一、dTOF激光測距技術(shù)簡介
直接飛行時間(dTOF)技術(shù)通過測量激光脈沖發(fā)射與反射接收的時間差實現(xiàn)距離計算,具有高精度、抗干擾性強、低功耗等特點,廣泛應(yīng)用于自動駕駛、工業(yè)自動化、智能機器人、安防監(jiān)控等領(lǐng)域。其核心挑戰(zhàn)在于對納秒級時間差的精準(zhǔn)測量,以及信號鏈中高速、低噪聲器件的協(xié)同設(shè)計。
杭州瑞盟憑借在模擬芯片與混合信號處理領(lǐng)域的技術(shù)積累,推出覆蓋dTOF全鏈路的芯片級解決方案,包含GaN MOSFET/IGBT驅(qū)動、TIA、COMP、TDC、AFE等關(guān)鍵模塊,助力客戶快速實現(xiàn)高性能激光測距系統(tǒng)開發(fā)。
二、瑞盟dTOF技術(shù)方案核心產(chǎn)品解析
1.GaN柵極驅(qū)動:MS30517SA
MS30517SA 是單通道、高速、低側(cè)柵極驅(qū)動器件,能夠有效地驅(qū)動 MOSFET和 IGBT開關(guān)。芯片的設(shè)計能夠大大減少擊穿電流,MS30517SA可提供峰值為4A的拉/灌(對稱驅(qū)動)電流脈沖,同時提供了軌到軌驅(qū)動能力以及13ns低傳播延遲。可以在4.5V至18V的電源電壓范圍以及-40℃至125℃的溫度范圍內(nèi)運行。
2.信號調(diào)理鏈路:TIA與COMP組合
◆TIA:特別推薦MS8257N(同OPA857)與MS8258D
MS8257N是一顆寬帶、快速過載恢復(fù)時間、快速建立時間、跨阻增益可調(diào)、超低噪聲的跨阻放大器,主要用于光電監(jiān)測和各種高性能的光電系統(tǒng)。快速過載恢復(fù)特性和內(nèi)部輸入保護電路可以讓信號從過載傳輸中快速恢復(fù)正常。兩檔可選跨阻增益保證了極高的動態(tài)輸入范圍,靈活適配多種調(diào)制解調(diào)跨阻放大應(yīng)用。
MS8258D是一款具有CMOS輸入的低噪聲運算放大器,適用于寬帶跨阻和電壓放大器應(yīng)用。當(dāng)將該器件配置為跨阻放大器(TIA)時,7GHz增益帶寬積(GBWP)可為高跨阻增益下實現(xiàn)寬閉環(huán)帶寬的應(yīng)用提供支持。
| 號 | 描述 | 通道 | 電壓范圍 | 每通道靜態(tài)電流 |
-3dB 帶寬 |
轉(zhuǎn)換速率 | 電源抑制比 | 封裝 |
| MS8257N | 超低噪聲、可選反饋電阻(5kΩ/20kΩ)跨阻放大器 | 1CH | 2.7V-3.6V | 23mA | 95MHz 125MHz | 230V/μs | 70dB | QFN16 |
| MS8258D |
7GHz增益帶寬積、 CMOS輸入運算放大器 |
1CH | 3.3V-5.5V | 25mA | 740MHz | 2000V/μs | 60dB | DFN8 |
◆COMP:MS8911S/MS8921S/MS8931S/MS8922M
系列產(chǎn)品具備4ns傳播延遲與高靈敏度閾值調(diào)節(jié),可快速將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字脈沖,提升系統(tǒng)響應(yīng)速度。MS8911S/MS8921S/MS8922M/MS8931S是一款具有內(nèi)部遲滯的高速比較器。其電源電壓范圍為3.0V-5.5V,輸入和輸出范圍均可做到軌到軌。兼容 CMOS/TTL邏輯電平標(biāo)準(zhǔn),且3mV低輸入失調(diào)電壓。
| 型號 | 描述 | 通道 | 工作電壓 | 靜態(tài)電流 | 失調(diào)電壓 | 傳輸延時 | 上升沿 | 下降沿 | 封裝 |
| MS8911S | 4ns軌到軌高速比較器 | 1CH | 3.0V-5.5V | 3.2mA | 3mV | 4ns | 1.5ns | 1.7ns | SOT23-6 |
| MS8921S | 4ns軌到軌高速比較器 | 1CH | 3.0V-5.5V | 3.2mA | 3mV | 4ns | 1.5ns | 1.7ns | SOT23-5 |
| MS8922M | 4ns軌到軌高速比較器 | 2CH | 3.0V-5.5V | 3.2mA | 3mV | 4ns | 1.5ns | 1.7ns | MSOP8 |
| MS8931S | 4ns軌到軌高速比較器 | 1CH | 3.0V-5.5V | 3.2mA | 3mV | 4ns | 1.5ns | 1.7ns | SOT-363 |
3.時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC):
TDC為高精度時間測量核心,瑞盟提供多款TDC芯片,覆蓋不同精度與成本需求:
| 型號 | 描述 | 工作電壓 | 靜態(tài)電流 |
測量 精度 |
脈沖數(shù)量 |
測溫 端口 |
脈沖 端口 |
STOP 端口 |
封裝 |
| MS1022 |
高精度時間測量(TDC) (同GP22 Pin to pin) |
2.5-3.6V | <1.5uA | 19ps |
測量1:4個 測量2:3個 |
4 | 2 | 2 | QFN32 |
| MS1003 | 激光測距專用電路 | 2.5-3.6V | <1.5uA | 23ps |
雙通道20個 單通道10個 |
0 | 0 | 2 | QFN20 |
| MS1005 |
高精度時間測量(TDC), 用于激光測距、激光雷達 |
2.5-3.6V | <1.5uA | 30ps |
雙通道20個 單通道10個 |
0 | 0 | 2 | QFN20 |
| MS1205N |
高精度時間測量(TDC), 用于激光測距、激光雷達 |
2.5-3.6V | <1.5uA | 30ps |
雙通道40個 單通道20個 |
0 | 0 | 2*2 | QFN40 |
| MS1052NA |
高精度時間測量(TDC), 用于激光測距、激光雷達 |
2.4-3.6V | <100uA | 10ps | 不限制 | 0 | 0 | 4 | QFN64 |
| MS1050NA |
高精度時間測量(TDC), 用于激光測距、激光雷達 |
2.4-3.6V | <100μA | 10ps | 不限制 | 0 | 0 | 4 | QFN40 |
| MS1051PA |
高精度時間測量(TDC), 用于激光測距、激光雷達 |
2.4-3.6V | <100μA | 10ps | 不限制 | 0 | 0 | 2 | LQFP48 |
4.模擬前端(AFE):MS7312L/MS7312LN
MS7312L /MS7312LN是一顆集成了Si-APD、跨阻放大器以及高速比較器的激光雷達接收電路。MS7312L封裝上自帶 905nm的窄帶濾光片,可應(yīng)用于強背景光的場合。跨阻放大器具備大帶寬、高增益、低噪聲的特性,同時快速的超載恢復(fù)時間極大地匹配激光雷達的應(yīng)用需求。
| 型號 | 描述 | 結(jié)構(gòu) | 輸入結(jié)構(gòu) | 接口 | 工作電壓 | 封裝 |
| MS91050 | 非色散紅外(NDIR)傳感器的AFE | Amp+LPF+Amp | 單通道輸入 | SPI | 2.7V-5.5V | MSOP10 |
| MS91051 | 非色散紅外(NDIR)傳感器的AFE | Amp+LPF+Amp | 雙通道輸入 | SPI | 2.7V-5.5V | TSSOP14 |
| MS1000TA |
超聲波測量模擬前端,集成低噪聲放大器, 可編程增益放大器,溫度傳感器 |
Amp+PGA+COMP | 雙通道輸入 | SPI | 2.7V-5.5V | TSSOP28 |
| MS1011TA |
超聲波測量模擬前端,集成低噪聲放大器, 可編程增益放大器,溫度傳感器 |
Amp+PGA+COMP | 單通道輸入 | SPI | 2.7V-5.5V | TSSOP28 |
|
MS7312L MS7312LN |
集成 Si-APD、跨阻放大器和高速比較器的 光脈沖接收電路。MS7312LN為白玻璃, 適合用使用者采用不同波長的應(yīng)用場合。 |
APD+TIA+COMP |
TIAOUT COMPOUT |
3.0V-5.0V | LGA32 |
三、瑞盟方案技術(shù)優(yōu)勢
全鏈路國產(chǎn)化:從激光MOFET柵極驅(qū)動到信號處理,覆蓋dTOF全鏈路關(guān)鍵芯片,減少客戶供應(yīng)鏈風(fēng)險。
高集成度設(shè)計:AFE與TDC的協(xié)同優(yōu)化,降低PCB布局復(fù)雜度,縮短開發(fā)周期。
靈活適配性:提供從工業(yè)級(-40℃~125℃)到消費級的多規(guī)格產(chǎn)品,滿足不同場景需求。
四、典型應(yīng)用案例
案例1:AGV避障導(dǎo)航系統(tǒng)
采用MS30517SA MOSFET柵極驅(qū)動激光發(fā)射模塊,MS8257N+MS1005組合實現(xiàn)厘米級測距精度,保障AGV在復(fù)雜倉儲環(huán)境中的安全運行。
案例2:智能家居掃地機器人
基于MS7312LN集成TIA與MS8922M比較器,優(yōu)化低功耗設(shè)計,延長電池續(xù)航時間。
五、技術(shù)合作與采購支持
杭州瑞盟科技股份有限公司產(chǎn)品由授權(quán)代理商深圳市億旸科技有限公司提供技術(shù)支持、樣片申請與批量供應(yīng)。
聯(lián)系人:朱一帆 電話:18126125171、13714033198(微信同號)郵箱:709365451@qq.com
結(jié)語
杭州瑞盟通過持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新,為dTOF激光測距領(lǐng)域提供高可靠性、高性價比的芯片級解決方案,助力客戶在智能傳感時代搶占先機。
(注:本文技術(shù)參數(shù)參考瑞盟官網(wǎng)公開資料,實際應(yīng)用需以官方數(shù)據(jù)手冊為準(zhǔn)。)
審核編輯 黃宇
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