近些年，隨著人工智能技術的普及，機器人和自動駕駛技術得到了快速發展，其中飛行時間（Time-of-Flight）測距與激光雷達作為機器人和自動駕駛技術的核心部件也受到了業界的廣泛關注。飛行時間（ToF）測距與激光雷達的應用領域涵蓋了機器人、自動駕駛、偵探偵察、無人機、測繪測量、醫學成像、VR/AR等眾多場景。激光雷達系統通過發射激光束來探測目標物體的輪廓、位置、速度等信息。目前激光測距系統的主流方法為飛行時間（ToF）測量方案，測距信息來源于入射信號與回波信號的時間間隔值。而時間測量則是由TDC（Time-to-Digital Converters），即時間數字轉換電路完成。因此，TDC芯片直接決定了測距系統的精度、分辨率、溫漂等核心性能指標。

高分辨率、高精度、低溫漂和低功耗的時間數字轉換產品——TMIS7701/7702

TMIS7701/7702是拓爾微推出的兩款高分辨率、高精度、低溫漂和低功耗的時間數字轉換產品，其中TMIS7701為單通道TDC，尤其適用于單點測距類產品，如高爾夫望遠鏡、瞄準鏡、手持成像測距儀等；TMIS7702為雙通道TDC，可以更加方便的通過測量回波脈寬來提升系統的整體精度，不僅適用于單點測距產品，還非常適用于掃描型的激光雷達系統。掃描型激光雷達廣泛應用在服務機器人、車載、無人機、掃地機、智能割草機等領域。

在飛行時間測距和激光雷達方面，拓爾微可以提供包含TDC、高速比較器、跨阻放大器（TIA）、柵極驅動器以及電源管理等一系列芯片，實現了完整的ToF測距解決方案，如下框圖中的藍色部分。

TMIS7701應用于飛行時間測距/激光雷達示意圖

TMIS7702應用于飛行時間測距/激光雷達示意圖

高分辨率更精準距離測量

很多應用場景需要較高的測距分辨率，對TDC時間分辨率有更高的要求。TMIS7701/7702采用創新性的延遲鏈技術，可以實現亞門級的時間分辨率，分辨率典型值為38ps，通過雙通道并行技術，TMIS7702分辨率更是低至19ps，可以滿足絕大部分應用需求。

TMIS7701/7702分辨率的溫度特性曲線

高精度更小的隨機測量誤差

通過創新性的電源噪聲抑制等自主知識產權技術，TMIS7701/7702實現了極低的隨機抖動，從而能夠實現更高的測量精度。下圖為TMIS7701工作在模式1下的標準差（精度）分布情況，在100ns內標準差≤10ps，顯著優于同類產品（TI的TDC7200）。在0~2.5μs的飛行時間內，采集的原始數據的標準差小于80ps，有利于整機產品實現具有高重復精度的測距效果。

低溫漂適應復雜環境

測距設備應用環境較為復雜，需要在各種環境溫度下工作，要求TDC擁有較高的環境魯棒性。如下圖所示，TMIS7701/7702在?40℃~125℃范圍內，500ns的飛行時間，測量結果值從最低溫到最高溫僅偏移了0.6ns，在同類產品中處于較低水平，而且良好的溫漂一致性可以很方便地進行溫度補償。通過采用指定的溫漂系數進行補償，TMIS7701/7702產品在?40℃~125℃范圍內的測量誤差不超過±60ps （3sigma，99.74%置信概率）。

此外，TMIS7701/7702的測量精度（標準差）也具有良好的溫度一致性，在?40℃~125℃范圍內均保持較低水平且變化不大。

低功耗更加節能

TMIS7701/7702工作電流和靜態電流在同類產品中處于較低水平且具有多周期平均值模式，最多可進行128個自主平均值計算，可使測距系統整體功耗進一步降低。

拓爾微可以給客戶提供完整的開發套件，包含上位機軟件、示例程序代碼、參考設計，以及demo板等資料，并竭力提供能夠快速響應客戶需求的強大的技術支持和服務。

為了滿足市場對高性能TDC產品需求的快速增加，拓爾微將在現有TDC產品基礎上，于近期推出專用于流量計、水表、氣表的多功能TDC產品，為業界提供高品質的距離、流量、速度測量解決方案。

審核編輯 黃宇