[发明专利]时间数字转换器电路、装置、设备及装置的控制方法

说明书

本发明公开一种时间数字转换器电路、装置、设备及装置的控制方法，其中该时间数字转换器电路包括逻辑同步电路、时间数字转换器及时间振幅转换器模块；逻辑同步电路对开始信号和终止信号进行分离，输出计数时钟信号、时间振幅转换开始信号和时间振幅转换终止信号；时间数字转换器根据计数时钟信号进行计数；时间振幅转换器模块，用于接收基准电流、时间振幅转换开始信号和时间振幅转换终止信号，根据基准电流、时间振幅转换开始信号和时间振幅转换终止信号进行计时。采用时间振幅转换器模块和逻辑同步电路来共同通提高时间数字转换器的时间分辨，所含数字电路很少，节省了面积，又提高了时间数字转换器的时间分辨。

技术领域

本发明涉及时间数字转换器技术领域，特别涉及一种时间数字转换器电路、装置、设备及装置的控制方法。

背景技术

关于飞行时间测距法(Time of flight，缩写TOF)飞行时间测量，时间的数字转换器(Time To Digital Converter，TDC)在其中扮演着主要的角色，它的主要功能就是将待测的时间间隔转化成为数字信号通过计算得到该时间间隔，其本质就是多位计数器，但是其时间分辨率最小也是外部时钟clk的一个时钟周期，这样就不能满足测量比clk的一个时钟周期更短的时间间隔的需求，为了提高时间分辨，就增加了细计数模块，希望能测到更短的时间间隔，事实证明这样也是可行的。应用很广泛，例如结合相机原理的TOF_3D成像，材料物理中荧光材料的荧光时间的测量等。

然而，目前关于飞行时间测量采用的方法是：粗计数用计数器来实现，细计数由游标法TDC等来实现，其本质就是多级延时链，能够提高TDC的时间分辨，但是版图面积太大，没有办法实现大阵列集成，这对于完成阵列级TOF芯片是极其不利的。

发明内容

本发明的主要目的是提供时间数字转换器电路、装置、设备及装置的控制方法，旨在解决现有技术中如何在提高TDC的时间分辨的同时避免版图面积太大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的时间数字转换器电路，包括逻辑同步电路、时间数字转换器及时间振幅转换器模块，所述逻辑同步电路的第一输出端与所述时间数字转换器连接，所述逻辑同步电路的第二输出端与所述时间振幅转换器模块的输入端连接；

所述逻辑同步电路，用于接收时钟信号、开始信号和终止信号，对所述开始信号和所述终止信号进行分离，输出计数时钟信号、时间振幅转换开始信号和时间振幅转换终止信号；

所述时间数字转换器，用于接收所述计数时钟信号，根据所述计数时钟信号进行计数；

所述时间振幅转换器模块，用于接收基准电流、所述时间振幅转换开始信号和所述时间振幅转换终止信号，根据所述基准电流、所述时间振幅转换开始信号和所述时间振幅转换终止信号进行计时。

优选地，所述时间振幅转换器模块包括信号产生电路及时间振幅转换器；

所述逻辑同步电路的第二输出端与所述信号产生电路的输入端连接，所述信号产生电路的输出端与所述时间振幅转换器的输入端连接；

所述信号产生电路，用于接收所述时间振幅转换开始信号和所述时间振幅转换终止信号，输出细计数使能信号和复位信号；

所述时间振幅转换器，用于接收基准电流、所述细计数使能信号和所述复位信号，在所述细计数使能信号为低时，根据所述基准电流进行计时，并根据所述复位信号进行复位。

优选地，所述时间振幅转换器包括：金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管电路模块及电容；

所述信号产生电路的输出端与所述MOS管电路模块的第一端连接，所述MOS管电路模块的第二端与所述电容连接；

所述MOS管电路模块，用于接收基准电流和所述细计数使能信号，通过所述细计数使能信号控制是否对所述电容进行充电，以及根据所述复位信号控制是否对所述电容进行复位；