Calibration Methods for Time-to-Digital Converters

Autor: Wassim Khaddour, Wilfried Uhring, Foudil Dadouche, Norbert Dumas, Morgan Madec
Přispěvatelé: univOAK, Archive ouverte, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Sensors
Sensors, 2023, 23 (5), pp.2791. ⟨10.3390/s23052791⟩
Volume 23
Issue 5
Pages: 2791
ISSN: 1424-8220
DOI: 10.3390/s23052791⟩
Popis: In this paper, two of the most common calibration methods of synchronous TDCs, which are the bin-by-bin calibration and the average-bin-width calibration, are first presented and compared. Then, an innovative new robust calibration method for asynchronous TDCs is proposed and evaluated. Simulation results showed that: (i) For a synchronous TDC, the bin-by-bin calibration, applied to a histogram, does not improve the TDC’s differential non-linearity (DNL); nevertheless, it improves its Integral Non-Linearity (INL), whereas the average-bin-width calibration significantly improves both the DNL and the INL. (ii) For an asynchronous TDC, the DNL can be improved up to 10 times by applying the bin–by-bin calibration, whereas the proposed method is almost independent of the non-linearity of the TDC and can improve the DNL up to 100 times. The simulation results were confirmed by experiments carried out using real TDCs implemented on a Cyclone V SoC-FPGA. For an asynchronous TDC, the proposed calibration method is 10 times better than the bin-by-bin method in terms of the DNL improvement.
Databáze: OpenAIRE