Un TDC de 8 bits implementado con dos contadores Johnson anidados

Resumen

Este trabajo presenta un Convertidor de Tiempo a Digital implementado utilizando dos contadores Johnson anidados y apropiado para aplicaciones de medición de intervalo de tiempo. La estructura propuesta se compone de dos contadores anidados de 4 bits, dos redes de control lógico-digital, dos registros y un decodificador. Para el decodificador se ha utilizado una lógica semi-dinámica para reducir su consumo de energía. El sistema tiene una salida digital estándar y se alimenta con una fuente de 1.8 V con un consumo total de 32.4 mW. Se fabricó un prototipo utilizando una tecnología CMOS de 180 nm de TSMC. La estructura propuesta ocupa un área de 508 µm x 225 µm. Además, este TDC tiene una desviación estándar de 0.78 LSB con un intervalo de tiempo de entrada fijo que opera a una frecuencia de 1 MHz.  La estructura propuesta muestra buenos resultados de rendimiento y repetibilidad para condiciones de conversión continua, estos resultados son atribuidos a la simplicidad del sistema y al uso de contadores con mínimo retardo de puerta como elementos principales para el TDC.