Pomiar krótkich odcinków czasu z wykorzystaniem przetwornika czas-cyfra w architekturze Verniera z oscylatorami pierścieniowymi w technologii CMOS 28 nm

• Autorzy: Kadłubowski Łukasz , Kmon Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.12.22

Warianty tytułu

EN

Time of arrival measurement using ring oscillator-based Vernier time-to-digital converter in 28 nm CMOS

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł opisuje projekt systemu do pomiaru krótkich odcinków czasu dla układów o architekturze pikselowej, wykorzystujący przetwornik czas-cyfra w architekturze Verniera z oscylatorami pierścieniowymi. Omówione są również projekt oscylatora i wyniki symulacji postekstrakcyjnych. Docelową implementacją opracowywanego rozwiązania będą scalone układy elektroniki odczytu do pikselowych detektorów promieniowania X, których jedną z funkcji będzie pomiar czasu uderzenia cząstki w detektor i dodatkowo pomiar zdeponowanej energii.

EN

The paper describes the design of a system dedicated for a measurement of short time intervals in pixellated circuits. Ring oscillatorbased Vernier time-to-digital converter architecture is used. The design of ring oscillator is discussed, and post-extraction simulation results are also presented. The project goal is to implement the solution in integrated readout integrated circuits for pixel X-ray detectors that offer time of arrival and time over threshold measurement functionalities.

Słowa kluczowe

PL

czas nadejścia; przetwornik czas-cyfra; architektura Verniera; oscylator pierścieniowy

EN

time of arrival; time-to-digital converter; Vernier; ring oscillator

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 12
• Strony: 115--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kadłubowski Łukasz

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Metrologii i Elektroniki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kmon Piotr

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Metrologii i Elektroniki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Ballabriga R., Campbell M., Llopart X., Asic developments for radiation imaging applications: The medipix and timepix family, Nucl. Instr. Meth. A, 878 (2018), 10-23
• [2] Llopart X., Alozy J., Ballabriga R., Campbell M., Egidos N., Fernandez J.M., Heijne E., Kremastiotis I., Santin E., Tlustos L., Sriskaran V., Poikela T., Study of low power front-ends for hybrid pixel detectors with sub-ns time tagging, J. Instrum., 14 (2019), n.1, C01024
• [3] Kruth A., Brezina C., Celik S., Gromov V., Kluit R., Zappon F., Desch K., Graaf H. van der, GOSSIPO-3: measurements on the prototype of a read-out pixel chip for Micro-Pattern Gaseous Detectors, J. Instrum., 5 (2010), n.12, C12005
• [4] Kłeczek R., Gryboś P., Szczygieł R., Maj P., Single photoncounting pixel readout chip operating up to 1.2 Gcps/mm2 for digital X-ray imaging systems, IEEE J. Solid-State Circuits, 53 (2018), n.9, 2651-2662
• [5] Kmon P., Kaczmarczyk P., Kadłubowski Ł., Design of analog pixels front-end active feedback, J. Instrum., 13 (2018), P01018
• [6] Drozd A., Maj P., Problemy korekcji w hybrydowych pikselowych detektorach promieniowania X, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), nr.5, 86-89
• [7] Nolet F., Roy N., Carrier S., Bouchard J., Fontaine R., Charlebois S.A., Pratte J.-F., 22 μW, 5.1 ps LSB, 5.5 ps RMS jitter Vernier time-to-digital converter in CMOS 65 nm for single photon avalanche diode array, Electron. Lett., 56 (2020), n.9, 424-426
• [8] Roy N., Nolet F., Dubois F., Mercier M., Fontaine R., Pratte J., Low Power and Small Area, 6.9 ps RMS Time-to-Digital Converter for 3-D Digital SiPM, IEEE Trans. Radiation Plasma Medical Sci., 1 (2017), n.6, 486-494

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).