dTOF-sensor: Werksbeginsel en sleutelkomponente.

Teken in op ons sosiale media vir vinnige plasing

Direkte Tyd-van-Vlug-tegnologie (dTOF) is 'n innoverende benadering om die vlugtyd van lig presies te meet, deur die Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC)-metode te gebruik. Hierdie tegnologie is 'n integrale deel van 'n verskeidenheid toepassings, van nabyheidswaarneming in verbruikerselektronika tot gevorderde LiDAR-stelsels in motortoepassings. In sy kern bestaan ​​dTOF-stelsels uit verskeie sleutelkomponente, wat elkeen 'n deurslaggewende rol speel om akkurate afstandmetings te verseker.

dtof sensor werking beginsel

Die kernkomponente van dTOF-stelsels

Laser drywer en laser

Die laserdrywer, 'n spilpunt van die senderkring, genereer digitale pulsseine om die laser se emissie te beheer via MOSFET-skakeling. Lasers, veralVertikale holte oppervlak-emitterende lasers(VCSELs), word bevoordeel vir hul smal spektrum, hoë energie-intensiteit, vinnige modulasievermoëns en gemak van integrasie. Afhangende van die toepassing, word golflengtes van 850nm of 940nm gekies om te balanseer tussen sonspektrumabsorpsiepieke en sensorkwantumdoeltreffendheid.

Optika vir oordrag en ontvang

Aan die uitsaaikant rig 'n eenvoudige optiese lens of 'n kombinasie van kollimerende lense en Diffractive Optical Elements (DOE's) die laserstraal oor die verlangde gesigsveld. Die ontvangsoptika, wat daarop gemik is om lig binne die teikengesigveld te versamel, trek voordeel uit lense met laer F-getalle en hoër relatiewe beligting, saam met smalbandfilters om eksterne liginterferensie uit te skakel.

SPAD- en SiPM-sensors

Enkel-foton lawine diodes (SPAD) en Silicon fotovermenigvuldigers (SiPM) is die primêre sensors in dTOF stelsels. SPAD's word onderskei deur hul vermoë om op enkele fotone te reageer, wat 'n sterk stortvloedstroom met net een foton veroorsaak, wat hulle ideaal maak vir hoë-presisiemetings. Hul groter pixelgrootte in vergelyking met tradisionele CMOS-sensors beperk egter die ruimtelike resolusie van dTOF-stelsels.

CMOS-sensor vs SPAD-sensor
CMOS vs SPAD sensor

Tyd-tot-digitaal-omskakelaar (TDC)

Die TDC-kring vertaal analoog seine in digitale seine wat deur tyd verteenwoordig word, wat die presiese oomblik vasvang wat elke fotonpuls aangeteken word. Hierdie akkuraatheid is van kardinale belang vir die bepaling van die posisie van die teikenvoorwerp gebaseer op die histogram van aangetekende pulse.

Verken dTOF-prestasieparameters

Opsporingsreeks en akkuraatheid

Die deteksiebereik van 'n dTOF-stelsel strek teoreties so ver as wat sy ligpulse kan beweeg en teruggereflekteer word na die sensor, wat duidelik van geraas geïdentifiseer word. Vir verbruikerselektronika is die fokus dikwels binne 'n 5m-reeks, deur gebruik te maak van VCSEL's, terwyl motortoepassings opsporingsreekse van 100m of meer kan vereis, wat verskillende tegnologieë soos EEL's ofvesel lasers.

klik hier om meer oor die produk te wete te kom

Maksimum ondubbelsinnige reeks

Die maksimum reeks sonder dubbelsinnigheid hang af van die interval tussen uitgestraalde pulse en die modulasiefrekwensie van die laser. Byvoorbeeld, met 'n modulasiefrekwensie van 1MHz, kan die ondubbelsinnige reeks tot 150m bereik.

Presisie en fout

Presisie in dTOF-stelsels word inherent beperk deur die polswydte van die laser, terwyl foute kan ontstaan ​​uit verskeie onsekerhede in die komponente, insluitend die laserdrywer, SPAD-sensorrespons en TDC-kringakkuraatheid. Strategieë soos die gebruik van 'n verwysings-SPAD kan help om hierdie foute te versag deur 'n basislyn vir tydsberekening en afstand daar te stel.

Geraas- en interferensieweerstand

dTOF-stelsels moet te kampe hê met agtergrondgeraas, veral in sterk ligte omgewings. Tegnieke soos die gebruik van veelvuldige SPAD-pixels met verskillende verswakkingsvlakke kan help om hierdie uitdaging te bestuur. Daarbenewens verhoog dTOF se vermoë om te onderskei tussen direkte en meerpadrefleksies sy robuustheid teen interferensie.

Ruimtelike resolusie en kragverbruik

Vooruitgang in SPAD-sensortegnologie, soos die oorgang van voorkantbeligting (FSI) na agterkantbeligting (BSI) prosesse, het fotonabsorpsietempo en sensordoeltreffendheid aansienlik verbeter. Hierdie vordering, gekombineer met die gepulseerde aard van dTOF-stelsels, lei tot laer kragverbruik in vergelyking met deurlopende golfstelsels soos iTOF.

Die toekoms van dTOF Tegnologie

Ten spyte van die hoë tegniese hindernisse en koste verbonde aan dTOF-tegnologie, maak sy voordele in akkuraatheid, omvang en kragdoeltreffendheid dit 'n belowende kandidaat vir toekomstige toepassings in diverse velde. Soos sensortegnologie en elektroniese stroombaanontwerp aanhou ontwikkel, is dTOF-stelsels gereed vir wyer aanvaarding, wat innovasies in verbruikerselektronika, motorveiligheid en meer aandryf.

 

Vrywaring:

  • Ons verklaar hiermee dat sommige van die beelde wat op ons webwerf vertoon word vanaf die internet en Wikipedia versamel is, met die doel om opvoeding en die deel van inligting te bevorder. Ons respekteer die intellektuele eiendomsregte van alle skeppers. Die gebruik van hierdie beelde is nie bedoel vir kommersiële gewin nie.
  • As jy glo dat enige van die inhoud wat gebruik word jou kopiereg skend, kontak ons ​​asseblief. Ons is meer as gewillig om toepaslike maatreëls te tref, insluitend die verwydering van beelde of die verskaffing van behoorlike erkenning, om nakoming van intellektuele eiendomswette en -regulasies te verseker. Ons doel is om 'n platform te handhaaf wat ryk is aan inhoud, regverdig is en die intellektuele eiendomsregte van ander respekteer.
  • Kontak ons ​​asseblief by die volgende e-posadres:sales@lumispot.cn. Ons verbind ons daartoe om onmiddellik op te tree na ontvangs van enige kennisgewing en waarborg 100% samewerking om enige sulke probleme op te los.
Verwante Nuus
>> Verwante inhoud

Postyd: Mrt-07-2024