Design of a Time-to-Digital Converter Using Counter

The synchronous TDC(Time-to-Digital Converter) of counter-type using current-conveyor is designed by $0.18{\mu}m$ CMOS process and the supply voltage is 3 volts. In order to compensate the disadvantage of a asynchronous TDC the clock is generated when the start signal is applied and the clock is synchronized with the start signal. In the asynchronous TDC the error range of digital output is from $-T_{CK}$ to $T_{CK}$. But the error range of digital output is from 0 to $T_{CK}$ in the synchronous TDC. The error range of output is reduced by the synchronization between the start signal and the clock when the timing-interval signal is converted to digital value. Also the structure of the synchronous TDC is simple because there is no the high frequency external clock. The operation of designed TDC is confirmed by the HSPICE simulation.

카운터를 사용하는 시간-디지털 변환기의 설계

전류 컨베이어를 사용하는 카운터 타입의 동기형 시간-디지털 변환기를 공급전압 3volts에서 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 비동기 시간-디지털 변환기의 단점을 보완하기 위해 클록은 시작신호가 인가되면 시작신호와 동기화되어 생성된다. 비동기형 시간-디지털 변환기에서 디지털 출력 값의 에러는 클록주기인 $-T_{CK}$에서 $T_{CK}$이다. 그러나 동기형 시간-디지털 변환기의 경우 에러는 0에서 $T_{CK}$이다. 시작신호와 클록의 동기화로 인하여 시간간격 신호를 디지털 값으로 변환할 때 출력 값의 에러 범위는 감소한다. 또한 고주파의 외부 클럭을 사용하지 않음에 따라 회로의 구성이 간단하다. 설계된 시간-디지털 변환기의 동작은 HSPICE 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.