Tid-til-digital-omformer
I elektronisk instrumentering og signalbehandling er en tid-til-digital-omformer, tidsdigiserer eller tidsdigitiserer, en enhet som gjenkjenner hendelser og gir en digital representasjon av tidspunktet de fant sted. For eksempel kan digisereren sende ut tidspunkt for ankomst for hver innkommende puls. I noen tilfeller ønsker man å måle tidsintervallet mellom to hendelser i stedet å for angi det absolutte tidspunkt, og digisereren kan da brukes for å måle tildsintervallet og konvertere det til et digitalt (binært) utputt. I noen tilfeller[1] kalles en interpolerende tidsdigiserer for en tidsteller.
Når tidsdigiserere brukes til å bestemme tidsintervallet mellom to signalpulser (kjent som start- og stopppuls) startes og stoppes målingen når den stigende eller fallende flanken til en signalpuls krysser en fastsatt terskel. Dette mønsteret brukes i mange fysiske eksperiment, som målinger av flytid og levetid i atomfysikk og partikkelfysikk, eksperimenter som involverer laseravstandsmåling og elektronisk vitenskap hvor man tester integrerte kretser og høyhastighets dataoverføringer.[1]
Det finnes flere metoder for tidsdigisering. Noen kan gi nanosekunds nøyaktighet, mens andre er kapable til pikosekunds nøyaktighet.[trenger referanse] De kan fås både som diskrete eller integrerte kretser. Ofte er det en avveining om hvor om man skal måle veldig nøyaktig, men med lang dødtid mellom hver måling, eller om man skal være i stand til å måle oftere med dårligere oppløsning.
Bruk
[rediger | rediger kilde]Tidsdigiserere brukes til å tidsstemple hendelser og måle tidsforskjeller mellom hendelser, spesielt der det kreves picosekund-presisjon og høy nøyaktighet, for eksempel måling av hendelser i eksperimenter i partikkelfysikk, hvor partikler (for eksempel elektroner, fotoner og ioner) blir detektert.
Et annet bruksområde er kostnadseffisient og ikke-mekanisk vannstrømningsmåling ved å måle tidsforskjellen mellom ultralydpulser som går gjennom strømmen og ankommer mottakerne til forskjellige tider avhengig av strømningens hastighet og retning.[2][3]
I en heldigital faselåst sløyfe måler en tidsdigiserer faseforskyvningen, og resultatet brukes til å justere den digitalt styrte oscillatoren.[4]
-
Skisse av grov tellemetode i tidsdigisererer, med målinger av T i ulike relasjoner til klokkepulsene
-
Skisse av Nutt-interpolasjonsmetoden,[5] en hybrid metode
Se også
[rediger | rediger kilde]- Analog-til-digital omformer (ADC) og digital til analog-omformer (DAC)
- Analog informasjon og digital informasjon
- Flytid, tiden noe bruker på å bevege seg en distanse gjennom et medium
- Frekvens, hvor mange ganger en hendelse gjentar seg i løpet av et tidsrom
- Klokke (elektronikk), regelmessig signal som styrer en prosess
- Kvantiseringsfeil, avvik som skyldes grovmasket tilskriving av verdier
- Lidar, er en optisk fjernmålingsteknikk
- Oscillator, eksempelvis kvartsoscillator
- Operasjonsforsterker, elektronisk forsterker som brukes i analoge elektroniske systemer
- Samplingsfrekvens, gjennomsnittlig antall punktprøver per sekund
- Vippe, krets som har to stabile tilstander og kan lagre tilstandsinformasjon
Referanser
[rediger | rediger kilde]- ^ a b Kalisz, Józef (February 2004), «Review of methods for time interval measurements with picosecond resolution», Metrologia (Institute of Physics Publishing) 41 (1): 17–32, ,
- ^ Mal:Cite tech report
- ^ Mal:Cite tech report
- ^ Henzler, Stephan. «6.1 Digital Phase Locked Loop». Time-to-Digital Converters. Springer Series in Advanced Microelectronics. 29. Springer Netherlands. ISBN 978-90-481-8627-3. ISSN 1437-0387. doi:10.1007/978-90-481-8628-0.
- ^ Kalisz, J. (1987), Error analysis and design of the Nutt time-interval digitiser with picosecond resolution, 20, ss. 1330–1341,