A 3.12 ps rms Ring Oscillator-Based Cascaded Vernier Time-to-Digital Converter with Two-Stages in TSMC 65 nm
Notice bibliographique
Résumé
Our team is working on a photon-to-digital converter composed of an array of 4096 single-photon avalanche diodes (SPAD) each connected in 3D with a quenching circuit and 512 time-to-digital converters (TDC) in an 8-to-1 configuration. The target applications of this device are time-offlight (ToF) positron emission tomography, ToF computed tomography, quantum key distribution, and wavefront sensing for astronomy. A common requirement for these applications is a hightiming precision on the time of interaction of the photons. To this end, we developed a 43 μm × 35 μm TDC that utilizes a ring oscillator-based cascaded Vernier with 2 stages. In a test chip fabricated in TSMC 65 nm, composed of two 16 SPAD-quench arrays connected each to 8 TDCs in a 4-to-2 configuration. The TDC achieved a precision of 3.12 ps rms with a LSB of 8.23 ps for a dynamic range of 4 ns and a power consumption of 28.6 μW at 1 Mcps. We also detected a systematic nonlinearity issue in one of the TDC subcircuits. The presentation will discuss the advantages and design challenges of this TDC architecture, with an emphasis on the problematic subcircuit and the challenges of integrating TDCs in arrays.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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 ».