طراحی مبدل زمان به دیجیتال با قابلیت تفکیک بالا مبتنی بر ورنیر موازی با ساختار حلقوی

شناسنامه علمی شماره

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق - دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

در این مقاله یک مبدل زمان به دیجیتال مبتنی بر ورنیر موازی با ساختار نوسان‌ساز حلقوی ارائه شده است. المان‌های تأخیر به‌صورت موازی در دو نوسان‌ساز حلقوی با فرکانس متفاوت قرار داده شده‌اند. تفاوت تأخیر طبقات مبدل زمان به دیجیتال به‌دلیل استفاده از المان‌های تأخیر موازی می‌تواند کمتر از تأخیر یک معکوس‌کننده باشد. در مبدل زمان به دیجیتال پیشنهادی با استفاده هم‌زمان از المان‌های تأخیر موازی و روش ورنیر می‌توان به قابلیت‌تفکیک بالایی دست یافت. برای کاهش توان مصرفی از روش مسدودکردن سیگنال استفاده شده است. در این روش زمانی که سیگنال پس‌فاز به سیگنال پیش‌فاز برسد، با مشخص‌شدن کد دیجیتال خروجی، سیگنال کنترلی فعال شده و نوسانات دو نوسان‌ساز حلقوی متوقف می‌گردد، درنتیجه باعث جلوگیری از اتلاف توان مصرفی می‌شود. نمونه 6 بیتی از مبدل زمان به دیجیتال پیشنهادی در تکنولوژی 65 نانومتر سیماس استاندارد شبیه‌سازی شده و قابلیت‌تفکیک ps1، در ولتاژ تغذیه V1، متوسط توان مصرفی uW382، مساحت تراشه um22269 و نرخ نمونه‌برداری Ms/s600 به‌دست‌آمده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A High Resolution, Time-to-Digital Converter Design Based on Parallel Vernier Ring

نویسندگان [English]

  • S. Dolatabadi
  • M. Saneei
Faculty of Electrical Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

In this paper a time-to-digital converter, based on parallel vernier ring oscillator is presented. The delay elements have been applied in parallel form to two ring oscillators with different frequencies. The delay difference of the time-to-digital converter stages’ can be less than an inverter delay’ because of using parallel elements. simultaneous use of parallel delay elements and vernier method, The proposed time-to-digital converter can be achieved high resolution. The signal gating method is used to reduce power consumption. In this method, when the lag signal reaches the lead one, by determining the digital output code, the control signal is activated and stops the fluctuations in two ring oscillators, thus it prevents power dissipation. A typical 6 bit time-to-digital converter with the proposed method is simulated in 65nm standard CMOS technology. 1ps resolution, 382uW average power consumption, 2269um2 chip area and 600Ms/s sampling rate is obtained under 1V power supply.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Resolution
  • time-to-digital converter
  • power reduction
  • parallel vernier
  • signal gating