與使用TAC/ADC原理的SPC-130、-150、-160和-180 TCSPC模塊不同，SPC-QC系列使用直接時(shí)間數(shù)字（TDC）轉(zhuǎn)換，下圖說(shuō)明了這兩種轉(zhuǎn)換方式的原理。

TAC/ADC原理如左圖所示：它使用起始脈沖（通常是光子通道）和停止脈沖（通常是來(lái)自激光的參考脈沖）之間的線性電壓斜坡定時(shí)，電壓差值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)表示激光脈沖序列中光子的時(shí)間。

TDC原理如右圖所示：來(lái)自探測(cè)器的光子脈沖和來(lái)自激光的參考脈沖分別被送入延遲單元鏈。時(shí)序邏輯查看延遲鏈中的數(shù)據(jù)，識(shí)別光子和激光脈沖的啟動(dòng)-停止對(duì)，并以這種方式確定光子在激光脈沖序列中的時(shí)間位置。從這些數(shù)據(jù)中，建立起TCSPC/FLIM的光子分布。

TDC原理的優(yōu)點(diǎn)是，定時(shí)電子可以在FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）中實(shí)現(xiàn)，因此，可以在一個(gè)TCSPC板上實(shí)現(xiàn)多個(gè)記錄通道。TDC優(yōu)于TAC的另一個(gè)特點(diǎn)是，TDC原理可以達(dá)到極高的計(jì)數(shù)率，甚至每個(gè)激光脈沖可能檢測(cè)到幾個(gè)光子。在實(shí)踐中，計(jì)數(shù)率受到堆疊、探測(cè)器-鑒別器組合中的死時(shí)間、高計(jì)數(shù)率下探測(cè)器定時(shí)性能的下降，當(dāng)然，還受到樣品提供計(jì)數(shù)率的能力的限制。

缺點(diǎn)是，時(shí)間分辨率遠(yuǎn)低于TAC/ADC原理。下圖，SPC-180NXX和SPC-QC-104的電子IRF進(jìn)行了比較。SPC-180NXX（左）的IRF寬度為2.8 ps FWHM，SPC-QC-104（右）的IRF寬度為39 ps FWHM。雖然39 ps FWHM對(duì)TDC來(lái)說(shuō)還算不錯(cuò)，但SPC-QC-104沒(méi)有利用超快探測(cè)器的全時(shí)分辨率，如SSPD、MCP-PMT和超快混合型PMT探測(cè)器。

另一個(gè)關(guān)鍵差異是定時(shí)穩(wěn)定性，多年來(lái)，定時(shí)穩(wěn)定性一直是TDC的一個(gè)問(wèn)題。在SPC-QC-104中，穩(wěn)定性問(wèn)題在很大程度上已被新的TDC邏輯結(jié)構(gòu)所克服。下圖顯示了SPC-180 NXX和SPC-QC-104的定時(shí)穩(wěn)定性的比較：對(duì)于SPC-180 NXX，IRF第一矩的穩(wěn)定性優(yōu)于0.4 ps RMS，對(duì)于SPC-QC-104，它優(yōu)于5 ps RMS（注意不同的時(shí)間尺度）。雖然SPC-QC沒(méi)有達(dá)到SPC-180NXX的穩(wěn)定性，但可能的定時(shí)漂移仍然遠(yuǎn)低于IRF寬度，因此在實(shí)際應(yīng)用中很少是一個(gè)問(wèn)題。

結(jié)論

SPC-QC-104是基于TDC的TCSPC FLIM模塊，它有三個(gè)并行的TCSPC/FLIM通道和一個(gè)通用參考通道。或者，這些模塊可以作為四個(gè)并聯(lián)的絕對(duì)光子定時(shí)通道進(jìn)行操作。該模塊具有高峰值計(jì)數(shù)率和相當(dāng)快的時(shí)間分辨率。SPC-QC-104的電子IRF寬度<39 ps FWHM，內(nèi)部定時(shí)抖動(dòng)<19 ps RMS，定時(shí)穩(wěn)定性為5 ps RMS，可用于大部分熒光衰減和FLIM應(yīng)用。SPC-QC-104在需要多個(gè)并行檢測(cè)通道的應(yīng)用中特別有優(yōu)勢(shì)，SPC-150或-180模塊的多模塊系統(tǒng)似乎過(guò)于笨重或耗電。缺點(diǎn)是，SPC-QC-104沒(méi)有利用超快單光子探測(cè)器的全時(shí)分辨率，如SSPD、MCP-PMT或混合型PMT。在具有此類探測(cè)器的應(yīng)用中，應(yīng)使用bh SPC系列，最好使用SPC-180NX或SPC-180NXX。