เซ็นเซอร์ dTOF: หลักการทำงานและส่วนประกอบสำคัญ

ตัวแปลงเวลาเป็นดิจิตอล (TDC)

วงจร TDC แปลสัญญาณอะนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิตอลที่แสดงตามเวลา โดยบันทึกช่วงเวลาที่แม่นยำแต่ละโฟตอนพัลส์จะถูกบันทึก ความแม่นยำนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดตำแหน่งของวัตถุเป้าหมายโดยอิงจากฮิสโตแกรมของพัลส์ที่บันทึกไว้

การสำรวจพารามิเตอร์ประสิทธิภาพ dTOF

ช่วงการตรวจจับและความแม่นยำ

ระยะการตรวจจับของระบบ dTOF ตามทฤษฎีจะขยายไปไกลเท่าที่พัลส์แสงสามารถเคลื่อนที่ได้และสะท้อนกลับไปยังเซ็นเซอร์ ซึ่งระบุได้ชัดเจนจากสัญญาณรบกวน สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค การโฟกัสมักจะอยู่ในระยะ 5 ม. โดยใช้ VCSEL ในขณะที่การใช้งานในยานยนต์อาจต้องมีระยะการตรวจจับ 100 ม. ขึ้นไป ซึ่งจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน เช่น EEL หรือไฟเบอร์เลเซอร์.

คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์

ช่วงสูงสุดที่ชัดเจน

ช่วงสูงสุดที่ไม่มีความกำกวมขึ้นอยู่กับช่วงเวลาระหว่างพัลส์ที่ปล่อยออกมาและความถี่มอดูเลตของเลเซอร์ ตัวอย่างเช่น ด้วยความถี่มอดูเลชั่นที่ 1MHz ช่วงที่ชัดเจนสามารถเข้าถึงได้สูงสุด 150 ม.

ความแม่นยำและข้อผิดพลาด

ความแม่นยำในระบบ dTOF ถูกจำกัดโดยความกว้างพัลส์ของเลเซอร์ ในขณะที่ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นจากความไม่แน่นอนต่างๆ ในส่วนประกอบ รวมถึงไดรเวอร์เลเซอร์ การตอบสนองของเซ็นเซอร์ SPAD และความแม่นยำของวงจร TDC กลยุทธ์เช่นการใช้ SPAD อ้างอิงสามารถช่วยลดข้อผิดพลาดเหล่านี้ได้โดยการสร้างเส้นฐานสำหรับจังหวะเวลาและระยะทาง

ความต้านทานเสียงรบกวนและการรบกวน

ระบบ dTOF ต้องต่อสู้กับเสียงรบกวนจากพื้นหลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีแสงสว่างจ้า เทคนิคต่างๆ เช่น การใช้พิกเซล SPAD หลายตัวที่มีระดับการลดทอนที่แตกต่างกันสามารถช่วยจัดการกับความท้าทายนี้ได้ นอกจากนี้ ความสามารถของ dTOF ในการแยกแยะระหว่างการสะท้อนโดยตรงและการสะท้อนหลายเส้นทางยังช่วยเพิ่มความทนทานต่อการรบกวนอีกด้วย

ความละเอียดเชิงพื้นที่และการใช้พลังงาน

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ SPAD เช่น การเปลี่ยนจากกระบวนการส่องสว่างด้านหน้า (FSI) ไปเป็นกระบวนการส่องสว่างด้านหลัง (BSI) ได้ปรับปรุงอัตราการดูดซับโฟตอนและประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ให้ดีขึ้นอย่างมาก ความก้าวหน้านี้เมื่อรวมกับลักษณะพัลส์ของระบบ dTOF ส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงานน้อยลงเมื่อเปรียบเทียบกับระบบคลื่นต่อเนื่องเช่น iTOF