雷达脉冲ToF电路设计(一)

出处:电路城 发布于:2020-01-03 15:29:52 | 151 次阅读

  工业自动化造就了不少问题,比如为了确保自动化机械手臂周围安全,通常需要不断的检测,但是传统的接触式检测并不是万能的,举个比较有代表性的例子,比如测量后勤中心传送带上是否存在物体,这就无法通过建立与目标的实际接触来测量与目标之间的距离,这时就需要光探测和测距 (LIDAR) 系统利用光在物体之间传输所需的时间尝试测量与此目标之间的距离。
  类似的解决方案我们推荐使用高速模数转换器 (ADC) 或时数转换器 (TDC) 来构建 LIDAR 系统。
  如下的电路参考设计展示了如何基于 TDC 为 LIDAR 设计时间测量后端以及相关的前端。


  特性
  LIDAR 脉冲飞行时间测量
  系统级距离分辨率 <1cm
  TDC 分辨率 1.65cm,白噪声 1.05cm RMS
  TX 能量:40 ns 时间内的峰值为 70W
  其中主要的TDC7200 是用于超声波传感测量的 TDC,例如水流量计、气流量计和热流量计。与 TDC1000(超声波模拟前端)配套使用时,TDC7200 可与 MSP430、电源、无线器件以及源代码一起构成一套完整的德州仪器 (TI) 超声波感应解决方案。
  TDC 可执行秒表功能,测量 START 脉冲与多达 5 个 STOP 脉冲之间的间隔时间(飞行时间,即 ToF)。凭借在一个 START 脉冲和多个 STOP 脉冲之间进行测量的功能,用户可以灵活选择回声性能最佳的 STOP脉冲。该器件内置自校准时基,可补偿随时间推移和温度变化而产生的漂移。通过自校准,时数转换能够获得皮秒(ps) 级精度。这种精度使 TDC7200 非常适合用于流量计 应用让它们能够在进行零流量和低流量测量时实现高精度。
  TDC7200 置于自主多周期平均模式下时,可降低系统功耗,非常适合电池供电式流量计。在此模式下,主器件会进入休眠模式以实现节能,并会在测量序列完成后由 TDC 中断唤醒。


  雷达脉冲ToF电路设计参考方案可应用于工厂自动化光学接近传感器、工厂自动化光学液位传感器、工厂自动化体积扫描仪、无人机等应用。

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