时间数字转换装置及时间间隔测量方法与流程-j9九游会真人

1.本技术涉及时间精准测量技术领域，具体而言，涉及一种时间数字转换装置及时间间隔测量方法。


背景技术：

2.随着科学技术的不断发展，空间科学、医学诊断和成像、核物理、量子通信、激光探测等众多领域需要针对速度或距离进行测量，通常采用时间数字转换器(time-to-digital converter，tdc)将对速度或距离的测量转化为时间的测量，以通过测量出的时间表征具体的速度大小或距离大小。而随着fpga(field-programmable gate array，现场可编程门阵列)技术的快速发展以及性价比不断提高，采用fpga技术设计时间数字转换器(tdc)不仅可以达到较高的时间分辨率，同时在低成本与快速开发周期上具有较大优势而具有深远的应用前景。
3.但值得注意的是，由于fpga内部结构的特殊性，fpga内部的延时链单元的延迟时间会随着内部温度和/或内部电压的变化而发生变化，导致对应时间数字转换器最终的时间测量结果产生测量偏差。
4.目前，业界主流通常通过为基于fpga的时间数字转换器外置一个额外的校准电路，以通过该校准电路对时间测量结果进行延迟时间校准，来提升时间数字转换器的时间测量精准度。但这种时间测量校准方案需要花费较高的延迟时间校准成本，且对应的延迟时间校准精准度及时间测量效率不高。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种时间数字转换装置及时间间隔测量方法，能够在无需外置校准电路的情况下，复用细时间测量单元实现延时链单元的延迟时间实时校准功能以及被测停止信号的细时间延时测量功能，从而在降低延迟时间校准成本，提升延迟时间校准精准度的同时，有效确保时间测量精准度及时间测量效率。
6.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本技术提供一种时间数字转换装置，所述装置包括延时链单元、粗时间测量单元、细时间测量单元、时隔输出单元及信号切换单元；
8.所述延时链单元外接时钟信号，所述粗时间测量单元与所述延时链单元电性连接，所述粗时间测量单元外接开始测量信号，其中所述粗时间测量单元用于对所述开始测量信号上升沿到来之后的时钟信号上升沿数目进行计数；
9.所述信号切换单元外接延时校准信号及停止测量信号，所述信号切换单元与所述延时链单元电性连接，其中所述信号切换单元用于切换所述延时校准信号或所述停止测量信号输入到所述延时链单元中进行传输；
10.所述细时间测量单元与所述延时链单元电性连接，用于在所述延时链单元传输所述延时校准信号时，根据所述延时校准信号在所述延时链单元处的传输状况实时校准所述
延时链单元中单个延时模块的延迟时间，并在所述延时链单元传输所述停止测量信号时，根据校准出的单个延时模块的延迟时间测量所述停止测量信号上升沿与目标时钟信号上升沿之间的目标时间长度，其中所述目标时钟信号上升沿为所述停止测量信号上升沿到来之后的第一个时钟信号上升沿；
11.所述时隔输出单元与所述细时间测量单元及所述粗时间测量单元同时电性连接，用于根据所述粗时间测量单元计数出的时钟信号上升沿数目及所述细时间测量单元测量出的目标时间长度，计算所述开始测量信号上升沿与所述停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
12.在可选的实施方式中，所述延时链单元包括触发器阵列、编码器及多个延时模块；
13.所述多个延时模块相互级联，用于对所述延时链单元的输入信号进行延迟传输；
14.所述触发器阵列包括多个触发器，每个触发器对应连接一个所述延时模块，用于在时钟信号上升沿到来时锁存各延时模块的信号输出，得到所述输入信号在所述时钟信号上升沿到来时于所述延时链单元内的信号传输状况；
15.所述编码器与所述触发器阵列电性连接，用于所述输入信号在所述时钟信号上升沿到来时于所述延时链单元内的信号传输状况进行编码转换，得到所述细时间测量单元和所述粗时间测量单元均可识别的二进制码数据。
16.在可选的实施方式中，所述延时链单元的所有延时模块各自的延迟时间之和大于所述时钟信号的单个时钟周期，所述延时链单元的所有延时模块均为fpga芯片内部的一个超前快速进位逻辑结构。
17.在可选的实施方式中，在所述延时链单元传输所述延时校准信号的情况下，所述细时间测量单元从所述延时链单元处获取在相邻两个时钟信号上升沿到来时捕获到所述延时校准信号上升沿的目标延时模块位置；
18.所述细时间测量单元根据所述相邻两个时钟信号上升沿各自对应的目标延时模块位置，计算所述延时链单元在单个时钟周期内传输所述延时校准信号所需的遍历延时模块数目；
19.所述细时间测量单元对所述时钟周期与所述遍历延时模块数目进行除法运算，以校准出所述延时链单元中单个延时模块的延迟时间。
20.在可选的实施方式中，所述装置还包括时钟校准产生单元；
21.所述时钟校准产生单元与所述延时链单元电性连接，用于产生时钟信号，并将产生的时钟信号传输给所述延时链单元；
22.所述时钟校准产生单元还与所述信号切换单元电性连接，用于对产生的时钟信号进行相位调整处理，得到对应的延时校准信号，并将得到的延时校准信号传输给所述信号切换单元。
23.在可选的实施方式中，所述装置还包括测量信号产生单元；
24.所述测量信号产生单元与所述粗时间测量单元电性连接，用于产生开始测量信号，并将产生的开始测量信号传输给所述粗时间测量单元；
25.所述测量信号产生单元还与所述信号切换单元电性连接，用于产生停止测量信号，并将产生的停止测量信号传输给所述信号切换单元。
26.第二方面，本技术提供一种时间间隔测量方法，应用于前述实施方式中任意一项
所述的时间数字转换装置，所述方法包括：
27.控制粗时间测量单元在接收到的开始测量信号上升沿到来后进行时钟信号上升沿计数；
28.控制信号切换单元将外接的停止测量信号输入到延时链单元中进行传输，使细时间测量单元基于当前已校准出的所述延时链单元中单个延时模块的延迟时间，对所述停止测量信号上升沿与目标时钟信号上升沿之间的目标时间长度进行测量，其中所述目标时钟信号上升沿为所述停止测量信号上升沿到来之后的第一个时钟信号上升沿；
29.控制所述时隔输出单元根据所述细时间测量单元测量出的目标时间长度，以及所述粗时间测量单元在所述开始测量信号上升沿与所述停止测量信号上升沿之间计数出的时钟信号上升沿数目，计算所述开始测量信号上升沿与所述停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
30.在可选的实施方式中，所述根据所述细时间测量单元测量出的目标时间长度，以及所述粗时间测量单元在所述开始测量信号上升沿与所述停止测量信号上升沿之间计数出的时钟信号上升沿数目，计算所述开始测量信号上升沿与所述停止测量信号上升沿之间的时间间隔的步骤，包括：
31.计算时钟信号的单个时钟周期与所述目标时间长度之间的时间差值，得到第一待叠加时间长度；
32.根据所述时钟信号的单个时钟周期，计算与所述粗时间测量单元计数出的时钟信号上升沿数目对应的时间长度，得到第二待叠加时间长度；
33.对所述第一待叠加时间长度与所述第二待叠加时间长度进行加法运算，得到所述开始测量信号上升沿与所述停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
34.在可选的实施方式中，所述方法还包括：
35.控制所述信号切换单元将外接的延时校准信号输入到所述延时链单元中进行传输；
36.控制所述细时间测量单元根据所述延时校准信号在所述延时链单元处的传输状况，实时校准所述延时链单元中单个延时模块的延迟时间。
37.在可选的实施方式中，所述根据所述延时校准信号在所述延时链单元处的传输状况，实时校准所述延时链单元中单个延时模块的延迟时间的步骤，包括：
38.获取所述延时链单元在相邻两个时钟信号上升沿到来时捕获到所述延时校准信号上升沿的目标延时模块位置；
39.根据所述相邻两个时钟信号上升沿各自对应的目标延时模块位置，计算所述延时链单元在单个时钟周期内传输所述延时校准信号所需的遍历延时模块数目；
40.对所述时钟周期与所述遍历延时模块数目进行除法运算，以校准出所述延时链单元中单个延时模块的延迟时间。
41.在此情况下，本技术实施例的有益效果可以包括以下内容：
42.本技术通过将粗时间测量单元与外接时钟信号的延时链单元电性连接，使该粗时间测量单元对自身外接的开始测量信号上升沿到来之后的时钟信号上升沿数目进行计数，并通过信号切换单元切换外接的延时校准信号或停止测量信号输入到延时链单元中进行传输，由细时间测量单元在延时链单元传输延时校准信号时，根据延时校准信号在延时链
单元处的传输状况实时校准延时链单元中单个延时模块的延迟时间，并由该细时间测量单元在延时链单元传输停止测量信号时，根据校准出的单个延时模块的延迟时间测量停止测量信号上升沿与目标时钟信号上升沿之间的目标时间长度，而后由时隔输出单元根据粗时间测量单元计数出的时钟信号上升沿数目及细时间测量单元测量出的目标时间长度，计算开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔，从而在无需外置校准电路的情况下，复用细时间测量单元实现延时链单元的延迟时间实时校准功能以及被测停止信号的细时间延时测量功能，以在降低时间数字转换装置的延迟时间校准成本，提升延迟时间校准精准度的同时，有效确保时间测量精准度及时间测量效率。
43.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
45.图1为本技术实施例提供的时间数字转换装置的组成示意图之一；
46.图2为本技术实施例提供的延时链单元的组成示意图；
47.图3为本技术实施例提供的时间数字转换装置的组成示意图之二；
48.图4为本技术实施例提供的时间间隔测量方法的流程示意图之一；
49.图5为图4中的步骤s230包括的子步骤的流程示意图；
50.图6为本技术实施例提供的时间间隔测量方法的流程示意图之二；
51.图7为图6中的步骤s250包括的子步骤的流程示意图。
52.图标：10-时间数字转换装置；11-信号切换单元；12-延时链单元；13-粗时间测量单元；14-细时间测量单元；15-时隔输出单元；16-时钟校准产生单元；17-测量信号产生单元。
具体实施方式
53.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
54.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
55.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
56.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅
用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
57.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
58.请参照图1，图1是本技术实施例提供的时间数字转换装置10的组成示意图之一。在本技术实施例中，时间数字转换装置10的延迟时间校准成本低，整体的延迟时间校准精准度高，能够针对被测信号实现高精准度且高效率的时间间隔测量功能。其中，时间数字转换装置10可以包括信号切换单元11、延时链单元12、粗时间测量单元13、细时间测量单元14及时隔输出单元15。
59.在本实施例中，延时链单元12可外接时钟信号，粗时间测量单元13外接开始测量信号。其中粗时间测量单元13用于在开始测量信号上升沿到来之后，开始针对延时链单元12接收到的时钟信号的时钟信号上升沿数目进行计数，以实现对被测信号的粗时间计数功能。其中，开始测量信号上升沿用于指示时间数字转换装置10进行时间间隔测量的起始时间点。
60.在本实施例中，信号切换单元11外接延时校准信号及停止测量信号，同时该信号切换单元11与上述延时链单元12电性连接，用于切换延时校准信号或停止测量信号输入到延时链单元12中进行传输。
61.其中，若信号切换单元11切换延时校准信号输入到延时链单元12中进行传输，则该延时链单元12会对传输的延时校准信号进行延时值测量，得到该延时校准信号在时钟信号作用下的传输状况。
62.若信号切换单元11切换停止测量信号输入到延时链单元12中进行传输，则该延时链单元12会对传输的停止测量信号进行延时值测量，得到该停止测量信号在时钟信号作用下的传输状况。此时，该延时链单元12会在停止测量信号上升沿到来时，告知粗时间测量单元13停止计数，以确保粗时间测量单元13对应计数出的时钟信号上升沿数目属于从开始测量信号上升沿到停止测量信号上升沿的时间段内经历过的时钟周期数目，其中停止测量信号的信号上升沿用于指示时间数字转换装置10进行时间间隔测量的停止时间点。
63.在本实施例中，细时间测量单元14与延时链单元12电性连接，用于在延时链单元12传输延时校准信号时，根据延时校准信号在延时链单元12处的传输状况实时校准延时链单元12中单个延时模块的延迟时间，以实现对延时链单元12的延迟时间实时校准功能。其中，前述延时校准信号用于指示细时间测量单元14针对延时链单元12中单个延时模块在当前运行环境下的实际延迟时间进行实时校准。
64.在本实施例中，该细时间测量单元14还用于在延时链单元12传输停止测量信号时，根据当前已校准出的单个延时模块的延迟时间，测量该停止测量信号的信号上升沿与目标时钟信号上升沿之间的目标时间长度，以实现对被测停止信号的细时间延时测量功
能。其中，目标时钟信号上升沿即为停止测量信号上升沿到来之后的第一个时钟信号上升沿。
65.在本实施例中，时隔输出单元15与细时间测量单元14及粗时间测量单元13同时电性连接，用于根据细时间测量单元14测量出的目标时间长度，以及粗时间测量单元13在开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间计数出的时钟信号上升沿数目，直接计算出开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
66.其中，该时隔输出单元15可通过计算时钟信号的单个时钟周期与该目标时间长度之间的时间差值，得到第一待叠加时间长度，而后将该时钟周期与粗时间测量单元13计数出的时钟信号上升沿数目进行乘法运算，得到第二待叠加时间长度，进而通过将第一待叠加时间长度与第二待叠加时间长度进行加法运算，得到开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
67.由此，本技术可通过上述时间数字转换装置10的具体装置组成，在无需外置校准电路的情况下，复用细时间测量单元14实现延时链单元12的延迟时间实时校准功能以及被测停止信号的细时间延时测量功能，并通过测量被测信号(包括开始测量信号和停止测量信号)的粗时间加细时间的方式，得到被测信号所对应的时间间隔，从而在降低时间数字转换装置10的延迟时间校准成本，提升该时间数字转换装置10的延迟时间校准精准度的同时，有效确保该时间数字转换装置10的时间测量精准度及时间测量效率。
68.可选地，请参照图2，图2是本技术实施例提供的延时链单元12的组成示意图。在本技术实施例中，该延时链单元12可以包括触发器阵列、编码器及多个延时模块。
69.在本实施例中，该延时链单元12包括的多个延时模块相互级联，多个延时模块中的首个级联延时模块的输入端外接对应的输入信号(即上述延时校准信号或上述停止测量信号)，其他级联延时模块的输入端与前一级联延时模块的输出端连接，从而通过多个延时模块对该延时链单元12对应的输入信号进行延时传输测量。
70.在本实施例中，该延时链单元12包括的触发器阵列可由多个触发器组成，每个触发器对应连接一个延时模块，用于在时钟信号上升沿到来时锁存该延时链单元12中各延时模块的信号输出，得到该输入信号在时钟信号上升沿到来时于该延时链单元12内的信号传输状况。其中，该触发器阵列所涉及的触发器可以是d触发器，以将d触发器的时钟输入端外接时钟信号，并将d触发器的信号输入端与对应延时模块的输出端连接。
71.在本实施例中，该延时链单元12包括的编码器与触发器阵列中各触发器电性连接，用于输入信号在时钟信号上升沿到来时于延时链单元12内的信号传输状况进行编码转换，得到细时间测量单元14和粗时间测量单元13均可识别的二进制码数据。
72.其中，前述输入信号在时钟信号上升沿到来时于延时链单元12内的信号传输状况可以表示对应输入信号的信号上升沿在对应时钟信号上升沿到来时被传输到哪个延时模块，此时该延时模块的模块位置(可采用延时模块的模块序号进行描述)即可被视为在对应时钟信号上升沿捕获到输入信号上升沿的目标延时模块位置。
73.可以理解的是，在上述输入信号为停止测量信号的情况下，该编码器会在停止测量信号上升沿到来时，通过向粗时间测量单元13传输特定二进制码数据，以告知该粗时间测量单元13在停止测量信号上升沿到来时停止计数，从而确保该粗时间测量单元13实际计数出的时钟信号上升沿数目属于从开始测量信号上升沿到停止测量信号上升沿的时间段
内经历过的时钟周期数目。
74.在本技术实施例中，为确保细时间测量单元14能够通过延时链单元12实现延迟时间实时校准功能和细时间延时测量功能，该延时链单元12所涉及的总延迟时间(即该延时链单元12的所有延时模块各自的延迟时间之和)需维持在大于时钟信号的单个时钟周期的状态，以确保开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔超出整数倍时钟周期的时间长度能够经该细时间测量单元14测量得到。
75.同时，申请人通过辛苦调研发现，现有基于fpga的时间数字转换器是将fpga芯片内部的多个超前快速进位逻辑结构(例如，carry4或carry8)中的每个超前快速进位逻辑结构所包括的多个进位逻辑结构分别作为一个延时模块来构建延时链单元的，导致对应时间数字转换器中属于同一超前快速进位逻辑结构的相邻两个延时模块之间的延时间隔(即t)，与归属于不同超前快速进位逻辑结构的相邻两个延时模块之间的延时间隔(即t)存在明显差异(即t》t)，导致现有延时链单元中各个延时模块的延迟时间不均匀分布，进而导致最终时间测量结果存在明显误差。
76.为此，本技术通过将fpga芯片内部的每个超前快速进位逻辑结构直接作为延时链单元12的一个延时模块，以利用单个超前快速进位逻辑结构内部走线长度基本相同的特性，确保每个超前快速进位逻辑结构在作为延时模块时的延迟时间基本保持一致，从而确保该延时链单元12中各个延时模块的延迟时间呈均匀分布状态，以提升最终时间测量结果的结果精准度。
77.在此情况下，为确保细时间测量单元14能够实现延时链单元12的延迟时间实时校准功能，可通过控制信号切换单元11将延时校准信号切换输入到延时链单元12中，并由细时间测量单元14对应获取该延时链单元12在相邻两个时钟信号上升沿到来时捕获到延时校准信号上升沿的目标延时模块位置，而后基于相邻两个时钟信号上升沿各自对应的目标延时模块位置，计算处于这两个目标延时模块位置之间的延时模块数目，得到该延时链单元12在当前运行环境下于单个时钟周期内传输延时校准信号所需的遍历延时模块数目，接着通过对单个时钟周期与该遍历延时模块数目进行除法运算，直接校准出该延时链单元12中单个延时模块在当前运行环境下的延迟时间，从而确保校准出的延迟时间与当前运行环境实质匹配，确保最终时间测量结果的结果精准度。
78.可选地，请参照图3，图3是本技术实施例提供的时间数字转换装置10的组成示意图之二。在本技术实施例中，与图1所示的时间数字转换装置10相比，图3所示的时间数字转换装置10还可以包括时钟校准产生单元16。
79.在本实施例中，该时钟校准产生单元16可与延时链单元12电性连接，用于产生时钟信号，并将产生的时钟信号传输给延时链单元12，以确保延时链单元12、细时间测量单元14及粗时间测量单元13能够正常实现时间测量功能。
80.在本实施例中，该时钟校准产生单元16还可与信号切换单元11电性连接，用于对产生的时钟信号进行相位调整处理，得到对应的延时校准信号，并将得到的延时校准信号传输给信号切换单元11，以便该信号切换单元11在需要校准延迟时间时能够向延时链单元12输出延时校准信号。
81.在本实施例的一种实施方式中，该时钟校准产生单元16可按照特定频率(例如，以15皮秒为时间间隔)步进调节延时校准信号的信号相位，直至调节后的延时校准信号在输
入到延时链单元12后的信号上升沿能够被相邻两个时钟信号上升沿捕获为止，以确保对应细时间测量单元14正常实现对延时链单元12的延迟时间实时校准功能。
82.可选地，在本技术实施例中，上述时间数字转换装置10还可以包括测量信号产生单元17。
83.在本实施例中，测量信号产生单元17与粗时间测量单元13电性连接，用于在需要开始针对被测信号进行时间测量时，产生开始测量信号，并将产生的开始测量信号传输给粗时间测量单元13，以通过开始测量信号上升沿指示粗时间测量单元13开始进行时钟信号上升沿计数。
84.该测量信号产生单元17还与信号切换单元11电性连接，用于在需要停止针对被测信号进行时间测量时，产生停止测量信号，并将产生的停止测量信号传输给信号切换单元11，以便该信号切换单元11在需要停止时间测量时能够向延时链单元12输出停止测量信号，以通过停止测量信号上升沿指示粗时间测量单元13停止进行时钟信号上升沿计数，并指示细时间测量单元14运行被测停止信号的细时间延时测量功能。
85.在本技术中，为确保上述时间数字转换装置10能够针对被测信号(包括开始测量信号和停止测量信号)实现时间间隔测量功能，本技术实施例提供一种应用于上述时间数字转换装置10的时间间隔测量方法实现前述目的。下面对本技术提供的时间间隔测量方法进行详细描述。
86.请参照图4，图4是本技术实施例提供的时间间隔测量方法的流程示意图之一。在本技术实施例中，所述时间间隔测量方法应用于上述时间数字转换装置10，所述时间间隔测量方法可以包括步骤s210～步骤s230。
87.步骤s210，控制粗时间测量单元在接收到的开始测量信号上升沿到来后进行时钟信号上升沿计数。
88.在本实施例中，上述时间数字转换装置10所在的电子设备在需要进行时间间隔测量时，可驱使开始测量信号产生一个信号上升沿，以便该时间数字转换装置10包括的粗时间测量单元13在接收到的开始测量信号上升沿到来后进行时钟信号上升沿计数。
89.可以理解的是，上述时间数字转换装置10可应用于激光雷达的激光扫描过程中，由该激光雷达在每次发射激光光束时，驱使开始测量信号产生一个信号上升沿，以便该时间数字转换装置10包括的粗时间测量单元13在接收到的开始测量信号上升沿到来后进行时钟信号上升沿计数。
90.步骤s220，控制信号切换单元将外接的停止测量信号输入到延时链单元中进行传输，使细时间测量单元基于当前已校准出的延时链单元中单个延时模块的延迟时间，对停止测量信号上升沿与目标时钟信号上升沿之间的目标时间长度进行测量。
91.在本实施例中，上述时间数字转换装置10所在的电子设备在需要停止时间间隔测量时，可驱动该时间数字转换装置10包括的信号切换单元11切换停止测量信号输入到延时链单元12中进行传输，并驱使停止测量信号产生一个信号上升沿，以便该时间数字转换装置10包括的细时间测量单元14直接基于当前已校准出的延时链单元12中单个延时模块的延迟时间，直接测量出停止测量信号上升沿与目标时钟信号上升沿之间的目标时间长度，并由该延时链单元12驱使粗时间测量单元13在停止测量信号上升沿到来后暂停进行时钟信号上升沿计数。其中，目标时钟信号上升沿为停止测量信号上升沿到来之后的第一个时
钟信号上升沿。
92.其中，细时间测量单元14可通过获取该延时链单元12在目标时钟信号上升沿捕获到停止测量信号上升沿的目标延时模块位置，而后确定该延时链单元12中的首个级联延时模块与目标延时模块位置之间的延时模块数量，而后将当前标准出的单个延时模块的延迟时间与确定出的延时模块数量进行乘法运算，得到停止测量信号上升沿与目标时钟信号上升沿之间的目标时间长度。
93.可以理解的是，当上述时间数字转换装置10应用于激光雷达时，可由该激光雷达在发射激光光束时，驱动该时间数字转换装置10包括的信号切换单元11切换停止测量信号输入到延时链单元12中进行传输，并在该激光雷达接收到反射的激光光束时，驱使停止测量信号产生一个信号上升沿，以便该时间数字转换装置10包括的细时间测量单元14直接基于当前已校准出的延时链单元12中单个延时模块的延迟时间，直接测量出停止测量信号上升沿与目标时钟信号上升沿之间的目标时间长度，并由该延时链单元12驱使粗时间测量单元13在停止测量信号上升沿到来后暂停进行时钟信号上升沿计数。
94.步骤s230，控制时隔输出单元根据细时间测量单元测量出的目标时间长度，以及粗时间测量单元在开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间计数出的时钟信号上升沿数目，计算开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
95.在本实施例中，当细时间测量单元14测量出的目标时间长度，且粗时间测量单元13在开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间计数出的时钟信号上升沿数目时，该时间数字转换装置10包括的时隔输出单元15可通过对前述目标时间长度及前述时钟信号上升沿数目进行数据处理，得到开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
96.可以理解的是，当上述时间数字转换装置10应用于激光雷达的激光扫描过程中时，可通过上述步骤s210～步骤s230的协同作用，计算出激光发射时间点与激光接收时间点之间的时间间隔。
97.可选地，请参照图5，图5是图4中的步骤s230包括的子步骤的流程示意图。在本技术实施例中，上述步骤s230可以包括子步骤s231～子步骤s233，以精准测量开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
98.子步骤s231，计算时钟信号的单个时钟周期与目标时间长度之间的时间差值，得到第一待叠加时间长度。
99.其中，第一待叠加时间长度可由时钟信号的单个时钟周期减去目标时间长度得到。
100.子步骤s232，根据时钟信号的单个时钟周期，计算与粗时间测量单元计数出的时钟信号上升沿数目对应的时间长度，得到第二待叠加时间长度。
101.其中，第二待叠加时间长度可由时钟信号的单个时钟周期与粗时间测量单元13计数出的时钟信号上升沿数目进行乘法运算得到。
102.子步骤s233，对第一待叠加时间长度与第二待叠加时间长度进行加法运算，得到开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
103.由此，本技术可通过执行上述子步骤s231～子步骤s233，精准测量开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔。
104.本技术可通过执行上述步骤s210～步骤s230，针对被测信号(包括开始测量信号和停止测量信号)实现时间间隔测量功能。
105.可选地，请参照图6，图6是本技术实施例提供的时间间隔测量方法的流程示意图之二。在本技术实施例中，与图4所示的时间间隔测量方法相比，图6所示的时间间隔测量方法还可以包括步骤s240及步骤s250，以确保该时间数字转换装置10能够复用细时间测量单元14针对延时链单元12实现延迟时间实时校准功能。
106.步骤s240，控制信号切换单元将外接的延时校准信号输入到延时链单元中进行传输。
107.在本实施例中，上述时间数字转换装置10所在的电子设备在需要进行延迟时间校准时，可驱使信号切换单元11切换延时校准信号输入到延时链单元12中进行传输，使该延时链单元12能够在相邻两个时钟信号上升沿到来时对应捕获该延时校准信号的信号上升沿。
108.可以理解的是，当上述时间数字转换装置10应用于激光雷达时，可在该激光雷达的激光充电空闲时间段内，驱使该信号切换单元11切换延时校准信号输入到延时链单元12中进行传输，以在该激光充电空闲时间段内执行延迟时间校准操作。
109.步骤s250，控制细时间测量单元根据延时校准信号在延时链单元处的传输状况，实时校准延时链单元中单个延时模块的延迟时间。
110.在本实施例中，细时间测量单元14可在延时链单元12传输延时校准信号时，根据该延时校准信号在延时链单元12内被捕获的信号传输状况，实时校准该延时链单元12的单个延时模块在当前运行环境下的延迟时间。
111.可选地，请参照图7，图7是图6中的步骤s250包括的子步骤的流程示意图。在本技术实施例中，上述步骤s250可以包括子步骤s251～子步骤s253，以实时校准延时链单元12的单个延时模块在当前运行环境下的延迟时间。
112.子步骤s251，获取延时链单元在相邻两个时钟信号上升沿到来时捕获到延时校准信号上升沿的目标延时模块位置。
113.子步骤s252，根据相邻两个时钟信号上升沿各自对应的目标延时模块位置，计算延时链单元在单个时钟周期内传输延时校准信号所需的遍历延时模块数目。
114.其中，遍历延时模块数目即为前述两个目标延时模块位置之间的延时模块数目。
115.子步骤s253，对时钟周期与遍历延时模块数目进行除法运算，以校准出延时链单元中单个延时模块的延迟时间。
116.由此，本技术可通过执行上述子步骤s251～子步骤s253，实时校准延时链单元12的单个延时模块在当前运行环境下的延迟时间。
117.本技术可通过执行上述步骤s240及步骤s250，确保该时间数字转换装置10能够复用细时间测量单元14针对延时链单元12实现延迟时间实时校准功能。
118.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应
当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
119.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个可读存储介质中，包括若干指令用以使得上述激光雷达系统中的主控芯片执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
120.综上所述，在本技术实施例提供的时间数字转换装置及时间间隔测量方法中，本技术通过将粗时间测量单元与外接时钟信号的延时链单元电性连接，使该粗时间测量单元对自身外接的开始测量信号上升沿到来之后的时钟信号上升沿数目进行计数，并通过信号切换单元切换外接的延时校准信号或停止测量信号输入到延时链单元中进行传输，由细时间测量单元在延时链单元传输延时校准信号时，根据延时校准信号在延时链单元处的传输状况实时校准延时链单元中单个延时模块的延迟时间，并由该细时间测量单元在延时链单元传输停止测量信号时，根据校准出的单个延时模块的延迟时间测量停止测量信号上升沿与目标时钟信号上升沿之间的目标时间长度，而后由时隔输出单元根据粗时间测量单元计数出的时钟信号上升沿数目及细时间测量单元测量出的目标时间长度，计算开始测量信号上升沿与停止测量信号上升沿之间的时间间隔，从而在无需外置校准电路的情况下，复用细时间测量单元实现延时链单元的延迟时间实时校准功能以及被测停止信号的细时间延时测量功能，以在降低时间数字转换装置的延迟时间校准成本，提升延迟时间校准精准度的同时，有效确保时间测量精准度及时间测量效率。
121.以上所述，仅为本技术的各种实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应当以权利要求的保护范围为准。