本發(fā)明屬于時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其誤差校準(zhǔn)裝置與方法。

背景技術(shù)：

時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC，time to digital converter)技術(shù)本質(zhì)上是要解決超短時(shí)間間隔的測(cè)量問(wèn)題。其歷史要追溯到高能物理的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于元素粒子的探詢(xún)需要強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)裝備，在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)間測(cè)量占據(jù)了相當(dāng)重要的一部分。目前，在醫(yī)學(xué)影像儀表、激光測(cè)距儀、超聲波流量計(jì)、超聲波密度儀、超聲波厚度儀、磁滯伸縮定位，以及傳感器應(yīng)用中物理量(如電容、電阻、重量、密度、壓力等)轉(zhuǎn)化成頻率和相位差后的測(cè)量等方面，TDC都有很好的應(yīng)用前景。

TDC技術(shù)是建立在R.Nutt在1968年提出的延遲線結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的，采用這種技術(shù)的計(jì)時(shí)器也通常被成為Nutt結(jié)構(gòu)計(jì)時(shí)器。在早期，用同軸線來(lái)實(shí)現(xiàn)延遲線，但是為了實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，需要數(shù)目眾多的接頭，因而電路龐大，使得這種技術(shù)在當(dāng)時(shí)無(wú)法推廣。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的發(fā)展，這種方法被移植到集成電路上后，才得到迅速的推廣。

基于Nutt結(jié)構(gòu)的TDC技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以數(shù)字電路為核心，便于專(zhuān)用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)上的系統(tǒng)級(jí)芯片(System on Chip，SOC)集成。但是在實(shí)際電路中，由于版圖的區(qū)別以及溫度電壓的不同，TDC會(huì)存在增益(Gain)誤差和失調(diào)(Offset)誤差。其中，Offset誤差是由起始脈沖信號(hào)和停止脈沖信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間引起的，該誤差容易導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間值和真實(shí)時(shí)間值發(fā)生偏移，進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果的精確度；Gain誤差主要由延時(shí)單元和采樣電路的溫度和電壓引起的，即在不同環(huán)境下延時(shí)單元延時(shí)變化，反映到測(cè)量時(shí)間和真實(shí)時(shí)間的比例不為1，進(jìn)而使得測(cè)量時(shí)間值與真實(shí)時(shí)間值之間存在誤差，影響測(cè)量結(jié)果的精確度。

綜上所述，現(xiàn)有的TDC存在因Gain誤差和Offset誤差導(dǎo)致的測(cè)量精度低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其誤差校準(zhǔn)裝置與方法，旨在解決現(xiàn)有的TDC存在因Gain誤差和Offset誤差導(dǎo)致的測(cè)量精度低的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差校準(zhǔn)裝置，用于對(duì)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行誤差校準(zhǔn)，所述誤差校準(zhǔn)裝置包括：

控制模塊、存儲(chǔ)模塊、計(jì)算模塊以及校準(zhǔn)模塊；

所述控制模塊與所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及存儲(chǔ)模塊連接，所述存儲(chǔ)模塊與所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器及所述計(jì)算模塊連接，所述計(jì)算模塊與所述校準(zhǔn)模塊連接，所述校準(zhǔn)模塊與所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接；

所述控制模塊接收外部的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，并在所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第一上升沿時(shí)輸出起始脈沖信號(hào)至所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第二上升沿時(shí)輸出第一停止脈沖信號(hào)至所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以及在所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第三上升沿時(shí)輸出第二停止信號(hào)至所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器；所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述起始脈沖信號(hào)與所述第一停止脈沖信號(hào)輸出第一時(shí)間測(cè)量值至所述存儲(chǔ)模塊，并根據(jù)所述起始脈沖信號(hào)與所述第二停止脈沖信號(hào)輸出第二時(shí)間測(cè)量值至所述存儲(chǔ)模塊；所述控制模塊控制所述存儲(chǔ)模塊對(duì)所述第一時(shí)間測(cè)量值與所述第二時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行存儲(chǔ)；所述計(jì)算模塊根據(jù)所述第一時(shí)間測(cè)量值與所述第二時(shí)間測(cè)量值計(jì)算出所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的增益誤差與失調(diào)誤差，并將所述增益誤差與失調(diào)誤差發(fā)送至所述校準(zhǔn)模塊；所述校準(zhǔn)模塊根據(jù)所述增益誤差與所述失調(diào)誤差對(duì)所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行誤差校準(zhǔn)。

本發(fā)明的另一目的還在于提供一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括上述的誤差校準(zhǔn)裝置。

本發(fā)明的又一目的還在于提供一種基于上述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差校準(zhǔn)裝置的誤差校準(zhǔn)方法，所述誤差校準(zhǔn)方法包括以下步驟：

所述控制模塊接收外部的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，并在所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第一上升沿時(shí)輸出起始脈沖信號(hào)至所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第二上升沿時(shí)輸出第一停止脈沖信號(hào)至所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以及在所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第三上升沿時(shí)輸出第二停止脈沖信號(hào)至所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器；

所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述起始脈沖信號(hào)與所述第一停止脈沖信號(hào)輸出第一時(shí)間測(cè)量值至所述存儲(chǔ)模塊，并根據(jù)所述起始脈沖信號(hào)與所述第二停止脈沖信號(hào)輸出第二時(shí)間測(cè)量值至所述存儲(chǔ)模塊；

所述控制模塊控制所述存儲(chǔ)模塊對(duì)所述第一時(shí)間測(cè)量值與所述第二時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行存儲(chǔ)；

所述計(jì)算模塊根據(jù)所述第一時(shí)間測(cè)量值與所述第二時(shí)間測(cè)量值計(jì)算出所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的增益誤差與失調(diào)誤差，并將所述增益誤差與失調(diào)誤差發(fā)送至所述校準(zhǔn)模塊；

所述校準(zhǔn)模塊根據(jù)所述增益誤差與所述失調(diào)誤差對(duì)所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行誤差校準(zhǔn)。

在本發(fā)明中，通過(guò)采用包括控制模塊、存儲(chǔ)模塊、計(jì)算模塊以及校準(zhǔn)模塊的誤差校準(zhǔn)裝置，使得控制模塊接收外部的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，并在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第一上升沿時(shí)輸出起始脈沖信號(hào)至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第二上升沿時(shí)輸出第一停止脈沖信號(hào)至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以及在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第三上升沿時(shí)輸出第二停止脈沖信號(hào)至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器；時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)起始脈沖信號(hào)與第一停止脈沖信號(hào)輸出第一時(shí)間測(cè)量值至存儲(chǔ)模塊，并根據(jù)起始脈沖信號(hào)與第二停止脈沖信號(hào)輸出第二時(shí)間測(cè)量值至存儲(chǔ)模塊；控制模塊控制存儲(chǔ)模塊對(duì)第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行存儲(chǔ)；計(jì)算模塊根據(jù)第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值計(jì)算出時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的增益誤差與失調(diào)誤差，并將增益誤差與失調(diào)誤差發(fā)送至校準(zhǔn)模塊；校準(zhǔn)模塊根據(jù)增益誤差與失調(diào)誤差對(duì)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行誤差校準(zhǔn)，以提高時(shí)間測(cè)量值的精確度，解決了現(xiàn)有的TDC存在因Gain誤差和Offset誤差導(dǎo)致的測(cè)量精度低的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例所提供的誤差校準(zhǔn)裝置的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例所提供的誤差校準(zhǔn)裝置的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例所提供增益誤差、失調(diào)誤差、時(shí)間實(shí)際值以及時(shí)間測(cè)量值之間的關(guān)系示意圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例所提供的誤差校準(zhǔn)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

以下結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述：

圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例所提供的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差校準(zhǔn)裝置10的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的誤差校準(zhǔn)裝置10主要用于對(duì)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行誤差校準(zhǔn)，其包括控制模塊100、存儲(chǔ)模塊101、計(jì)算模塊102以及校準(zhǔn)模塊103。

其中，控制模塊100與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20以及存儲(chǔ)模塊101連接，存儲(chǔ)模塊101與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20及計(jì)算模塊102連接，計(jì)算模塊102與校準(zhǔn)模塊103連接，校準(zhǔn)模塊103與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20連接。

具體的，控制模塊100接收外部的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK，并在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的第一上升沿時(shí)輸出起始脈沖信號(hào)start至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20，在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的第二上升沿時(shí)輸出第一停止脈沖信號(hào)stop1至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20，以及在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的第三上升沿時(shí)輸出第二停止脈沖信號(hào)stop2至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20；時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20根據(jù)起始脈沖信號(hào)start與第一停止脈沖信號(hào)stop1輸出第一時(shí)間測(cè)量值至存儲(chǔ)模塊101，并根據(jù)起始脈沖信號(hào)start與第二停止脈沖信號(hào)stop2輸出第二時(shí)間測(cè)量值至存儲(chǔ)模塊101；控制模塊100控制存儲(chǔ)模塊101對(duì)第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行存儲(chǔ)；計(jì)算模塊102根據(jù)第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值計(jì)算出時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的增益誤差與失調(diào)誤差，并將增益誤差與失調(diào)誤差發(fā)送至校準(zhǔn)模塊103；校準(zhǔn)模塊103根據(jù)增益誤差與失調(diào)誤差對(duì)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行誤差校準(zhǔn)。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，第一時(shí)間測(cè)量值指的是起始脈沖信號(hào)start的上升沿與第一停止脈沖信號(hào)stop1的上升沿之間的時(shí)間間隔，第二時(shí)間測(cè)量值指的是起始脈沖信號(hào)start的上升沿與第二停止脈沖信號(hào)stop2的上升沿之間的時(shí)間間隔，而時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20根據(jù)起始脈沖信號(hào)start與第一停止脈沖信號(hào)stop1獲取第一時(shí)間測(cè)量值，以及時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20根據(jù)起始脈沖信號(hào)start與第二停止脈沖信號(hào)stop2獲取第二時(shí)間測(cè)量值均是現(xiàn)有技術(shù)，此處不再對(duì)其獲取過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)論述。

此外，控制模塊100控制存儲(chǔ)模塊101對(duì)第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行存儲(chǔ)的具體過(guò)程是：在控制模塊100發(fā)送第一停止脈沖信號(hào)stop1與第二停止脈沖信號(hào)stop2的同時(shí)，控制模塊100會(huì)輸出采樣信號(hào)，該采樣信號(hào)是第一脈沖停止信號(hào)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后的輸出信號(hào)，該采樣信號(hào)使得在時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20計(jì)算出第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值時(shí)，控制模塊100根據(jù)該采樣信號(hào)將第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊101中。

進(jìn)一步地，基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的第一上升沿與第二上升沿之間至少間隔一個(gè)時(shí)鐘周期，時(shí)鐘信號(hào)CLK的第二上升沿與第三上升沿之間同樣至少間隔一個(gè)時(shí)鐘周期，并且第一上升沿與第二上升沿之間間隔的時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)和第二上升沿與第三上升沿之間間隔的時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)相等，其中，時(shí)鐘周期指的是基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的周期T。優(yōu)選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的第一上升沿、第二上升沿以及第三上升沿連續(xù)，也就是說(shuō)，基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的第一上升沿與第二上升沿之間間隔一個(gè)時(shí)鐘周期，時(shí)鐘信號(hào)CLK的第二上升沿與第三上升沿之間同樣間隔一個(gè)時(shí)鐘周期，例如，當(dāng)將控制模塊100根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK輸出起始脈沖信號(hào)start的時(shí)刻記為時(shí)間0，則控制模塊100根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK輸出第一停止脈沖信號(hào)stop1的時(shí)刻記為時(shí)間T，以及根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK輸出第二停止脈沖信號(hào)stop2的時(shí)刻記為時(shí)間2T。

進(jìn)一步地，由于基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK是經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的，其具有很高的精度，因此，當(dāng)計(jì)算模塊102接收到存儲(chǔ)模塊101存儲(chǔ)的第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值時(shí)，計(jì)算模塊可以根據(jù)公式gain＝(mt2-mt1)/T計(jì)算時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的增益誤差gain，并根據(jù)公式offset＝(2*mt2-mt1)計(jì)算出時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的失調(diào)誤差offset；其中，gain為所述增益誤差的值，mt2為第二時(shí)間測(cè)量值，mt1為第一時(shí)間測(cè)量值，T為基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的周期，offset為失調(diào)誤差的值。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的連續(xù)三個(gè)上升沿時(shí)分別輸出起始脈沖信號(hào)start、第一停止脈沖信號(hào)stop1以及第二停止脈沖信號(hào)stop2，以使時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20根據(jù)起始脈沖信號(hào)start與第一停止脈沖信號(hào)stop1獲取第一時(shí)間測(cè)量值，并根據(jù)起始脈沖信號(hào)start與第二停止脈沖信號(hào)stop2獲取第二時(shí)間測(cè)量值，進(jìn)而可提高計(jì)算模塊102根據(jù)第一時(shí)間測(cè)量值、第二時(shí)間測(cè)量值以及時(shí)鐘周期T所得到的增益誤差與失調(diào)誤差的精度。

進(jìn)一步地，由于失調(diào)誤差是由起始脈沖信號(hào)和停止脈沖信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間引起的，增益誤差主要由時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20中的延時(shí)單元和采樣電路的溫度和電壓引起的，其中，響應(yīng)時(shí)間指的是時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的電路響應(yīng)時(shí)間，因此，如圖4所示，失調(diào)誤差、增益誤差、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的時(shí)間測(cè)量值以及實(shí)際時(shí)間值存在以下關(guān)系：mt＝gain*rt+offset，其中，mt為時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20輸出的時(shí)間測(cè)量值，rt為實(shí)際時(shí)間值，gain為增益誤差值，offset為失調(diào)誤差值。

當(dāng)計(jì)算模塊102計(jì)算出時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的增益誤差與失調(diào)誤差，并將該增益誤差與失調(diào)誤差發(fā)送至校準(zhǔn)模塊103之后，校準(zhǔn)模塊103可根據(jù)公式mt＝gain*rt+offset對(duì)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20之后輸出的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行校準(zhǔn)，以提高時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的測(cè)量精度，進(jìn)而得到更為精確的時(shí)間測(cè)量值。

進(jìn)一步地，作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，如圖2所示，存儲(chǔ)模塊101包括第一存儲(chǔ)單元101a與第二存儲(chǔ)單元101b，第一存儲(chǔ)單元101a用于存儲(chǔ)第一時(shí)間測(cè)量值，第二存儲(chǔ)單元101b用于存儲(chǔ)第二時(shí)間測(cè)量值，當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，第一存儲(chǔ)單元101a也可以用于存儲(chǔ)第二時(shí)間測(cè)量值，第二存儲(chǔ)單元101b也可以用于存儲(chǔ)第一時(shí)間測(cè)量值，而優(yōu)選的，第一存儲(chǔ)單元101a與第二存儲(chǔ)單元101b包括但不限于電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random-Access Memory，RAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Static Random Access Memory，SRAM)、寄存器(Register)等。

此外，存儲(chǔ)模塊100也可以?xún)H包括一個(gè)存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器包括但不限于電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random-Access Memory，RAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Static Random Access Memory，SRAM)、寄存器(Register)等，當(dāng)存儲(chǔ)模塊100包括一個(gè)存儲(chǔ)器時(shí)，存儲(chǔ)模塊100的一部分空間用來(lái)存儲(chǔ)第一時(shí)間測(cè)量值，而另一部分將存儲(chǔ)第二時(shí)間測(cè)量值。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括誤差校準(zhǔn)裝置10。其中，由于本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的誤差校準(zhǔn)裝置10與圖1所示的誤差校準(zhǔn)裝置10相同，因此，本發(fā)明實(shí)施例所提供的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的具體工作原理，可參考前述關(guān)于圖1的詳細(xì)描述，此處不再贅述。

進(jìn)一步地，圖4示出了本發(fā)明一實(shí)施例所提供基于誤差校準(zhǔn)裝置10的誤差校準(zhǔn)方法的實(shí)現(xiàn)流程，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：

如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的誤差校準(zhǔn)方法包括以下步驟：

在步驟S40中，所述控制模塊接收外部的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，并在所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第一上升沿時(shí)輸出起始脈沖信號(hào)至所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第二上升沿時(shí)輸出第一停止脈沖信號(hào)至所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以及在所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第三上升沿時(shí)輸出第二停止信號(hào)至所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器。

其中，基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的第一上升沿與第二上升沿之間至少間隔一個(gè)時(shí)鐘周期，時(shí)鐘信號(hào)CLK的第二上升沿與第三上升沿之間同樣至少間隔一個(gè)時(shí)鐘周期，并且第一上升沿與第二上升沿之間間隔的時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)和第二上升沿與第三上升沿之間間隔的時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)相等，其中，時(shí)鐘周期指的是基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的周期T。優(yōu)選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的第一上升沿、第二上升沿以及第三上升沿連續(xù)，也就是說(shuō)，基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK的第一上升沿與第二上升沿之間間隔一個(gè)時(shí)鐘周期，時(shí)鐘信號(hào)CLK的第二上升沿與第三上升沿之間同樣間隔一個(gè)時(shí)鐘周期，例如，當(dāng)將控制模塊100根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK輸出起始脈沖信號(hào)start的時(shí)刻記為時(shí)間0，則控制模塊100根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK輸出第一停止脈沖信號(hào)stop1的時(shí)刻記為時(shí)間T，以及根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)CLK輸出第二停止脈沖信號(hào)stop2的時(shí)刻記為時(shí)間2T。

在步驟S41中，所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述起始脈沖信號(hào)與所述第一停止脈沖信號(hào)輸出第一時(shí)間測(cè)量值至所述存儲(chǔ)模塊，并根據(jù)所述起始脈沖信號(hào)與所述第二停止脈沖信號(hào)輸出第二時(shí)間測(cè)量值至所述存儲(chǔ)模塊。

其中，第一時(shí)間測(cè)量值指的是起始脈沖信號(hào)start的上升沿與第一停止脈沖信號(hào)stop1的上升沿之間的時(shí)間間隔，第二時(shí)間測(cè)量值指的是起始脈沖信號(hào)start的上升沿與第二停止脈沖信號(hào)stop2的上升沿之間的時(shí)間間隔，而時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20根據(jù)起始脈沖信號(hào)start與第一停止脈沖信號(hào)stop1獲取第一時(shí)間測(cè)量值，以及時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20根據(jù)起始脈沖信號(hào)start與第二停止脈沖信號(hào)stop2獲取第二時(shí)間測(cè)量值均是現(xiàn)有技術(shù)，此處不再對(duì)其獲取過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)論述。

在步驟S42中，所述控制模塊控制所述存儲(chǔ)模塊對(duì)所述第一時(shí)間測(cè)量值與所述第二時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行存儲(chǔ)。

其中，控制模塊100控制存儲(chǔ)模塊101對(duì)第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行存儲(chǔ)的具體過(guò)程是：在控制模塊100發(fā)送第一停止脈沖信號(hào)stop1與第二停止脈沖信號(hào)stop2的同時(shí)，控制模塊100會(huì)輸出采樣信號(hào)，該采樣信號(hào)是第一脈沖停止信號(hào)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后的輸出信號(hào)，該采樣信號(hào)使得在時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器20計(jì)算出第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值時(shí)，控制模塊100根據(jù)該采樣信號(hào)將第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊101中。

在步驟S43中，所述計(jì)算模塊根據(jù)所述第一時(shí)間測(cè)量值與所述第二時(shí)間測(cè)量值計(jì)算出所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的增益誤差與失調(diào)誤差，并將所述增益誤差與失調(diào)誤差發(fā)送至所述校準(zhǔn)模塊。

其中，所述計(jì)算模塊根據(jù)所述第一時(shí)間測(cè)量值與所述第二時(shí)間測(cè)量值計(jì)算出所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的增益誤差與失調(diào)誤差，并將所述增益誤差與失調(diào)誤差發(fā)送至所述校準(zhǔn)模塊具體為：

計(jì)算模塊根據(jù)公式gain＝(mt2-mt1)/T計(jì)算增益誤差，并根據(jù)公式offset＝(2*mt2-mt1)計(jì)算出失調(diào)誤差；其中，gain為增益誤差的值，mt2為第二時(shí)間測(cè)量值，mt1為第一時(shí)間測(cè)量值，T為基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的周期，offset為失調(diào)誤差的值。

在步驟S44中，所述校準(zhǔn)模塊根據(jù)所述增益誤差與所述失調(diào)誤差對(duì)所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行誤差校準(zhǔn)。

其中，所述校準(zhǔn)模塊根據(jù)所述增益誤差與所述失調(diào)誤差對(duì)所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行誤差校準(zhǔn)具體為：

校準(zhǔn)模塊根據(jù)公式mt＝gain*rt+offset對(duì)時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行校正；其中，mt為時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的時(shí)間測(cè)量值，rt為實(shí)際時(shí)間值。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)采用包括控制模塊、存儲(chǔ)模塊、計(jì)算模塊以及校準(zhǔn)模塊的誤差校準(zhǔn)裝置，使得控制模塊接收外部的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，并在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第一上升沿時(shí)輸出起始脈沖信號(hào)至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第二上升沿時(shí)輸出第一停止脈沖信號(hào)至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以及在基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的第三上升沿時(shí)輸出第二停止脈沖信號(hào)至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器；時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)起始脈沖信號(hào)與第一停止脈沖信號(hào)輸出第一時(shí)間測(cè)量值至存儲(chǔ)模塊，并根據(jù)起始脈沖信號(hào)與第二停止脈沖信號(hào)輸出第二時(shí)間測(cè)量值至存儲(chǔ)模塊；控制模塊控制存儲(chǔ)模塊對(duì)第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行存儲(chǔ)；計(jì)算模塊根據(jù)第一時(shí)間測(cè)量值與第二時(shí)間測(cè)量值計(jì)算出時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的增益誤差與失調(diào)誤差，并將增益誤差與失調(diào)誤差發(fā)送至校準(zhǔn)模塊；校準(zhǔn)模塊根據(jù)增益誤差與失調(diào)誤差對(duì)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時(shí)間測(cè)量值進(jìn)行誤差校準(zhǔn)，以提高時(shí)間測(cè)量值的精確度，解決了現(xiàn)有的TDC存在因Gain誤差和Offset誤差導(dǎo)致的測(cè)量精度低的問(wèn)題。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。