Convertidor de tiempo a digital


En la instrumentación electrónica y el procesamiento de señales , un convertidor de tiempo a digital ( TDC ) es un dispositivo para reconocer eventos y proporcionar una representación digital de la hora en que ocurrieron. Por ejemplo, un TDC puede generar la hora de llegada de cada pulso entrante. Algunas aplicaciones desean medir el intervalo de tiempo entre dos eventos en lugar de una noción de tiempo absoluto.

En electrónica , los convertidores de tiempo a digital (TDC) o los digitalizadores de tiempo son dispositivos que se utilizan comúnmente para medir un intervalo de tiempo y convertirlo en una salida digital (binaria). En algunos casos [1] los TDC de interpolación también se denominan contadores de tiempo (TC).

Los TDC se utilizan para determinar el intervalo de tiempo entre dos pulsos de señal (conocido como pulso de inicio y parada). La medición se inicia y se detiene cuando el flanco ascendente o descendente de un pulso de señal cruza un umbral establecido. Este patrón se ve en muchos experimentos físicos, como las mediciones del tiempo de vuelo y de la vida útil en física atómica y de alta energía , experimentos que involucran alcance láser e investigación electrónica que involucra la prueba de circuitos integrados y transferencia de datos a alta velocidad. [1]

Los TDC se utilizan en aplicaciones donde los eventos de medición ocurren con poca frecuencia, como los experimentos de física de alta energía , donde la gran cantidad de canales de datos en la mayoría de los detectores asegura que cada canal se excitará con poca frecuencia por partículas como electrones, fotones e iones.

En su implementación más simple, un TDC es simplemente un contador de alta frecuencia que incrementa cada ciclo de reloj. El contenido actual del contador representa la hora actual. Cuando ocurre un evento, el valor del contador se captura en un registro de salida.

En ese enfoque, la medición es un número entero de ciclos de reloj, por lo que la medición se cuantifica a un período de reloj. Para obtener una resolución más fina, se necesita un reloj más rápido. La precisión de la medición depende de la estabilidad de la frecuencia del reloj.


Un oscilador de onda viajera CMOS (rotatorio) o una línea de retardo o un amplificador distribuido funciona a una frecuencia compatible con flip-flop, pero tiene bordes más nítidos y resolución de sub-borde
Esquema del método de conteo aproximado en TDC: muestra las medidas de T en varias relaciones con los pulsos del reloj.
diagrama de circuito de una línea de retardo con derivaciones
Bosquejo del método de interpolación de Nutt
Similitud entre un TDC (abajo) y un generador de retardo (arriba, pero necesita abajo para disparar). La luz estroboscópica está activada por el oscilador para evitar una carrera con el bit de transporte.