Novel Cascaded Ring Oscillator Vernier based TDC Architecture with a Feedthrough Reference Oscillator
Notice bibliographique
Résumé
Time to digital converters (TDCs) are widely used in particle physics and medical imaging to determine the relative arrival time of photons and other particles. Vernier TDCs are one of the most attractive options due to their power consumption efficiency and their small footprint. We present our newly patented innovative architecture of cascaded-stage Vernier TDCs comprised of a feedthrough reference oscillator. This architecture lead to successive Vernier measurements that result in a lower number of cycles for the same dynamic range to resolution ratio (DRRR), leading to reduced conversion time and lower jitter. To validate this architecture, a test chip was designed in 0.18~μm TSMC technology, integrating four types of cascaded Vernier TDCs with an increasing number of stages. The performance of the chip was assessed using a modular test platform specifically designed for TDCs. For comparison purposes, all TDCs were tested with a LSB of 50~ps and a dynamic range of 20~ns. The experimental results demonstrate the highest gain in performance between 1 stage Vernier and 2 stage Vernier TDCs with the precision improved from 36~ps~rms to 21~ps~rms, the maximum number of turns from 110 to 25 counts and the dead time, from 266.4~ns to 76.5~ns, on average. Adding Vernier stages is only relevant for a higher DRRR. Therefore, the 3-stage and 4-stage Vernier TDCs also show performance gains, but improvements are limited.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».