Uudised - dTOF sensor: tööpõhimõte ja põhikomponendid.

Kiire postituse saamiseks tellige meie sotsiaalmeedia

Otsese lennuaja (dTOF) tehnoloogia on uuenduslik lähenemine valguse lennuaja täpseks mõõtmiseks, kasutades TCSPC (Time Correlated Single Photon Counting) meetodit. See tehnoloogia on paljude rakenduste lahutamatu osa, alates lähedustuvastusest olmeelektroonikas kuni täiustatud LiDAR-süsteemideni autotööstuses. Oma põhiolemuselt koosnevad dTOF-süsteemid mitmest võtmekomponendist, millest igaühel on kauguse täpse mõõtmise tagamisel ülioluline roll.

dTOF-süsteemide põhikomponendid

Laseridraiver ja laser

Laserdraiver, saatja vooluringi keskne osa, genereerib digitaalseid impulsssignaale, et juhtida laseri emissiooni MOSFET-lülituse kaudu. Laserid, eritiVertikaalset õõnsusega pinda kiirgavad laserid(VCSEL-id) on eelistatud nende kitsa spektri, suure energiaintensiivsuse, kiire modulatsioonivõime ja integreerimise lihtsuse tõttu. Olenevalt rakendusest valitakse lainepikkused 850 nm või 940 nm, et tasakaalustada päikesespektri neeldumispiikide ja anduri kvantefektiivsuse vahel.

Optika edastamine ja vastuvõtmine

Edastava poole pealt suunab laserkiire üle soovitud vaatevälja lihtne optiline lääts või kollimeerivate läätsede ja difraktsiooniliste optiliste elementide (DOE) kombinatsioon. Vastuvõttev optika, mille eesmärk on koguda valgust sihtmärgi vaateväljas, saab kasu madalama F-arvu ja suurema suhtelise valgustusega objektiividest ning kitsaribafiltritest, mis kõrvaldavad kõrvalise valguse häired.

SPAD ja SiPM andurid

Ühefotoni laviinidioodid (SPAD) ja ränifotokordistajad (SiPM) on dTOF-süsteemide peamised andurid. SPAD-id eristavad nende võime reageerida üksikutele footonitele, käivitades tugeva laviinivoolu ainult ühe footoniga, mistõttu on need ideaalsed ülitäpse mõõtmise jaoks. Nende suurem pikslite suurus võrreldes traditsiooniliste CMOS-anduritega piirab aga dTOF-süsteemide ruumilist eraldusvõimet.

Aja-digitaalmuundur (TDC)

TDC-ahel teisendab analoogsignaalid ajas esitatud digitaalsignaalideks, jäädvustades iga footoni impulsi täpse hetke. See täpsus on ülioluline sihtobjekti asukoha määramisel salvestatud impulsside histogrammi põhjal.

dTOF-i jõudlusparameetrite uurimine

Tuvastamisulatus ja täpsus

dTOF-süsteemi tuvastusulatus ulatub teoreetiliselt nii kaugele, kui selle valgusimpulssid võivad liikuda ja peegelduda tagasi andurile, tuvastades selgelt müra. Tarbeelektroonika puhul on fookus sageli 5 m vahemikus, kasutades VCSEL-e, samas kui autotööstuse rakendused võivad vajada 100 m või suuremat tuvastusvahemikku, mistõttu on vaja erinevaid tehnoloogiaid, nagu EEL-id võikiudlaserid.

toote kohta lisateabe saamiseks klõpsake siin

Maksimaalne üheselt mõistetav vahemik

Maksimaalne ebaselguse ulatus sõltub kiiratavate impulsside vahelisest intervallist ja laseri modulatsioonisagedusest. Näiteks 1MHz modulatsioonisagedusega võib üheselt mõistetav ulatus ulatuda kuni 150m-ni.

Täpsus ja viga

Täpsus dTOF-süsteemides on oma olemuselt piiratud laseri impulsi laiusega, samas kui vead võivad tuleneda erinevatest komponentide, sealhulgas laserdraiveri, SPAD-anduri reaktsiooni ja TDC-ahela täpsuse ebakindlusest. Sellised strateegiad nagu võrdlus-SPAD-i kasutamine võivad aidata neid vigu leevendada, luues ajastuse ja vahemaa lähtetaseme.

Müra- ja häirekindlus

dTOF-süsteemid peavad võitlema taustmüraga, eriti tugeva valgusega keskkondades. Sellised võtted nagu mitme erineva sumbumistasemega SPAD-piksli kasutamine võivad aidata seda väljakutset lahendada. Lisaks suurendab dTOF-i võime vahet teha otse- ja mitmesuunalistel peegeldustel selle vastupidavust häirete vastu.

Ruumiline eraldusvõime ja energiatarve

SPAD-andurite tehnoloogia edusammud, nagu üleminek esikülje valgustusest (FSI) tagakülje valgustuse (BSI) protsessidele, on oluliselt parandanud footonite neeldumiskiirust ja anduri efektiivsust. See edenemine koos dTOF-süsteemide impulss-loomusega toob kaasa väiksema energiatarbimise võrreldes pidevlainesüsteemidega, nagu iTOF.

dTOF-tehnoloogia tulevik

Vaatamata dTOF-tehnoloogiaga seotud kõrgetele tehnilistele takistustele ja kuludele muudavad selle täpsuse, ulatuse ja energiatõhususe eelised selle paljutõotavaks kandidaadiks tulevaste rakenduste jaoks erinevates valdkondades. Kuna andurite tehnoloogia ja elektroonikalülituste disain arenevad edasi, on dTOF-süsteemid valmis laiemale kasutuselevõtuks, juhtides uuendusi olmeelektroonikas, autoohutuses ja mujal.

Veebilehelt02.02 TOF系统第二章 dTOF系统 – 超光 Valgusest kiirem (faster-than-light.net)
autor: Chao Guang

Vastutusest loobumine:

Käesolevaga kinnitame, et osa meie veebisaidil kuvatavatest piltidest on kogutud Internetist ja Vikipeediast eesmärgiga edendada haridust ja teabe jagamist. Austame kõigi loojate intellektuaalomandi õigusi. Nende piltide kasutamine ei ole mõeldud ärilise kasu saamiseks.
Kui arvate, et mis tahes kasutatud sisu rikub teie autoriõigusi, võtke meiega ühendust. Oleme rohkem kui valmis võtma asjakohaseid meetmeid, sealhulgas eemaldama pilte või tagama õigete omistuste olemasolu, et tagada vastavus intellektuaalomandi seadustele ja määrustele. Meie eesmärk on säilitada platvorm, mis on sisult rikkalik, õiglane ja austab teiste intellektuaalomandi õigusi.
Palun võtke meiega ühendust järgmisel e-posti aadressil:sales@lumispot.cn. Kohustume koheselt tegutsema pärast teate saamist ja garanteerime 100% koostöö selliste probleemide lahendamisel.