(2)量程2

为进行大量程时间测量,芯片引入了一个16位的predivider。该模式下芯片只有通道1可用;正常精度模式下允许4个脉冲输入;STOP信号之间不能相互比较,仅STOP与STSRT信号可进行比较;最大量程60ns~200ms。图4给出了量程2的测量时序。

原理如下:输入START信号,芯片内部迅速测量出这个信号与下一个校准时钟上升测的时差,记为tFC1。之后,计数器开始工作,得到此predivider的工作周期数,记为period。这进,重新激活芯片内部测量单元,测量出输入的STOP信号的第一个脉冲上升沿与下一个校准时钟上升沿的时差,记为tFC2。TFC3是STOP信号的第二个脉冲上升沿与校准时钟上升沿的时差,tCall是一个校准时钟周期,tCal2是两个校准时钟周期。根据图4可以得出START信号与STOP信号第一个脉冲的时间间隔为

time=period×[cc+(tFC1-tPC2)/(tCal2-tCal1)

cc表示predivider的计数值。

(3)精度可调整模式

TDC芯片另一个重要特征是器件引入了精度调整模式。在此模式下,两通道数值会非常精确。校准环路由外部时钟引入作为参考。我们可以通过对芯片内部寄存器的设置工作于此模式,因此,结果的精度取决于程序中的设置。精度可调整模式不需要START信号,因此最多只能通过通道1和通道2共引入8个STOP输入。此时,任意两个STOP信号均可以进行比较,量程为3ns~3.8μs。工作于精度可调整模式,芯片耗电量比较大,大约为25mA。图5给出了精度可调整模式的测试时序。