[发明专利]一种时间数字转换器及其误差校准装置与方法

摘要

本发明属于时间测量技术领域，提供了一种时间数字转换器及其误差校准装置与方法。本发明通过采用包括采样控制模块、统计模块及时间间隔校准模块的误差校准装置，在校准模式下，由时间数字转换模块在采样控制模块的控制下输出多个校准采样值至统计模块，由采样控制模块输出采样总次数至统计模块；由统计模块根据多个校准采样值和采样总次数，对时间数字转换模块中的每个延迟单元的延迟时间进行误差校准，以使时间间隔校准模块在测量模式下，根据采样值和校准数据计算待测时间间隔值，从而提高了时间数字转换器的测量精度，解决了现有的时间数字转换器所存在的因每个延迟单元的延迟时间和触发器的响应速度存在区别而导致的测量精度低的问题。

主权项

1.一种时间数字转换器的误差校准装置，其特征在于，所述误差校准装置与所述时间数字转换器中的时间数字转换模块连接，所述误差校准装置包括：采样控制模块、统计模块及时间间隔校准模块；所述采样控制模块与所述时间数字转换模块和所述统计模块连接，所述统计模块与所述时间数字转换模块和所述时间间隔校准模块连接，所述时间间隔校准模块还与所述时间数字转换模块连接；在校准模式下，所述时间数字转换模块接收校准信号，并将所述校准信号对应的起始脉冲信号在其多个延迟单元中进行循环延迟；所述采样控制模块控制所述校准信号对应的停止脉冲信号对延迟后的所述校准信号对应的起始脉冲信号进行多次采样，以使所述时间数字转换模块输出多个校准采样值至所述统计模块，同时，所述采样控制模块输出采样总次数至所述统计模块；所述统计模块根据所述多个校准采样值与所述采样总次数，对所述时间数字转换模块中的每个延迟单元的延迟时间进行误差校准，并输出校准数据；在测量模式下，所述时间数字转换模块根据待测时间间隔对应的起始脉冲信号和停止脉冲信号输出与所述待测时间间隔对应的采样值；所述时间间隔校准模块根据所述待测时间间隔对应的采样值和所述校准数据，计算待测时间间隔值；具体的，所述统计模块根据所述多个校准采样值，统计多次采样中所述校准信号对应的起始脉冲信号传输到每个延迟单元的次数，并根据公式计算所述时间数字转换模块中的每个延迟单元的实际延迟时间；其中，Ti为第i个延迟单元的实际延迟时间，Ni为多次采样中所述校准信号对应的起始脉冲信号传输到第i个延迟单元的次数，N为采样总次数，k为所述时间数字转换模块中的延迟单元的个数，t1为每个延迟单元的理论延迟时间；所述时间间隔校准模块根据公式计算所述待测时间间隔值；其中，T为待测时间间隔值，j为与所述待测时间间隔对应的采样值，Ti为第i个延迟单元的实际延迟时间。