TID

Un numériseur d'intervalle de temps (TID) mesure la durée entre deux événements électriques et produit cette mesure sous forme de valeur numérique. En pratique, cela signifie capturer le moment précis où un signal arrive, attendre un second signal, puis calculer et rapporter le temps écoulé en nanosecondes ou microsecondes selon la résolution de l'instrument. Le résultat apparaît sous forme de nombre binaire ou décimal qu'un ordinateur ou un enregistreur de données peut lire et stocker.

Les TID se situent à l'intersection de la synchronisation analogique et du traitement numérique. Un signal entre dans l'entrée de démarrage, l'horloge interne commence à compter, un signal entre dans l'entrée d'arrêt, et l'horloge s'arrête. Le compte accumulé est ensuite converti en une valeur et verrouillé dans les registres de sortie. La résolution varie généralement de 100 picosecondes à 1 nanoseconde dans les versions de laboratoire haut de gamme, jusqu'à une résolution en microsecondes ou millisecondes dans les modèles industriels plus simples. La précision dépend de la stabilité de l'horloge; un TID avec une horloge de 10 MHz présente une incertitude fondamentale d'environ 100 nanosecondes par mesure.

Variantes et utilisations courantes

Les TID monocanal mesurent un intervalle de démarrage-arrêt par cycle de déclenchement. Les versions multicanaux peuvent mesurer plusieurs intervalles simultanément, utiles dans les expériences de physique nucléaire, les systèmes radar et l'instrumentation à grande vitesse où plusieurs relations temporelles doivent être enregistrées dans une seule fenêtre d'événement. Certains TID incluent le rejet d'empilement, qui ignore les mesures si une deuxième impulsion de démarrage arrive avant le premier arrêt, évitant ainsi des résultats ambigus. D'autres offrent des seuils d'entrée réglables pour tolérer les signaux bruyants.

L'appareil apparaît le plus souvent dans la détection de particules, la synchronisation de photons, le comptage de photons uniques corrélés dans le temps (TCSPC) et l'enregistrement de séquences d'événements de précision. Dans les applications industrielles, les TID mesurent les retards de propagation dans les câbles, vérifient la synchronisation des impulsions de moteur et horodatent les événements de capteurs les uns par rapport aux autres. Ils comblent le fossé entre les phénomènes analogiques qui se produisent en nanosecondes et les systèmes numériques qui fonctionnent en cycles d'horloge.

Des erreurs surviennent lorsque les signaux d'entrée sont à montée lente ou contiennent du bruit, ce qui provoque une ambiguïté de franchissement de seuil. La dérive en température de l'oscillateur interne ou du circuit d'horloge peut dégrader la précision sur des heures ou des jours. Le temps mort, la période après une mesure pendant laquelle le TID ne peut pas accepter de nouvelles impulsions de démarrage, limite le débit de mesure; les TID modernes peuvent avoir des temps morts de dizaines à des centaines de nanosecondes.