Hình 2.12. Chip TDC – GP1[51]
Chúng tôi sử dụng chip TDC GP1 (hình 2.12) của hãng Acam với các thông số chính sau:[51]
− Độ phân giải cho chếđộ hoạt động 2 kênh: 250 ps
− Độ phân giải cho chếđộ hoạt động đơn kênh: 150 ps
− Độ phân giải trên tất cả các kênh hoàn toàn đồng nhất
− Hai khoảng đo: 3 ns – 7.5 µs và 60 ns – 200 ms
− 8 sự kiện trên tất cả các kênh có thểđược đo tùy ý, không có khác biệt về thời gian tối thiểu, sự khác biệt về thời gian âm là có thể.
− Có mode điều chỉnh độ phân giải: Điều chỉnh chính xác độ phân giải của thạch anh qua phần mềm.
− Có 4 cổng đểđo chính xác điện trở, cuộn cảm và tụđiện
− Nhạy biên của các đầu vào đo được điều chỉnh.
− Các chân kích hoạt cho phép để cả hai lối vào stop đạt khả năng tốt
− Với ALU – 16 bit, kết quảđo có thể hiệu chỉnh và nhân với 24 bit nguyên
− Thời gian của ALU dành cho tính toán là phụ thuộc vào xung clock ngoài, cỡ 4
− Chíp được đóng gói dưới dạng chip 44 - TQFP
− Thế hoạt động: 2.7 V- 5.5 V trong khoảng nhiệt độ từ - 40 oC - +80 oC
Chúng tôi sử dụng card FPGA Spartan-3 (Xilinx) của Opal Kelly để điều khiển và đọc số liệu từ TDC GP1 và chuyển về máy tính. Chúng tôi đã hiệu chỉnh và chuẩn kết quảđo. Phương pháp hiệu chuẩn được chúng tôi sử dụng như sau: chúng tôi đo độ
trễ giữa hai xung bằng dao động ký số và bằng TDC. Hai xung này chúng tôi lấy từ
diode laser 405 ns. Một xung được thu trực tiếp từ xung laser bằng PIN photo diode, qua bộ khuếch đại và CFD đến TDC đóng vai trò xung start. Xung còn lại lấy từ bộ
phát xung của laser, qua bộ tách xung và đến TDC đóng vai trò xung stop.
Hình 2.13. Kết quảđo thời gian giữa hai xung start và stop sử dụng (a) dao động ký Lecroy 500 MHz; (b) chip TDC GP1và kỹ thuật TCSPC
Hình 2.13 cho kết quả đo thời gian giữa hai xung start và stop bằng dao động ký Lecroy 500 MHz và bằng chip TDC GP1 sử dụng kỹ thuật TCSPC (tỷ số tín hiệu trên nhiễu: SNR = coutns = 459221=667). Độ phân giải (độ rộng mỗi bin time) cho chếđộ đơn kênh chúng tôi sử dụng là 173 ps tại nhiệt độ 25 oC.