Tilaa sosiaalinen mediamme saadaksesi pikaviestejä
Direct Time-of-Flight (dTOF) -tekniikka on innovatiivinen tapa mitata tarkasti valon lentoaikaa käyttämällä TCSPC-menetelmää (Time Correlated Single Photon Counting). Tämä tekniikka on olennainen osa monissa sovelluksissa viihdeelektroniikan läheisyystunnistimesta edistyneisiin LiDAR-järjestelmiin autoteollisuuden sovelluksissa. Pohjimmiltaan dTOF-järjestelmät koostuvat useista avainkomponenteista, joista jokaisella on ratkaiseva rooli tarkkojen etäisyysmittausten varmistamisessa.
dTOF-järjestelmien ydinkomponentit
Laserohjain ja laser
Laserohjain, lähetinpiirin keskeinen osa, tuottaa digitaalisia pulssisignaaleja laserin säteilyn ohjaamiseksi MOSFET-kytkennän kautta. Varsinkin laseritPystysuoraa pintaa emittoivat laserit(VCSEL:t) ovat suosiossa niiden kapea spektri, korkea energiaintensiteetti, nopea modulaatiokyky ja helppo integrointi. Sovelluksesta riippuen 850 nm tai 940 nm aallonpituudet valitaan tasapainottamaan auringon spektrin absorptiohuippujen ja anturin kvanttitehokkuuden välillä.
Lähetys- ja vastaanottooptiikka
Lähettävällä puolella yksinkertainen optinen linssi tai kollimoivien linssien ja diffraktiivisten optisten elementtien (DOE) yhdistelmä ohjaa lasersäteen halutun näkökentän poikki. Vastaanottava optiikka, jonka tarkoituksena on kerätä valoa kohteen näkökentästä, hyötyy objektiiveista, joilla on pienempi F-luku ja korkeampi suhteellinen valaistus, sekä kapeakaistaiset suodattimet, jotka poistavat ylimääräisiä valon häiriöitä.
SPAD- ja SiPM-anturit
Yksifotoniset lumivyörydiodit (SPAD) ja silikonivalovahvistimet (SiPM) ovat ensisijaisia antureita dTOF-järjestelmissä. SPADit erottuvat kyvystään reagoida yksittäisiin fotoniin ja laukaisevat voimakkaan lumivyöryvirran vain yhdellä fotonilla, mikä tekee niistä ihanteellisia erittäin tarkkoihin mittauksiin. Niiden suurempi pikselikoko verrattuna perinteisiin CMOS-antureihin rajoittaa kuitenkin dTOF-järjestelmien spatiaalista resoluutiota.
Time-to-Digital Converter (TDC)
TDC-piiri muuntaa analogiset signaalit ajan edustamiksi digitaalisiksi signaaleiksi ja tallentaa kunkin fotonipulssin tarkan hetken. Tämä tarkkuus on ratkaisevan tärkeä määritettäessä kohdeobjektin sijainti tallennettujen pulssien histogrammin perusteella.
dTOF-suorituskykyparametrien tutkiminen
Havaintoalue ja tarkkuus
dTOF-järjestelmän havaintoalue ulottuu teoreettisesti niin pitkälle kuin sen valopulssit voivat kulkea ja heijastua takaisin anturiin, tunnistettuna selvästi melusta. Kulutuselektroniikassa painopiste on usein 5 metrin etäisyydellä VCSEL:itä hyödyntäen, kun taas autoteollisuuden sovellukset voivat vaatia 100 metrin tai enemmän tunnistusalueita, mikä edellyttää erilaisia teknologioita, kuten EEL:itä taikuitulaserit.
napsauta tästä saadaksesi lisätietoja tuotteesta
Suurin yksiselitteinen alue
Maksimialue ilman epäselvyyttä riippuu lähetettyjen pulssien välisestä aikavälistä ja laserin modulaatiotaajuudesta. Esimerkiksi 1MHz:n modulaatiotaajuudella yksiselitteinen kantama voi olla jopa 150m.
Tarkkuus ja virhe
dTOF-järjestelmien tarkkuutta rajoittaa luonnostaan laserin pulssin leveys, kun taas virheet voivat johtua erilaisista komponenttien epävarmuustekijöistä, mukaan lukien laserohjain, SPAD-anturin vaste ja TDC-piirin tarkkuus. Strategiat, kuten referenssi-SPAD:n käyttö, voivat auttaa lieventämään näitä virheitä luomalla lähtötason ajoitukselle ja etäisyydelle.
Melun ja häiriön kesto
dTOF-järjestelmien on taisteltava taustamelua vastaan, erityisesti voimakkaassa valaistuksessa. Tekniikat, kuten useiden SPAD-pikseleiden käyttö vaihtelevilla vaimennustasoilla, voivat auttaa hallitsemaan tätä haastetta. Lisäksi dTOF:n kyky erottaa suorat ja monitieheijastukset parantaa sen kestävyyttä häiriöitä vastaan.
Tilatarkkuus ja virrankulutus
SPAD-anturitekniikan edistysaskel, kuten siirtyminen etupuolen valaistuksesta (FSI) takavalaistukseen (BSI) on parantanut merkittävästi fotonien absorptionopeutta ja anturin tehokkuutta. Tämä edistys yhdistettynä dTOF-järjestelmien pulssilliseen luonteeseen johtaa pienempään virrankulutukseen verrattuna jatkuvan aallon järjestelmiin, kuten iTOF.
dTOF-tekniikan tulevaisuus
Huolimatta dTOF-teknologiaan liittyvistä korkeista teknisistä esteistä ja kustannuksista, sen tarkkuuden, kantaman ja tehokkuuden edut tekevät siitä lupaavan ehdokkaan tuleviin sovelluksiin eri aloilla. Anturitekniikan ja elektroniikkapiirien suunnittelun kehittyessä dTOF-järjestelmät ovat valmiita laajempaan käyttöön, mikä edistää innovaatioita kulutuselektroniikassa, autojen turvallisuudessa ja muualla.
- Web-sivulta02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 Nopeampi kuin valo (faster-than-light.net)
- kirjoittaja: Chao Guang
Vastuuvapauslauseke:
- Vakuutamme täten, että osa verkkosivuillamme näytetyistä kuvista on kerätty Internetistä ja Wikipediasta koulutuksen ja tiedon jakamisen edistämiseksi. Kunnioitamme kaikkien tekijöiden immateriaalioikeuksia. Näiden kuvien käyttö ei ole tarkoitettu kaupalliseen hyötyyn.
- Jos uskot, että jokin käytetty sisältö loukkaa tekijänoikeuksiasi, ota meihin yhteyttä. Olemme enemmän kuin valmiita ryhtymään asianmukaisiin toimenpiteisiin, mukaan lukien kuvien poistaminen tai asianmukaisten tietojen antaminen varmistaaksemme immateriaalioikeuksia koskevien lakien ja määräysten noudattamisen. Tavoitteemme on ylläpitää alustaa, joka on sisällöltään runsas, oikeudenmukainen ja kunnioittaa muiden immateriaalioikeuksia.
- Ota meihin yhteyttä seuraavaan sähköpostiosoitteeseen:sales@lumispot.cn. Sitoudumme ryhtymään välittömästi toimiin ilmoituksen saatuamme ja takaamme 100 % yhteistyön tällaisten ongelmien ratkaisemisessa.
Postitusaika: 07.03.2024