当需要用系统对初始激励的响应时间来确定系统或样品的性质时，如果信号很弱并且是由小数量的电子、离子、光子等粒子构成，则将它们作为脉冲检测并引入单粒子计数方法是很方便且有益的。

得到一个谱的时间称为一个测量周期。一次测量周期由大量相同的扫描周期组成，每个扫描周期被分为若干时间通道。

若检测到某通道有一个以上脉冲到达则将此通道记数值加1。

多次重复扫描周期后，所得响应可以反映由施加激励到待测离子被测到之间的时间间隔的分布情况。

飞行时间质谱计(TimeofFlightMassSpectrometer,TOFMS)就是应用这种技术得到谱图的。

飞行时间质谱计利用确定能量的脉冲引出样品的离子束，由于具有相同能量不同质荷比的离子具有不同的速度，在确定距离的无场空间中，其飞行时间与质荷比的平方根成正比，用粒子计数方法记录不同时间到达检测器的离子就可以实现质谱。飞行时间。应用这种技术时不可避免的会有死时间和多个粒子同时到达现象的存在。

飞行时间质谱计的检测系统由电子收集极、电子倍增器、甄别放大电路、时间-数字转换器和计算机组成。

时间-数字转换器（time-to-digitalconverter,简称TDC）在检测系统中的作用是记录信号的到达时刻和数量。此外它还有发出电子引出脉冲和离子引出脉冲的作用，它和计算机一起对整个质谱计进行控制。

TDC是检测系统中的重要部分，也是整个飞行时间质谱计的关键部件之一。它的性能对质谱计的灵敏度、动态范围、分辨率、质量范围等指标都有重要影响。

系统中，某时刻到达离子数N与到达时间t的关系反映在TDC的存储器RAM中。TDC完成一次测量后，RAM单元地址的大小与离子的飞行时间成线性关系（不一定成正比），而某一单元中所存储的数据与具有这一单元所对应的飞行时间的离子的数目成正比。