本发明涉及一种基于延迟锁相环的时间数字转换器,包括:延迟锁相环,用于接收参考时钟信号,将参考时钟信号进行延迟生成等间隔同频时钟簇信号,输出参考时钟信号和等间隔同频时钟簇信号;整数时间检测阵列,连接所述延迟锁相环,用于接收参考时钟信号,对参考时钟信号进行计数,输出整数时间数据;分数时间检测阵列,连接所述延迟锁相环,用于接收等间隔同频时钟簇信号、start信号和stop信号,以等间隔同频时钟簇信号为基准对start信号和stop信号进行量化,输出分数时间数据。本发明实施例的时间数字转换器提高了测量的准确性和稳定性,提高了TDC的抗干扰能力,简化了译码电路的复杂程度,减小了TDC的功耗面积。