时间测量装置和时间测量方法与流程

本发明一般涉及时间测量。更具体地，本发明涉及一种时间测量装置和时间测量方法。

背景技术：

1、时间测量装置在现有的各种系统中有着广泛的应用，例如基于高精度时间数字转换器(简称tdc)的模数转换器(简称adc)、延迟测量、延迟锁相环(简称dll)、飞行时间测量等系统中。然而，现有的时间测量装置对测量环境要求较高，其测量结果会随着温度等环境因素的变化而发生较大的偏差。

2、有鉴于此，亟需提供一种能够适应环境变化的时间测量装置。

技术实现思路

1、为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本发明在多个方面中提出了一种时间测量装置和时间测量方法。

2、在第一方面中，本发明提供一种时间测量装置，包括：延迟模块，其用于基于输入的参考时间信号和待测时间信号进行延迟操作，以对应生成参考延迟信号和待测延迟信号；触发单元，其用于基于所述参考延迟信号和所述待测延迟信号，输出参考电平信号和待测电平信号；统计单元，其用于对所述参考电平信号和所述待测电平信号分别进行电平统计，以得到参考电平统计结果和待测电平统计结果；以及运算单元，其用于对所述参考电平统计结果和所述待测电平统计结果进行运算，以便根据运算结果确定待测时间时长。

3、在一些实施例中，所述运算单元进一步用于：对所述待测电平统计结果和所述参考电平统计结果进行除法运算，以得到所述待测电平统计结果和所述参考电平统计结果之间的第一比值结果；以及根据所述第一比值结果和参考时间时长，计算得到待测时间时长。

4、在另一些实施例中，所述时间测量装置还包括：步进计算单元，其用于将参考电平统计结果进行n等分操作，以得到步进计算结果；所述运算单元进一步用于：对所述待测电平统计结果和所述步进计算结果进行除法运算，以得到所述待测电平统计结果和所述步进计算结果之间的第二比值结果；以及根据所述第二比值结果和参考时间的n等分时长，计算得到待测时间时长。

5、在又一些实施例中，所述延迟模块包括由多个延迟单元组成的延迟链；以及所述触发单元包括多个一级触发器和多个二级触发器，其中多个一级触发器与多个延迟单元一一对应连接，多个二级触发器与多个一级触发器一一对应连接。

6、在一些实施例中，所述参考时间信号和待测时间信号串联输入所述延迟模块，并且所述时间测量装置还包括：第一存储单元，其与所述统计单元连接，并用于存储参考电平统计结果；以及第二存储单元，其与所述统计单元连接，并用于存储待测电平统计结果。

7、在另一些实施例中，所述延迟模块包括第一延迟链和第二延迟链，第一延迟链由多个第一延迟单元组成，第二延迟链由多个第二延迟单元组成，并且所述第一延迟链用于基于输入的参考时间信号进行延迟操作，以生成参考延迟信号；所述第二延迟链用于基于输入的待测时间信号进行延迟操作，以生成待测延迟信号。

8、在又一些实施例中，所述触发单元包括第一触发器组和第二触发器组，并且所述第一触发器组包括多个第一一级触发器和多个第一二级触发器，所述第二触发器组包括多个第二一级触发器和多个第二二级触发器；多个第一一级触发器与多个第一延迟单元一一对应连接；多个第一二级触发器与多个第一一级触发器一一对应连接；多个第二一级触发器与多个第二延迟单元一一对应连接；多个第二二级触发器与多个第二一级触发器一一对应连接。

9、在一些实施例中，所述统计单元包括：第一统计电路，其与所述多个第一二级触发器的输出端连接，用于统计参考电平信号的高电平或低电平，以得到参考电平统计结果；以及第二统计电路，其与所述多个第二二级触发器的输出端连接，用于统计待测电平信号的高电平或低电平，以得到待测电平统计结果。

10、在另一些实施例中，所述第一延迟单元的数量与所述第二延迟单元的数量相等或不相等。

11、在又一些实施例中，所述时间测量装置还包括：计数单元，其用于基于参考时间信号来对输入的待测时间信号进行计数，以输出超出参考时间信号的整数倍周期的待测剩余信号；以及所述第二延迟链进一步用于：对输入的待测剩余信号进行延迟操作，以生成待测延迟信号。

12、在一些实施例中，所述运算单元包括除法器，以进行所述除法运算。

13、在另一些实施例中，所述运算单元包括：加法器，用于对所述待测电平统计结果进行加法运算；以及比较器，用于对加法运算结果和所述参考电平统计结果进行比较运算，以得到所述第二比值结果。

14、在一些实施例中，所述时间测量装置还包括：反相器，其用于对输入的参考时间信号和待测时间信号进行反相操作，以生成用于控制触发单元的时钟信号。

15、在第二方面中，本发明提供一种时间测量方法，包括：基于输入的参考时间信号和待测时间信号进行延迟操作，以对应生成参考延迟信号和待测延迟信号；基于所述参考延迟信号和所述待测延迟信号，输出参考电平信号和待测电平信号；对所述参考电平信号和所述待测电平信号分别进行电平统计，以得到参考电平统计结果和待测电平统计结果；以及对所述参考电平统计结果和所述待测电平统计结果进行运算，以便根据运算结果确定待测时间时长。

16、在一些实施例中，对所述参考电平统计结果和所述待测电平统计结果进行运算，以便根据运算结果确定待测时间时长包括：对所述待测电平统计结果和所述参考电平统计结果进行除法运算，以得到所述待测电平统计结果和所述参考电平统计结果之间的第一比值结果；以及根据所述第一比值结果和参考时间时长，计算得到待测时间时长。

17、在另一些实施例中，在进行所述运算之前，所述时间测量方法还包括：将参考电平统计结果进行n等分操作，以得到步进计算结果；并且对所述参考电平统计结果和所述待测电平统计结果进行运算，以便根据运算结果确定待测时间时长包括：对所述待测电平统计结果和所述步进计算结果进行除法运算，以得到所述待测电平统计结果和所述步进计算结果之间的第二比值结果；以及根据所述第二比值结果和参考时间的n等分时长，计算得到待测时间时长。

18、在又一些实施例中，生成待测延迟信号包括：基于参考时间信号来对输入的待测时间信号进行计数，以输出超出参考时间信号的整数倍周期的待测剩余信号；以及对输入的待测剩余信号进行延迟，以生成待测延迟信号。

19、通过如上所提供的时间测量技术方案，本发明的方案中通过引入参考时间信号，并且将参考时间信号与待测时间信号置于相同电路环境中进行处理，使得参考电平统计结果与待测电平统计结果能够同步变化或者更新，进而通过二者之间的运算能够得到准确度较高的待测时间时长。进一步，在一些实施例中，通过将参考电平结果进行n等分操作，可以得到测量分辨率相对比较高的参考步进值，从而有利于提高测量待测时间时长的测量精度，以及有利于降低测量结果的测量误差。

技术特征：

1.一种时间测量装置，包括：

2.根据权利要求1所述的时间测量装置，其中所述运算单元进一步用于：

3.根据权利要求1所述的时间测量装置，还包括：

4.根据权利要求1所述的时间测量装置，其中

5.根据权利要求1-4任一所述的时间测量装置，其中所述参考时间信号和待测时间信号串联输入所述延迟模块，并且所述时间测量装置还包括：

6.根据权利要求1-4任一所述的时间测量装置，其中所述延迟模块包括第一延迟链和第二延迟链，第一延迟链由多个第一延迟单元组成，第二延迟链由多个第二延迟单元组成，并且

7.根据权利要求6所述的时间测量装置，其中所述触发单元包括第一触发器组和第二触发器组，并且所述第一触发器组包括多个第一一级触发器和多个第一二级触发器，所述第二触发器组包括多个第二一级触发器和多个第二二级触发器；多个第一一级触发器与多个第一延迟单元一一对应连接；

8.根据权利要求7所述的时间测量装置，其中所述统计单元包括：

9.根据权利要求6-8任一所述的时间测量装置，其中所述第一延迟单元的数量与所述第二延迟单元的数量相等或不相等。

10.根据权利要求9所述的时间测量装置，还包括：

11.根据权利要求2或3所述的时间测量装置，其中

12.根据权利要求3所述的时间测量装置，其中所述运算单元包括：

13.根据权利要求1所述的时间测量装置，还包括：

14.一种时间测量方法，包括：

15.根据权利要求14所述的时间测量方法，其中对所述参考电平统计结果和所述待测电平统计结果进行运算，以便根据运算结果确定待测时间时长包括：

16.根据权利要求14所述的时间测量方法，在进行所述运算之前，所述时间测量方法还包括：

17.根据权利要求14所述的时间测量方法，其中生成待测延迟信号包括：

技术总结本发明公开了一种时间测量装置和时间测量方法，该时间测量装置包括：延迟模块，其用于基于输入的参考时间信号和待测时间信号进行延迟操作，以对应生成参考延迟信号和待测延迟信号；触发单元，其用于基于所述参考延迟信号和所述待测延迟信号，输出参考电平信号和待测电平信号；统计单元，其用于对所述参考电平信号和所述待测电平信号分别进行电平统计，以得到参考电平统计结果和待测电平统计结果；以及运算单元，其用于对所述参考电平统计结果和所述待测电平统计结果进行运算，以便根据运算结果确定待测时间时长。根据本发明实施例的时间测量装置能够获得准确度较高的时间测量结果。技术研发人员：盛廷义受保护的技术使用者：杭州脑芯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/11