یکی از بلوک¬های پر کاربرد و مهم در حلقه¬های قفل فاز تمام دیجیتال، مبدل زمان به دیجیتال (tdc) می¬باشد، که با قابلیت تفکیک بالا به منظور مقایسه اختلاف فاز و فرکانس سیگنال مرجع و سیگنال خروجی اسیلاتور کنترل شونده با ولتاژ (dco) جایگزین آشکار ساز فاز و مدار پمپ شارژ شده است. مبدل زمان به دیجیتال با قابلیت تفکیک بالا، زمان مرده پائین و محدوده دینامیکی بالا، نقش مهمی در اندازه¬گیری فاصله زمانی سیگنال¬های آسنکرون موجود در سیستم حلقه قفل فاز دارد. از آنجاییکه قابلیت تفکیک مبدل¬های زمان به دیجیتال از اهمیت ویژه¬ای برخوردار می¬باشند، در این پایان¬نامه چهار ساختار مختلف به نام¬های مبدل زمان به دیجیتال با قابلیت تفکیک ps40، مبدل زمان به دیجیتال 12 بیتی با چند مرحله قابلیت تفکیک، مبدل زمان به دیجیتال با توانایی کنترل قابلیت تفکیک و مبدل زمان به دیجیتال با سه سطح قابلیت تفکیک پیشنهاد داده شده و به وسیله نرم¬افزار hspice در تکنولوژی 65nm مدل ptm شبیه سازی شده¬اند. ساختارهای ارائه شده در این پایان¬نامه به جز ساختار مبدل زمان به دیجیتال با قابلیت تفکیک ps40، مبتنی بر زنجیره تاخیری و زنجیره تاخیری vernier می¬باشند. نتایج حاصل از شبیه سازی ساختار¬های پیشنهادی عبارتند از: ساختار مبدل زمان به دیجیتال با قابلیت تفکیک ps40 در فرکانس مرجع mhz250 و ولتاژ v1 داری دقت ps40 و توان مصرفی mw011/0 بوده و ساختار مبدل زمان به دیجیتال با چند مرحله قابلیت تفکیک نیز در فرکانس مرجع mhz250، ولتاژ v2/1 داری دقت ps9 و توان مصرفی mw18/0 بوده، مبدل زمان به دیجیتال با سه مرحله قابلیت تفکیک در فرکانس مرجع mhz125 و ولتاژ v1 داری قابلیت تفکیک ps5/4 و توان مصرفی mw098/0 و مشخصه خطی lsb9/0 می¬باشد و مبدل زمان به دیجیتال با توانای کنترل قابلیت تفکیک نیز در فرکانس مرجع mhz250 و ولتاژ v2/1 داری قابلیت تفکیک ps5/4 و توان مصرفی mw25/0 و مشخصه خطی lsb1 می¬باشد. بر اساس نتایج بدست آمده ساختار مبدل زمان به دیجیتال با سه مرحله قابلیت تفکیک دارای شرایط بهتری نسبت به سایر روش¬ها می¬باشد.