在0.18 μm CMOS工艺下实现的环形振荡器时间数字转换器(TDC)具体是如何工作的？其高精度测量的原理是什么？

基于环形振荡器的时间数字转换器（TDC）是通过将时间间隔转换为数字输出的电路来实现高精度时序测量的一种技术。在0.18 μm CMOS工艺中，TDC的设计利用了环振的特性，即通过延迟线上的抽头信号来定位Start和Stop信号之间的时间差。

参考资源链接：[环形振荡器TDC芯片：高精度时间测量新突破](https://wenku.csdn.net/doc/5f9ggf45ta?spm=1055.2569.3001.10343)

具体工作原理如下：首先，一个高速时钟信号被引入环形振荡器中，环振会在这个时钟信号的驱动下产生一系列延迟的信号。这些信号的延迟时间是环形振荡器周期的一部分，因此能够通过比较Start和Stop信号与延迟信号之间的相位关系来确定时间间隔。由于环振的延迟单元可以非常精确地设计，因此这种方法能够实现亚皮秒级别的高分辨率。

环形振荡器TDC的高精度测量原理主要依靠于抽头延迟线法，通过精确的延迟单元来实现高分辨率的测量。每个抽头点代表一个延迟时间单位，通过测量Start和Stop事件之间的抽头点数量，可以计算出对应的时间间隔。此外，通过设计多个环形振荡器并行工作，可以进一步扩展测量范围并提高测量的准确性和稳定性。

在集成电路设计中，为了解决传统TDC技术分辨率和量程的限制，环形振荡器被设计成环形结构，以减少硬件资源的需求，并允许较长的延迟线实现更高的分辨率。通过这种方式，TDC可以实现52ps的分辨率，并且适用于流量、温度、距离等多方面的精密测量任务。

这篇论文《环形振荡器TDC芯片：高精度时间测量新突破》详细讨论了环形振荡器在TDC设计中的应用，以及它如何克服传统方法的局限性，提供了一种新的高精度时间测量途径。这种设计不仅提高了测量的精度，还优化了硬件效率，对于需要精确时间测量的科研、通信、导航等领域具有重要意义。

参考资源链接：[环形振荡器TDC芯片：高精度时间测量新突破](https://wenku.csdn.net/doc/5f9ggf45ta?spm=1055.2569.3001.10343)