高精度时间测量电路与实现

出了进行充放电的波形。这种方法要求用于充电的恒流源I1远大于用于放电的恒流源I2，假定I1与I2的比值为K。可以看出：

Tr/T = (I1-I2)/I2 = K-1

所以被测量时间段的放大倍数是由I1与I2的比值K决定的。这种测量方法的分辨率由充放电恒流源的精度、电流大小的比值和用于放电结束判断的电压比较器精度共同决定。

另一种测量方法是在被测时间段内完成电容充电后，直接使用ADC对电容上的电压值进行转换，根据转换结果即可计算出充电的时间。它的原理如图4所示。与前面通过放电实现时间放大的方法相比，这种方法可以完成更高速的测量。它的测量精度由充电恒流源和ADC的精度决定。

　　其他类型的时间测量

在时间测量中还有一些其他的电路形式。例如，文献[6]采用了时间间隔放大电路来完成时间的放大，从而实现精确时间测量。这种时间放大电路形式如图5所示。通过它的放大可以把一个微小的时间间隔信号放大成一个比较容易测量的信号，从而可以提高测量的精度。按照[6]中的介绍，它具有类似普通放大器对电压的放大功能，可以实现对时间间隔的放大。

　　结语

本文讨论了高精度时间测量电路TDC的原理和实现技术，在实际电路设计中上述各种方法常常是结合使用的，目前可以实现ps级的时间测量，可以根据应用场合的不同需要采用不同的形式来满足测量的要求。随着仪器仪表的更新和电子技术的发展，TDC电路也在不断开发新的应用领域，并将得到更广泛的应用。