Scalony licznik czasu o precyzji pikosekundowej wykonany w technologii CMOS ASICAn integrated CMOS time counter with picoseconds precision

W artykule przedstawiono projekt i wyniki badań scalonego licznika czasu wykonanego w technologii CMOS 0,35 μm. W liczniku czasu zastosowano interpolacyjną metodę Nutt’a i dwustopniowe interpolatory stabilizowane pętlą synchronizacji opóźnieniowej DLL (Delay-Locked Loop). W pierwszym stopniu interpolacji użyty został dziesięciofazowy sygnał zegarowy o częstotliwości 400 MHz zapewniający rozdzielczość 250 ps. Drugi stopień interpolacji stanowi matryca kodująca o rozdzielczości 10,6 ps. Niepewność pomiarowa licznika jest mniejsza niż 14,5 ps.

This paper presents design and tests results of integrated time counter implemented in 0.35 μm CMOS technology. Time counter is based on a Nutt method and two-level interpolation realized with the use of stabilized delay lines (DLL). Using 400 MHz external reference clock, the first stage achieved a resolution of 250 ps. The second stage of interpolation utilizes a differential line with a resolution of 10.6 ps and measurement precision below 14.5 ps.