辨率的定时. 新架构显著提高了精确计时测量的精度和稳定性.
科学领域:
- 数字电子产品数字电子产品
- 仪器化 仪器化 仪器化
- 基于FPGA的系统
背景情况:
- 时间到数字转换器 (TDC) 在高分辨率计时应用中至关重要.
- 由于时间不准确和环境变化,传统的TDC在准确性方面面临限制.
- 现有的架构通常需要大量的资源,并表现出非线性.
研究的目的:
- 开发一种基于FPGA的新型TDC架构,以提高定时分辨率和稳定性.
- 引入创新的交叉检测 (CD) 和双边监控 (DSM) 技术,以减轻TDC的不准确性.
- 提供一个资源高效的TDC设计,适合苛刻的计时应用.
主要方法:
- 在Xilinx Virtex-7 FPGA上实现了一个新的TDC架构.
- 使用交叉检测 (CD) 方法来最大限度地减少温度计代码中的气泡,减少平均容器大小.
- 采用双面监控 (DSM) 来捕获传播开始 (SOP) 和传播结束 (EOP) 代码进行校准.
主要成果:
- 实现了5.6 ps的平均垃圾箱大小和6.4 ps的RMS垃圾箱分布.
- 证明了DNL范围为[-0.9,2.7] LSB和INL范围为[-2.1,8.1] LSB的优越线性.
- 成功测量了光倍增管的超高定时分辨率 (83 ± 3.5 ps FWHM),可与高精度振荡器相美.
结论:
- 拟议的CD-DSM TDC架构与最先进的TDC相比,提供了更高的性能.
- 这些新技术显著提高了定时分辨率,线性和稳定性.
- 这种基于FPGA的TDC是需要精度和效率的高分辨率计时应用程序的可行解决方案.
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