Навіны - датчык dTOF: прынцып працы і ключавыя кампаненты.

Падпішыцеся на нашы сацыяльныя сеткі, каб атрымліваць аператыўныя паведамленні

Тэхналогія Direct Time-of-Flight (dTOF) - гэта інавацыйны падыход для дакладнага вымярэння часу палёту святла з выкарыстаннем метаду падліку аднаго фатона з карэляваным часам (TCSPC).Гэтая тэхналогія з'яўляецца неад'емнай часткай розных прыкладанняў, ад датчыка набліжэння ў спажывецкай электроніцы да перадавых сістэм LiDAR у аўтамабільных праграмах.Па сутнасці, сістэмы dTOF складаюцца з некалькіх ключавых кампанентаў, кожны з якіх гуляе вырашальную ролю ў забеспячэнні дакладных вымярэнняў адлегласці.

Асноўныя кампаненты сістэм dTOF

Лазерны драйвер і лазер

Лазерны драйвер, галоўная частка схемы перадатчыка, генеруе лічбавыя імпульсныя сігналы для кіравання выпраменьваннем лазера праз пераключэнне MOSFET.Лазеры, асабліваПавярхоўна-выпраменьваючыя лазеры з вертыкальным рэзонатарам(VCSEL), аддаюць перавагу за іх вузкі спектр, высокую энергаёмістасць, магчымасці хуткай мадуляцыі і прастату інтэграцыі.У залежнасці ад прымянення выбіраюцца даўжыні хваль 850 нм або 940 нм, каб балансаваць паміж пікамі паглынання сонечнага спектру і квантавай эфектыўнасцю датчыка.

Перадаючая і прыёмная оптыка

З перадаючага боку простая аптычная лінза або камбінацыя калімацыйных лінзаў і дыфракцыйных аптычных элементаў (DOE) накіроўвае лазерны прамень праз патрэбнае поле зроку.Прыёмная оптыка, накіраваная на збор святла ў мэтавым полі зроку, карыстаецца лінзамі з меншымі F-лікамі і большай адноснай асветленасцю, а таксама вузкапалоснымі фільтрамі для ліквідацыі старонніх светлавых перашкод.

Датчыкі SPAD і SiPM

Аднафатонныя лавінныя дыёды (SPAD) і крэмніевыя фотаўмножальнікі (SiPM) з'яўляюцца асноўнымі датчыкамі ў сістэмах dTOF.SPAD адрозніваюцца сваёй здольнасцю рэагаваць на адзіночныя фатоны, выклікаючы моцны лавінны ток толькі адным фатонам, што робіць іх ідэальнымі для высокадакладных вымярэнняў.Аднак іх большы памер пікселяў у параўнанні з традыцыйнымі датчыкамі CMOS абмяжоўвае прасторавае раздзяленне сістэм dTOF.

Пераўтваральнік часу ў лічбавы (TDC)

Схема TDC пераўтворыць аналагавыя сігналы ў лічбавыя сігналы, прадстаўленыя часам, фіксуючы дакладны момант, калі запісваецца кожны імпульс фатона.Гэтая дакладнасць мае вырашальнае значэнне для вызначэння становішча мэтавага аб'екта на аснове гістаграмы запісаных імпульсаў.

Вывучэнне параметраў прадукцыйнасці dTOF

Далёкасць выяўлення і дакладнасць

Дыяпазон выяўлення сістэмы dTOF тэарэтычна пашыраецца настолькі, наколькі светлавыя імпульсы могуць распаўсюджвацца і адлюстроўвацца назад да датчыка, адрознага ад шуму.Для спажывецкай электронікі фокус часта знаходзіцца ў дыяпазоне 5 м з выкарыстаннем VCSEL, у той час як для аўтамабільных прыкладанняў можа спатрэбіцца дыяпазон выяўлення 100 м і больш, што патрабуе выкарыстання розных тэхналогій, такіх як EEL абовалаконныя лазеры.

націсніце тут, каб даведацца больш пра прадукт

Максімальны адназначны дыяпазон

Максімальны дыяпазон без неадназначнасці залежыць ад інтэрвалу паміж выпраменьванымі імпульсамі і частаты мадуляцыі лазера.Напрыклад, пры частаце мадуляцыі 1 МГц адназначны дыяпазон можа дасягаць 150 м.

Дакладнасць і памылка

Дакладнасць у сістэмах dTOF па сваёй сутнасці абмежавана шырынёй імпульсу лазера, у той час як памылкі могуць узнікаць з-за розных нявызначанасцей у кампанентах, уключаючы драйвер лазера, рэакцыю датчыка SPAD і дакладнасць ланцуга ВМТ.Такія стратэгіі, як выкарыстанне эталоннага SPAD, могуць дапамагчы змякчыць гэтыя памылкі шляхам усталявання базавага ўзроўню для часу і адлегласці.

Устойлівасць да шуму і перашкод

Сістэмы dTOF павінны змагацца з фонавым шумам, асабліва ва ўмовах моцнага асвятлення.Такія метады, як выкарыстанне некалькіх пікселяў SPAD з рознымі ўзроўнямі аслаблення, могуць дапамагчы справіцца з гэтай праблемай.Акрамя таго, здольнасць dTOF адрозніваць прамыя і шматшляховыя адлюстраванні павышае яго ўстойлівасць да перашкод.

Прасторавае дазвол і энергаспажыванне

Дасягненні ў тэхналогіі сэнсараў SPAD, такія як пераход ад працэсаў пярэдняга асвятлення (FSI) да працэсаў задняга асвятлення (BSI), значна палепшылі хуткасць паглынання фатонаў і эфектыўнасць датчыка.Гэты прагрэс у спалучэнні з імпульсным характарам сістэм dTOF прыводзіць да меншага энергаспажывання ў параўнанні з сістэмамі бесперапыннай хвалі, такімі як iTOF.

Будучыня тэхналогіі dTOF

Нягледзячы на высокія тэхнічныя бар'еры і выдаткі, звязаныя з тэхналогіяй dTOF, яе перавагі ў дакладнасці, дыяпазоне і энергаэфектыўнасці робяць яе перспектыўным кандыдатам для прымянення ў будучыні ў розных галінах.Па меры таго, як датчыкі і распрацоўка электронных схем працягваюць развівацца, сістэмы dTOF гатовыя да больш шырокага распаўсюджвання, спрыяючы інавацыям у бытавой электроніцы, аўтамабільнай бяспецы і не толькі.

З вэб-старонкі02.02 TOF系统第二章 dTOF系统 - 超光 Хутчэй за святло (faster-than-light.net)
па аўтару: Чао Гуан

Адмова ад адказнасці:

Сапраўдным мы заяўляем, што некаторыя выявы, паказаныя на нашым сайце, сабраны з Інтэрнэту і Вікіпедыі з мэтай садзейнічання адукацыі і абмену інфармацыяй.Мы паважаем правы інтэлектуальнай уласнасці ўсіх стваральнікаў.Выкарыстанне гэтых малюнкаў не прызначана для атрымання камерцыйнай выгады.
Калі вы лічыце, што які-небудзь выкарыстаны кантэнт парушае вашыя аўтарскія правы, звяжыцеся з намі.Мы больш чым гатовыя прыняць адпаведныя меры, у тым ліку выдаленне малюнкаў або прадастаўленне належнага атрыбуцыі, каб забяспечыць захаванне законаў і правілаў аб інтэлектуальнай уласнасці.Наша мэта складаецца ў тым, каб падтрымліваць платформу з багатым кантэнтам, справядлівую і паважаць правы інтэлектуальнай уласнасці іншых.
Калі ласка, звяжыцеся з намі па наступным адрасе электроннай пошты:sales@lumispot.cn.Мы абавязуемся прыняць неадкладныя меры пасля атрымання любога паведамлення і гарантуем 100% супрацоўніцтва ў вырашэнні любых такіх праблем.