Návrh Time-to-Amplitude převodníku

Abstract

Tato práce popisuje návrh, realizaci a testování převodníku z času na amplitudu (TAC) určeného pro měření časových intervalů v řádu mikrosekund. Nejprve jsou představeny klíčové parametry TAC, běžné principy měření a jejich obvodové realizace. Následuje detailní návrh analogové části, proudového zdroje, diferenciálního páru a vybíjecího tranzistoru, včetně vlastních budičů pro spolehlivé přepínání řídicích elektrod. Dále je popsán návrh digitální řídicí logiky pro přechody mezi jednotlivými režimy TAC. Pro praktické ověření byl vyroben čtyřvrstvý PCB.<br>Navržený převodník spolehlivě měří časové intervaly v rozsahu od 1us do 50us, s odchylkou menší než 1us, a vykazuje velmi dobrou linearitu. Během testování se však projevilo kmitání výstupního napětí o amplitudě přibližně 200mV a frekvenci kolem 300MHz, a dále pomalejší náběžné a doběžné hrany výstupních signálů budičů. Tyto jevy jsou pravděpodobně způsobeny omezenou proudovou zatížitelností budičů a vlivem parazitních prvků na reálném plošném spoji. Tyto nedostatky naznačují směry další optimalizace, zejména potlačení vysokofrekvenčních oscilací a zvýšení proudové zatížitelnosti budicích obvodů.