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TDC

22 篇相关论文 (2008–2026)

ISSCC 2026Session 7Image Sensors
Matteo Perenzoni1, Koichi Okamoto1,2, Fabrizio De Nisi1, Daniele Perenzoni1, Ji Yong Jeong1, Yu Zou1, Hanning Mai1, Gabr
本文提出了一种基于锗单光子雪崩二极管(Ge-SPAD)的短波红外/近红外直接飞行时间距离传感器,通过可编程宏像素分配和集成直方图处理,实现了26mW超低功耗下的30fps 400×300像素成像,解决了传统dToF传感器功耗高、灵活性差的问题。
提出可编程宏像素分配方案,允许灵活组合SPAD单元(如3×3)以平衡分辨率与功耗,仅在需要时激活传感器区域。
集成高速多事件时间数字转换器(TDC)和最多100个并行直方图处理单元,支持自动曝光控制,有效抑制暗计数率(DCR)噪声。
ISSCC 2026Session 21RF & Wireless2nm gate-all-around (GAA)
Haejung Choi, Jooseong Kim, Woojoong Jung, Sungmin Yoo, Jun-Hyeok Yang, Sunghyuck Lee, Jihye Park, Michael Choi, Ben Rhe
本文提出一种基于RC的温度传感器,采用2nm gate-all-around工艺,通过完全堆叠低TCR金属电阻和环形振荡器时间数字转换器(TDC)来最小化硅面积(625μm²)。采用时间偏移压缩技术克服低TCR金属电阻的缺点,在-40~125°C范围内实现±0.5°C(3σ)的精度和12μs的转换时间,精度FoM达到0.017nJ·%²。
完全堆叠低TCR金属电阻与环形振荡器TDC,实现625μm²的超小面积。
提出时间偏移压缩技术,在12μs转换时间内保持高精度,克服低TCR金属电阻的响应速度限制。
ISSCC 2022Session 12Medical & Bio
Henry Hinton1, Houk Jang1, Wenxuan Wu1, Min-Hyun Lee2, Minsu Seol2,
本文提出一款200×256像素的异构集成图像传感器,将基于MoS2二维纳米材料的光电FET阵列与CMOS时间数字转换器集成,采用脉宽调制模式通过光电流放电电容并计数时钟周期来测量光强,解决了二维材料光探测器与CMOS读出电路集成的问题,实现了76dB的动态范围。
首次将基于MoS2的二维纳米材料光电FET阵列与CMOS时间数字转换器异构集成,实现像素级光强到数字时间的转换。
采用脉宽调制(PWM)模式,通过光电流放电电容并计数时钟周期,在76dB动态范围内实现高精度光强测量。
ISSCC 2021Session 7Image Sensors
Bumjun Kim1, Seonghyeok Park1, Jung-Hoon Chun2,3, Jaehyuk Choi2,3, Seong-Jin Kim1
本文提出了一种48×40分辨率的闪光LiDAR传感器,通过像素内缩放直方图时间数字转换器(TDC)解决了传统SPAD LiDAR数据量大、限制空间分辨率和帧率的问题,实现了13.5mm的深度分辨率。
提出像素内缩放直方图TDC,大幅减少ToF数据量,提升空间分辨率和帧率
实现48×40阵列与13.5mm深度分辨率的良好平衡
ISSCC 2018Session 15RF & Wireless
Daniel Weyer1, M. Batuhan Dayanik2, Sunmin Jang1, Michael P. Flynn1
本文提出一种40nm CMOS的36.3-38.2GHz分数-N FMCW Chirp合成器PLL,采用连续时间带通ΔΣ调制器实现噪声整形,解决了毫米波全数字PLL中传统TDC性能受限的问题,达到-216dBc/Hz^2的低相位噪声。
采用连续时间带通ΔΣ调制器替代传统TDC,实现噪声整形,降低相位噪声。
实现36.3-38.2GHz分数-N FMCW Chirp合成,适用于汽车雷达等毫米波应用。
ISSCC 2015Session 15Data Converters
Sung-Jin Kim, Wooseok Kim, Minyoung Song,
该论文提出了一种基于随机相位插值的时数转换器(TDC),在0.6V低电压下实现了1.17ps的高分辨率,且具有PVT容忍性和可综合性。它解决了传统TDC因延迟单元变化和失配导致的性能受限问题,同时避免了高功耗和大面积开销。
采用随机相位插值技术实现16倍空间插值,在低电压下获得高分辨率。
设计具有PVT鲁棒性的电路结构,无需额外误差校正或外部控制。
ISSCC 2015Session 14Digital Processors
Hyojun Kim1, Jinwoo Sang2, Hyunik Kim1, Youngwoo Jo1,
提出一种采用参考倍乘时间数字转换器的5GHz数字分数N锁相环,实现了-95dBc参考杂散和9.5mW功耗,解决了传统DPLL中量化噪声高和模块噪声要求严格的问题。
采用参考倍乘架构,提高ΔΣ调制器过采样率,将量化噪声推向高频,无需复杂噪声消除。
通过降低分频值,放宽PLL构建模块的噪声要求,实现低功耗设计。
ISSCC 2015Session 11Image Sensors
Neale A. W. Dutton1,2, Salvatore Gnecchi1,2, Luca Parmesan1,2,
本文提出一种基于时间相关单光子计数(TCSPC)的传感器,集成14GS/s直方图时间数字转换器(TDC),用于超快光波形记录。解决了传统TCSPC系统中速度与集成度的瓶颈,适用于激光雷达、3D成像和光学显微镜等应用。
实现了14GS/s的高速直方图TDC,显著提升TCSPC系统的采样速率。
将单光子雪崩二极管(SPAD)阵列与高速TDC单片集成,降低系统复杂性和功耗。
ISSCC 2013Session 20Clocking & PLLs
Roberto Nonis, Werner Grollitsch, Thomas Santa, Dmytro Cherniak, Nicola Da Dalt
提出一种采用多输出Bang-Bang鉴相器和基于相位插值的分数分频器的数字锁相环,解决了传统Bang-Bang PLL仅能整数N操作的限制,实现了2.4psrms的低抖动性能。
提出多输出Bang-Bang鉴相器架构,在不增加复杂度下提升相位检测精度。
利用相位插值器实现分数N分频,使Bang-Bang PLL具备分数N能力。
ISSCC 2012Session 27Data Converters
Amr Elshazly, Sachin Rao, Brian Young, Pavan Kumar Hanumolu
该论文提出了一种基于开关环形振荡器的高度数字化时间-数字转换器(TDC),实现了13位分辨率、315fsrms抖动、2mW功耗和500MS/s采样率,带宽为1MHz。解决了传统TDC分辨率受限于工艺门延迟以及流水线TDC中时间残差放大器非线性难以控制的问题。
采用开关环形振荡器结构,实现了高分辨率、低功耗的全数字TDC设计。
通过数字技术克服了传统TDC中模拟电路的非线性问题,提高了鲁棒性。
ISSCC 2012Session 14Digital Circuits
Jong-Phil Hong, Sung-Jin Kim, Jenlung Liu, Nan Xing,
本文提出了一种高分辨率、低功耗的ΔΣ时间数字转换器(TDC)和Bang-Bang数字锁相环(PLL)。TDC采用时间差累加器实现0.004mm²面积和250µW功耗,PLL使用伪随机数发生器(PRNG)以2.5mW功耗实现0.012mm²面积,解决传统TDC功耗高和模拟电路复杂的问题。
提出时间差累加器(Time-Difference Accumulator)技术,实现小面积低功耗的ΔΣ TDC。
在Bang-Bang数字PLL中引入伪随机数发生器(PRNG),降低带内噪声或抖动。
ISSCC 2011Session 5Clocking & PLLs65nm CMOS
Koji Takinami, Richard Strandberg, Paul C. P. Liang,
本文提出了一种基于旋转行波振荡器(RTWO)的全数字锁相环(ADPLL),并集成了一个32相嵌入式相位-数字转换器。该架构避免了传统TDC所需的复杂电路和校准,简化了系统设计。
采用旋转行波振荡器(RTWO)替代环形振荡器,提供多相时钟信号,实现高分辨率相位检测。
提出了嵌入式相位-数字转换器,直接利用RTWO的多相输出进行相位量化,无需额外的TDC和归一化校准。
ISSCC 2011Session 5Clocking & PLLs
Davide Tasca, Marco Zanuso, Giovanni Marzin, Salvatore Levantino,
本文提出了一种基于1位时间数字转换器(即bang-bang相位检测器)的分数-N数字锁相环,在4.5mW功耗下实现了560fsrms的积分抖动(3kHz至30MHz),解决了传统高性能TDC设计复杂且功耗大的问题。
采用1位TDC(bang-bang相位检测器)替代高分辨率TDC,大幅简化了数字PLL的设计并降低了功耗。
在分数-N数字PLL中实现了优异的抖动-功耗折中,达到了560fsrms抖动@4.5mW的性能。
ISSCC 2011Session 3RF & Wireless65nm CMOS
Robert Bogdan Staszewski1, Khurram Waheed2, Sudheer Vemulapalli2,
该论文提出了一种用于手机的无杂散全数字锁相环(ADPLL),采用65nm CMOS工艺。它解决了数字控制振荡器(DCO)和时间数字转换器(TDC)量化导致杂散和相位噪声的问题。
提出了抑制DCO有限步长引起的远区杂散和相位噪声的技术
改进了TDC分辨率以降低近整数N信道的数据调制和频谱掩模失真
ISSCC 2011Session 27Data Converters
Ying Cao1,2, Paul Leroux1,3, Wouter De Cock2, Michiel Steyaert1
该论文提出了一种1.7mW、11位分辨率的1-1-1 MASH ΔΣ时间数字转换器(TDC),采用基于松弛振荡器的结构。通过将参考电压与参考电流关联,使振荡器频率仅依赖于无源RC元件,从而显著提升了对工艺、电压和温度(PVT)变化的容忍性,并改善了级间匹配。
提出基于松弛振荡器的1-1-1 MASH ΔΣ TDC架构,在低功耗下实现高分辨率。
通过关联VREF和IREF使振荡器频率仅取决于RC无源器件,增强了PVT稳定性。
ISSCC 2011Session 17Medical & Bio
Chockalingam Veerappan1, Justin Richardson2, Richard Walker2,3,
提出了一种160×128像素的单光子图像传感器,每个像素内集成了55ps分辨率、10位时间数字转换器(TDC),能够高精度地解析单个光子的到达时间,解决了荧光寿命成像(FLIM)等应用中对高时间分辨率光子检测的需求。
首次在像素级集成55ps分辨率、10位时间数字转换器(TDC),实现了单光子时间信息的精准数字化。
构建了160×128像素的SPAD阵列,结合片上TDC实现了高帧率、高分辨率的时间分辨成像。
ISSCC 2010Session 9Digital Circuits
David Fick, Nurrachman Liu, Zhiyoong Foo, Matthew Fojtik,
该论文提出了一种用于高性能处理器的原位延迟松弛监测器,采用全数字自校准的5ps分辨率时间数字转换器,直接测量路径时序裕量以应对工艺、电压和温度变化。相比传统增加裕量的方法或复杂的纠错方案,该设计以最小侵入性实现了高精度监测,有助于动态调整时序、提升性能并降低功耗。
提出全数字自校准的5ps分辨率时间数字转换器,实现原位延迟松弛监测,避免传统模拟电路的复杂性。
采用最小侵入式设计,直接嵌入关键路径中,能够捕获局部PVT变化,无需额外时序裕量或复杂纠错逻辑。
ISSCC 2010Session 26Digital Circuits
Sub-Gate-Delay TDC, Phase-Interpolation Divider, and Digital Mismatch Cancellation
该论文提出了一种3MHz带宽、3.6GHz的数字分数N锁相环,结合了4ps时间数字转换器(TDC)与数字线性化算法,以及带有失配消除算法的反馈相位插值器。解决了TDC非线性导致的杂散问题以及相位插值器失配引起的相位误差,实现了快速准确的杂散消除。
采用4ps分辨率的亚门延迟TDC,并结合数字线性化算法实现无乘法器计算,快速消除杂散。
提出反馈相位插值器与数字失配消除算法,无需复杂校准环路即可后消除相位误差。
ISSCC 2008Session 30Data Converters90nm CMOS
Stephan Henzler1, Siegmar Koeppe1, Winfried Kamp1, Hans Mulatz2, Doris Schmitt-Landsiedel2
该论文提出了一种基于局部无源插值的高分辨率时间-数字转换器(TDC),在90nm CMOS工艺下实现了4.7ps分辨率、0.7-LSB单次精度和19pJ/转换的低功耗。解决了传统Vernier TDC延迟线过长的问题,适用于时间飞行测量、抖动测试等应用。
采用局部无源插值技术实现亚门级延迟分辨率,避免了长延迟线带来的面积和功耗开销。
通过单次精度0.7-LSB和19pJ/转换的低功耗,实现了高性能与低能耗的平衡。
ISSCC 2008Session 2Image Sensors
Cristiano Niclass, Claudio Favi, Theo Kluter, Marek Gersbach, Edoardo Charbon
medical sciences and computer vision, just to name a few. Deep sub-nanosecond timing resolution, in combination with high sensitivity, is becoming increasingly important in a number of imaging methods
ISSCC 2008Session 2Image Sensors
Cristiano Niclass, Claudio Favi, Theo Kluter, Marek Gersbach, Edoardo Charbon
该论文提出了一种128×128像素的单光子成像器,集成了片上级10位时间数字转换器(TDC)阵列,实现了97ps的时间分辨率,用于高灵敏度、深亚纳秒定时成像应用。
实现了128×128单光子雪崩二极管(SPAD)像素阵列与列级10位时间数字转换器阵列的单片集成
达到了97ps的高时间分辨率,适用于医学和计算机视觉等需要深亚纳秒精度的成像方法
ISSCC 2008Session 19Clocking & PLLs
Colin Weltin-Wu1,2, Enrico Temporiti3, Daniele Baldi3, Francesco Svelto2, 1
该论文提出了一种3GHz分数N全数字锁相环(ADPLL),通过精确的时间数字转换器(TDC)校准和失配校正技术,解决了传统TDC线性度不足导致杂散含量高的问题,实现了宽带操作和低杂散性能。
提出了一种精确的TDC校准方法,提高了TDC的线性度,降低了量化噪声。
引入了失配校正技术,补偿了TDC单元间的失配,进一步改善了PLL的杂散性能。