时间数字转换器一般用于测量时间间隔在1纳秒到皮秒的范围时的应用。第一个TDCs是作为科学研究的目的被研发出来的。它是通过将时间模拟转换 (TAC) 和模拟数字 (ADC)相结合来实现的。 由于时间模拟转换 (TAC)的复杂设计以及测量频率测量容量的限制使此种方法并不能广泛的被工业应用所接受。

高度集成的数字化TDCs

由于现代化CMOS技术的不断完善和发展，使将数字时间转换器集成在单一芯片的技术变成了现实。由于CMOS技术的成熟，使TDCs实现高精度-最高14皮秒 -同广阔的动态精度范围相结合（最高到30Bit），对于温度和电压的变化都具有高的稳定性，而且制造价格低廉, 从而非常适合于工业应用。