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                                                                      <kbd id='OGy33zYYJy1KWqD'></kbd><address id='OGy33zYYJy1KWqD'><style id='OGy33zYYJy1KWqD'></style></address><button id='OGy33zYYJy1KWqD'></button>

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                                                                                  欢迎来到上海吉祥食品制造有限公司!

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                                                                                  作者:永利国际娱乐注册送56 浏览:8108 发布日期:2018-07-03

                                                                                  航行时刻(ToF)子体系可为各类应用提供快速的间隔丈量,包罗ADAS汽车驾驶员帮助体系,无人机,乃至用户界面。ToF要领固然广泛,但在技能上要求很高,要求计划职员在精度,范畴,相应时刻和判别率等要求与本钱,功耗和可用占地面积之间取得均衡。
                                                                                  专用的ToF装备提供了均衡这些需求的机动性,以满意特定应用的需求。两款这样的专用器件,德州仪器(TI) TDC7201时刻数字转换器和Intersil ISL29501 ToF信号处理赏罚IC提供了其他要领。
                                                                                  本文将扼要先容ToF在引入这两种办理方案之前的事变道理,它们怎样满意ToF体系计划职员的需求,以及怎样评估和行使它们。 ToF怎样运作 ToF要领位于行使光波,超声波和雷达技能的长途物体感测的焦点。这些ToF体系的操纵道理相对简朴。发射机发射调制信号,方针将一部门信号反射回吸取机。吸取到的信号通过丈量航行时刻的专用处理赏罚器与发射信号相干联,并计较方针的响应间隔(图1)。

                                                                                  德州仪器ToF子体系图


                                                                                  图1:为了丈量与方针的间隔,ToF子体系将发射信号和反射信号相干联,以便通过专用处理赏罚器转换为间隔丈量。(图片来历:德州仪器) 首要要求 在丈量技能中,因为LED或激光发射器及其响应的光电探测器的可用性,光探测和测距(LiDAR)已成为越来越多斲丧应用的热点选择。然而,在低速(约莫300,000 km / s的氛围)下事变时,LiDAR体系必要快速靠得住地执行其成果,出格是对付估量会检测近间隔方针的应用。譬喻,间隔方针1厘米的航行时刻仅约67皮秒。
                                                                                  定制的ToF体系可以或许实此刻高度专业化应用中行使的很是短间隔丈量所需的皮秒判别率。对付这些定制体系,工程师基于伟大的信号链成立ToF计划,馈送丈量逻辑,凡是行使FPGA实现,以提供所需的机能程度。
                                                                                  然而,对付主流斲丧类应用,开拓职员凡是面对的机能要求不太严酷,重点转向低本钱,巨细和功耗,而不是纯粹的丈量速率和判别率。
                                                                                  纵然在主流应用所需的尺寸和本钱范畴内,ToF体系也可以应对很是普及的信号要求。长间隔或短间隔应用必需处理赏罚滋扰能源或低落因氛围中尘埃和/或湿气引起的间隔和光束散射而导致的能量接纳。在这些环境下,工程师也许必要计划专门的吸取器信号链来处理赏罚低信噪比,调制和相干。
                                                                                  扫描ToF后,挑衅变得越发明明,个中传输的能量描画了大量方针,以在方针场景中构建更全面的深度视角。
                                                                                  对付这里要接头的更常见的单点测距体系,专门的ToF探测器的呈现极大地简化了这些体系的计划。对付一样平常的测距应用,德州仪器TDC7201时刻数字转换器(TDC)提供了一个通用办理方案,可以或许支持超声波,光泽和雷达等技能。4 mm x 4 mm封装集成了确定航行时刻所需的准确计时电路,使工程师可以或许专注于在ToF计划中优化发射机和吸取机级。
                                                                                  在体系级,TDC7201增进了发送器和吸取器级的一个简朴要求,超出了天生和检测信号所需的要求。工程师必要确保发射器和吸取器各自向TDC7201发出10 ns(最小)脉冲,以指示航班何时开始和竣事。TDC7201自动丈量启动脉冲信号和遏制脉冲信号之间的时距离断,并计较现实的航行时刻。最终功效,原始数据和设置数据都生涯在可通过器件的SPI接口会见的专用寄存器中。跟着TI MSP430等主处理赏罚器的增进,这种模块化计划提供了一个伟大的ToF体系(图2)。

                                                                                  德州仪器TDC7201图


                                                                                  图2:通过集成一对时刻数字转换器,德州仪器(TI)TDC7201显著简化了必要专门的发射器和吸取器级的应用的航行时刻计划。(图片来历:德州仪器)
                                                                                  除了镌汰计划占地面积和部件数目外,这些集成器件凡是还具有低功耗事变模式,有助于节减电池供电应用(如移动装备和无人机)的功耗。譬喻,德州仪器TDC7201 TDC在事变模式下仅耗损约2.7 mA,在空闲模式下仅耗损100μA,在关断模式下仅耗损600 nA。现实上,典范应用也许每秒仅必要一次或两次范畴丈量操纵,因此空闲状态凡是主导整体功耗。
                                                                                  另外,如下所述,TDC7201提供了丈量模式,可在超出长程物体检测所需的扩展丈量周期的环境下低落功耗。 范畴机动 TDC7201集成了一对独立的TDC,包罗一个高频环形振荡器和计数器。每个TDC包罗一个开始和遏制输入,别离对应于发射机发生光束(或声波)的时候,以及吸取机检测到的时候。对付一连时刻小于2μs的航行一连时刻,每个TDC运行在其勾当状态,行使其内部环形振荡器来丈量航行时刻。因此,在这种称为丈量模式1的模式下,器件在空闲时的功耗为100μA,在事变模式下为2.7 mA。
                                                                                  TDC7201提供了第二种丈量模式,可以低落长时刻航行的功耗。在此模式下,器件保持勾当状态,不高出一个外部16 MHz(最大)时钟周期。处于勾当状态时,器件行使其内部环形振荡器来丈量启动或遏制信号与外部时钟下一个上升沿之间的时刻增量。在这些启动和遏制变乱之间,器件进入低功耗状态,仅耗损140μA。在这种状态下,TDC7201封锁TDC并行使内部计数器来计数外部时钟的周期。当航行竣事时,TDC7201行使来自两个(开始和遏制)环形振荡器丈量的数据调解此轮回计数,并将最终功效存储在一个寄存器中。
                                                                                  回收这种要领,该器件可以在保持低功耗要求的同时丈量长时刻航行,由于航行时刻的大部门时刻都在140μA的状态下运行,仅短时刻切换到2.7 mA的启动和遏制丈量状态。
                                                                                  丈量模式二可以实现长达8 ms的长时刻航行的低功率运行。另一方面,它依靠于计数全时钟周期意味着其判别率的下限由外部时钟周期的宽度抉择。因此,对付标称的8MHz外部时钟,最小一连航行时刻为250ns,,可能最小范畴约莫为40米。为了丈量更短的间隔,开拓职员可以行使丈量模式1,该模式支持12 ns(1.9 m)的航行。
                                                                                  对付必要很是短间隔靠近检测的应用,ToF体系必要可以或许丈量厘米而不是米。依附其两个TDC,TDC7201为开拓职员提供了一种机制,可以快速丈量0.25 ns的航班,相等于约莫4 cm。在这种要领中,主机MCU同时向两个TDC(图2中的START1和START2)发出启动。
                                                                                  进而,如图2所示,当发射机发生出射光束时,发射机向个中一个TDC发出遏制信号,而且当吸取机吸取到响应的输入信号时,吸取机向另一个TDC发出遏制信号。行使这种要领,TDC7201可以单独准确丈量航行的启动和遏制时刻。两者的区别在于现实的航行时刻(图3)。

                                                                                  行使德州仪器TDC7201的航行一连时刻图


                                                                                  图3:开拓职员可以行使TDC7201的两个独立的时刻 - 数字转换器丈量航行一连时刻(T3)至250 ps(4 cm),以丈量航行开始时刻(T1)和遏制时刻之间的差别。航班(T2)。(图片来历:德州仪器)
                                                                                  诸如TDC7201之类的集成装备可以或许支持必要检测靠近厘米的方针的应用。然而,在实践中,丈量同等性凡是比大大都应用的最小可实现范畴更重要。为了辅佐镌汰瞬态丈量偏差的影响,TDC7201提供了均匀成果。这里,器件的内部TDC执行多个丈量周期并计较均匀功效。与其他操纵一样,TDC7201执行此均匀序列,无需主机MCU的过问。
                                                                                  TDC7201还具有自动自校准成果,旨在镌汰因温度变革或漂移引起的偏差。每次丈量后自动执行,自校准序列将其内部环形振荡器的一个周期的一连时刻与外部时钟举办较量,并将功效存储在其内部寄存器中。当装备将其轮回计数转换为现实的ToF值时,装备会行使这些自校准值。
                                                                                  固然该装备可以办理丈量偏差,但同等的功效要害取决于外部时钟的性子。重要的时钟发抖或频率偏差直接导致丈量偏差。因此,丈量同等性要求选择频率偏差和发抖特征低于方针丈量窗口的振荡器。
                                                                                  譬喻,德州仪器(TI)TDC7201-ZAX-EVM评估模块行使Abracon LLC ASFLMB 8-MHz振荡器,其频率不变度为50 ppm,发抖为10 ps。对付TDC7201支持的一连时刻内的丈量,这些特征引入的偏差凡是远低于大大都应用的判别率阈值。 集成的ToF办理方案 借助TDC7201,计划职员可以构建专用的发射器驱动器和吸取器信号链,以降服因为间隔或情形前提造成的倒霉信号前提。然而,对付很多主流应用来说,零件数目和计划占地面积是最要害的。对付这些计划,集成了发射器和吸取器级的Intersil ISL29501 ToF信号处理赏罚器可以最小的特殊事变量为短程物体检测提供有用的办理方案。
                                                                                  ISL29501集成了一个数模转换器(DAC),可以输出255 mA的脉冲电流,以直接驱动外部LED或激光器。对付吸取器,开拓职员可以将光电二极管直接毗连到专用输入引脚。该差分输入毗连到由互阻抗放大器(TIA),低噪声放大器(LNA),解调器,带通滤波器和模数转换器(ADC)构成的完备模仿信号链。除了LED和光电二极管检测器之外,ISL29501还必要很少的附加外部元件来建设完备的ToF办理方案,可以或许检测间隔两米远的方针(图4)。

                                                                                  Intersil ISL29501的表示图


                                                                                  图4:Intersil ISL29501集成了发射器驱动器,吸取器信号链和丈量逻辑,使开拓职员只需几个附加组件即可建设完备的ToF计划。(图片来历:Intersil)
                                                                                  ISL29501向主机MCU提供间隔信息和原始数据,并在信息可用时发出间断。行使器件执行间隔丈量只必要在其I 2 C串行接口长举办少量传输(清单1)。

                                                                                  脚步 手术 注册 数据 评述

                                                                                  1 写 0×13 0x71 配置单拍模式

                                                                                  2 写 0X60 0×01 配置ISL29501以在数据停那时刻断

                                                                                  3 读 0×69 没用过 读取破除间断

                                                                                  4 SS ='0' - - 启动间隔丈量

                                                                                  五 守候IRQ - - 微守候外部间断(数据筹备停当)

                                                                                  6 读 0xD1   读取间隔MSB

                                                                                  7 读 0xD2   读取间隔LSB

                                                                                  Copyright © 2018年 上海吉祥食品制造有限公司 http://www.almost-unreal.com 版权所有   

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