Ειδήσεις - Αισθητήρας DTOF: Αρχή εργασίας και βασικά στοιχεία.

Εγγραφείτε στα κοινωνικά μας μέσα για άμεση ανάρτηση

Η τεχνολογία άμεσης χρονικής πτήσης (DTOF) είναι μια καινοτόμος προσέγγιση για να μετρήσει με ακρίβεια τον χρόνο πτήσης του φωτός, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο που συσχετίζεται με το χρόνο που συσχετίζεται με την καταμέτρηση των φωτονίων (TCSPC). Αυτή η τεχνολογία είναι αναπόσπαστη σε διάφορες εφαρμογές, από την ανίχνευση εγγύτητας στα ηλεκτρονικά στοιχεία των καταναλωτών έως τα προηγμένα συστήματα LIDAR σε εφαρμογές αυτοκινήτων. Στον πυρήνα του, τα συστήματα DTOF αποτελούνται από διάφορα βασικά συστατικά, το καθένα διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην εξασφάλιση ακριβών μετρήσεων απόστασης.

Τα βασικά συστατικά των συστημάτων DTOF

Οδηγός λέιζερ και λέιζερ

Ο οδηγός λέιζερ, ένα κεντρικό τμήμα του κυκλώματος του πομπού, δημιουργεί ψηφιακά σήματα παλμών για τον έλεγχο της εκπομπής λέιζερ μέσω της μεταγωγής MOSFET. Λέιζερ, ιδιαίτεραΚατακόρυφη επιφάνεια κοιλοτήτων που εκπέμπουν λέιζερ(VCSELS), ευνοούνται για το στενό φάσμα τους, την ένταση υψηλής ενέργειας, τις δυνατότητες γρήγορης διαμόρφωσης και την ευκολία ολοκλήρωσης. Ανάλογα με την εφαρμογή, τα μήκη κύματος των 850nm ή 940nm επιλέγονται για να εξισορροπήσουν τις κορυφές απορρόφησης του ηλιακού φάσματος και την κβαντική απόδοση του αισθητήρα.

Μετάδοση και λήψη οπτικών

Από την πλευρά μετάδοσης, ένας απλός οπτικός φακός ή ένας συνδυασμός φακών συσσωμάτωσης και διαθλαστικών οπτικών στοιχείων (DO) κατευθύνει τη δέσμη λέιζερ κατά μήκος του επιθυμητού οπτικού πεδίου. Η οπτική λήψη, με στόχο τη συγκέντρωση φωτός μέσα στο οπτικό πεδίο στόχου, επωφελείται από φακούς με χαμηλότερα f-numbers και υψηλότερο σχετικό φωτισμό, παράλληλα με τα φίλτρα στενής ζώνης για την εξάλειψη των παρεμβολών του εξωτερικού φωτός.

SPAD και SIPM αισθητήρες

Οι δίοδοι χιονοστιβάδων μονής φωτόνης (SPAD) και οι φωτομολιμαλλιών πυριτίου (SIPM) είναι οι κύριοι αισθητήρες σε συστήματα DTOF. Τα spads διακρίνονται από την ικανότητά τους να ανταποκρίνονται σε μεμονωμένα φωτόνια, ενεργοποιώντας ένα ισχυρό ρεύμα χιονοστιβάδας με μόνο ένα φωτόνιο, καθιστώντας τα ιδανικά για μετρήσεις υψηλής ακρίβειας. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέγεθος των εικονοστοιχείων τους σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς αισθητήρες CMOS περιορίζει τη χωρική ανάλυση των συστημάτων DTOF.

Μετατροπέας χρόνου σε ψηφιακό (TDC)

Το κύκλωμα TDC μεταφράζει αναλογικά σήματα σε ψηφιακά σήματα που αντιπροσωπεύονται από το χρόνο, καταγράφοντας την ακριβή στιγμή που κάθε παλμός φωτονίου καταγράφεται. Αυτή η ακρίβεια είναι ζωτικής σημασίας για τον προσδιορισμό της θέσης του αντικειμένου προορισμού με βάση το ιστόγραμμα των καταγεγραμμένων παλμών.

Εξερεύνηση παραμέτρων απόδοσης DTOF

Εύρος ανίχνευσης και ακρίβεια

Το εύρος ανίχνευσης ενός συστήματος DTOF θεωρητικά εκτείνεται όσον αφορά τα φωτεινά του παλμούς μπορούν να ταξιδέψουν και να αντικατοπτρίζονται στον αισθητήρα, ταυτοποιημένα σαφώς από το θόρυβο. Για τα ηλεκτρονικά στοιχεία καταναλωτών, η εστίαση είναι συχνά εντός ενός εύρους 5 μέτρων, χρησιμοποιώντας VCSEL, ενώ οι εφαρμογές αυτοκινήτων ενδέχεται να απαιτούν εύρη ανίχνευσης 100m ή περισσότερο, απαιτώντας διαφορετικές τεχνολογίες όπως χέλια ήλέιζερ ινών.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το προϊόν

Μέγιστο σαφές εύρος

Το μέγιστο εύρος χωρίς ασάφεια εξαρτάται από το διάστημα μεταξύ των εκπεμπόμενων παλμών και της συχνότητας διαμόρφωσης του λέιζερ. Για παράδειγμα, με συχνότητα διαμόρφωσης 1MHz, το σαφές εύρος μπορεί να φτάσει μέχρι και 150m.

Ακρίβεια και σφάλμα

Η ακρίβεια στα συστήματα DTOF περιορίζεται εγγενώς από το πλάτος του παλμού του λέιζερ, ενώ τα σφάλματα μπορεί να προκύψουν από διάφορες αβεβαιότητες στα εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένου του οδηγού λέιζερ, της απόκρισης του αισθητήρα SPAD και της ακρίβειας του κυκλώματος TDC. Στρατηγικές όπως η χρήση ενός SPAD αναφοράς μπορούν να βοηθήσουν στην άμβλυνση αυτών των σφαλμάτων, δημιουργώντας μια βασική γραμμή για το χρονοδιάγραμμα και την απόσταση.

Θόρυβος και αντίσταση παρεμβολής

Τα συστήματα DTOF πρέπει να αντιμετωπίζουν το θόρυβο του φόντου, ιδιαίτερα σε ισχυρά περιβάλλοντα φωτός. Οι τεχνικές όπως η χρήση πολλαπλών εικονοστοιχείων SPAD με διαφορετικά επίπεδα εξασθένησης μπορούν να βοηθήσουν στη διαχείριση αυτής της πρόκλησης. Επιπλέον, η ικανότητα του DTOF να διακρίνει μεταξύ άμεσων και πολλαπλών αντανακλάσεων ενισχύει την ευρωστία του ενάντια στην παρεμβολή.

Χωρική ανάλυση και κατανάλωση ενέργειας

Οι εξελίξεις στην τεχνολογία SPAD αισθητήρων, όπως η μετάβαση από τις διαδικασίες φωτισμού της πρώτης πλευράς (FSI) σε φωτισμό πλάτης (BSI), έχουν βελτιώσει σημαντικά τους ρυθμούς απορρόφησης φωτονίων και την αποτελεσματικότητα των αισθητήρων. Αυτή η πρόοδος, σε συνδυασμό με την παλμική φύση των συστημάτων DTOF, έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με συστήματα συνεχούς κύματος όπως το ITOF.

Το μέλλον της τεχνολογίας DTOF

Παρά τα υψηλά τεχνικά εμπόδια και το κόστος που συνδέονται με την τεχνολογία DTOF, τα πλεονεκτήματά της στην ακρίβεια, την εμβέλεια και την απόδοση της ενέργειας καθιστούν έναν υποσχόμενο υποψήφιο για μελλοντικές εφαρμογές σε διάφορους τομείς. Καθώς η τεχνολογία των αισθητήρων και ο σχεδιασμός του ηλεκτρονικού κυκλώματος συνεχίζουν να εξελίσσονται, τα συστήματα DTOF είναι έτοιμοι για ευρύτερη υιοθεσία, οδηγώντας καινοτομίες σε ηλεκτρονικά καταναλωτικά, την ασφάλεια αυτοκινήτων και πέρα από αυτήν.

Από την ιστοσελίδα02.02 TOF 系统第二章 DTOF 系统-超光 Ταχύτερη από το φως (ταχύτερη από το φως.net)
από τον συγγραφέα: Chao Guang

Αρνηση:

Δηλώνουμε ότι ορισμένες από τις εικόνες που εμφανίζονται στον ιστότοπό μας συλλέγονται από το Διαδίκτυο και τη Wikipedia, με στόχο την προώθηση της εκπαίδευσης και της ανταλλαγής πληροφοριών. Σεβόμαστε τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας όλων των δημιουργών. Η χρήση αυτών των εικόνων δεν προορίζεται για εμπορικό κέρδος.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από τα χρησιμοποιούμενα περιεχόμενα παραβιάζει τα πνευματικά σας δικαιώματα, επικοινωνήστε μαζί μας. Είμαστε περισσότερο από πρόθυμοι να λάβουμε τα κατάλληλα μέτρα, συμπεριλαμβανομένης της κατάργησης εικόνων ή της παροχής της σωστής απόδοσης, για να διασφαλιστεί η συμμόρφωση με τους νόμους και τους κανονισμούς πνευματικής ιδιοκτησίας. Στόχος μας είναι να διατηρήσουμε μια πλατφόρμα που είναι πλούσια σε περιεχόμενο, δίκαιη και σέβεται τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας των άλλων.
Επικοινωνήστε μαζί μας στην ακόλουθη διεύθυνση email:sales@lumispot.cn. Δεσμευόμαστε να αναλάβουμε άμεση δράση κατά τη λήψη οποιασδήποτε ειδοποίησης και εγγύηση 100% συνεργασίας για την επίλυση τέτοιων ζητημάτων.