在Kintex-7 FPGA中实现的亚纳秒时间数字转换器
仪器与探测器
2018-01-29 v2
摘要
时间数字转换器(TDC)用于包括高能物理在内的各个领域。在现场可编程门阵列(FPGA)中实现TDC的一个优势是逻辑修改的灵活性，这有利于应对实验条件的变化。最新的FPGA使得实现时间分辨率小于10 ps的TDC成为可能。另一方面，各种漂移室需要O(0.1) ns的时间分辨率，简单且易于实现的TDC有利于稳健运行。本文在Xilinx Kintex-7 FPGA中实现并测试了一个具有可变箱宽、最小可达0.28 ns的八通道TDC。该TDC基于一种多采样方案，使用与外部参考时钟同步的四相位时钟。如果有稳定的参考时钟可用（这在高能物理实验中很常见），则不需要对箱宽进行校准。根据通道不同，0.28 ns箱宽下的差分非线性标准差为0.13-0.31。性能对温度的依赖性可忽略不计。文中还讨论了功耗和扩展通道数的潜力。
引用
@article{arxiv.1701.05375,
title = {Subnanosecond Time-to-Digital Converter Implemented in a Kintex-7 FPGA},
author = {Yuta Sano and Yasuyuki Horii and Masahiro Ikeno and Osamu Sasaki and Makoto Tomoto and Tomohisa Uchida},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.05375},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 13 figures