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　　在基本的游标法时间测量电路中，当检测到经过延迟线传输后的开始与停止信号在某点发生重合时，在Tstop – Tstart <τ1的情况下通过计算可以知道：

　　Tstop - Tstart = (n-1)× (τ1 – τ2)

　　其中n是经过的比较级数。

　　这种测量方法的分辨率是两条延迟线中延迟单元的时间差，即(τ1 – τ2)，在电路设计时要保证τ1 > τ2。其量程由延迟单元数量和τ1、τ2共同决定。可以看出这种方法能够实现比抽头延迟线法更高的测量分辨率，前提是保证用于测量的两条延迟线中的单元有稳定的延迟，为了达到这一目标常常通过PLL或DLL来产生具有稳定延迟的延迟线[4-5]。

　　基于电容充放电法的时间测量

　　基于电容充放电法的时间测量是利用恒流源在被测量时间段内对一个电容充电，之后的处理方法又分成两种：一种测量方法是利用两个恒流源，其中一个用于电容充电，另一个用于电容放电但是比充电恒流源小得多，开始测量时在被测时间段内用充电恒流源对电容进行充电，然后用放电恒流源对刚进行充电的电容进行放电，充电电流和放电电流的比值决定了充电时间与放电时间的比值，通过这种方法实现被测时间段的放大。经过放大的时间可以采用分辨率更低也更容易实现的方法进行计量。这种方法的原理如图3所示，图中左上角给出了进行充放电的波形。这种方法要求用于充电的恒流源I1远大于用于放电的恒流源I2，假定I1与I2的比值为K。可以看出：

　　Tr/T = (I1-I2)/I2 = K-1

　　所以被测量时间段的放大倍数是由I1与I2的比值K决定的。这种测量方法的分辨率由充放电恒流源的精度、电流大小的比值和用于放电结束判断的电压比较器精度共同决定。

　　另一种测量方法是在被测时间段内完成电容充电后，直接使用ADC对电容上的电压值进行转换，根据转换结果即可计算出充电的时间。它的原理如图4所示。与前面通过放电实现时间放大的方法相比，这种方法可以完成更高速的测量。它的测量精度由充电恒流源和ADC的精度决定。

关键词： 时间测量 TDC 游标法 201009