一种精度高达3.5ps的TDC(时间数字转换器)设计方案
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临床痛点
核心方案
核心关键技术
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为了提升CT探测器的时钟同步性能,提出一种基于时间数字转换器(TDC)反馈机制的时钟同步方法,并设计了完整的同步系统原型架构。首次将基于进位链的TDC延时测量技术引入CT探测器时钟同步场景,设计了高分辨率的延时测量模块,结合多级比较器与高精度延迟单元完成时序调度逻辑,基于有限状态机实现同步控制流程,构建了闭环反馈的同步机制。仿真实验结果表明,在512通道、最大传输距离为1.28 m 的复杂场景下,系统同步精度可稳定控制在10 ps以内,较传统方案提升了两个数量级,在加入干扰抖动的工况条件下,也可以进行动态补偿,将系统同步精度稳定控制在10 ps以内。
临床痛点
CT探测器普遍采用“星形拓扑+多ADC模组”架构。各模组独立采样,若时钟边沿存在偏差,采样相位漂移会在重建图像中形成明暗条纹,降低低密度分辨率,甚至导致误诊。传统对策—等长布线、GPS驯服、IEEE1588(PTP)或SER/DES自同步—在封闭旋转腔体、扇形长距离、强电磁干扰三大约束下,要么精度不足(μs-ns),要么需要额外协议栈与硬件,调试周期长,且难以适应大于512通道的下一代超高清CT