ZHCU593A November 2018 – April 2022 TLV3601 , TLV3601-Q1 , TLV3603 , TLV3603-Q1
此參考設(shè)計展示了德州儀器 (TI) 高速放大器、比較器和時數(shù)轉(zhuǎn)換器 (TDC) 的功能,以提供高精度、低功耗飛行時間 (ToF) 測量系統(tǒng)。接收路徑包含一個 PIN 光電二極管接收器,
該接收器通過 5V 基準(zhǔn)電壓進(jìn)行偏置,并耦合到使用跨阻配置且具有 10kΩ 增益的 OPA858 放大器。OPA858 放大器是一個 5.5GHz 解補(bǔ)償運(yùn)算放大器,具有低偏置電流互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 輸入。此設(shè)計默認(rèn)使用 OPA858 5.5GHz 放大器,但可輕松配置為使用 OPA855 8GHz、雙極輸入放大器或 OPA859 900MHz、CMOS 輸入、單位增益穩(wěn)定放大器。OPA858 輸出連接到 TLV3501 4.5ns 比較器,以放大和傳播信號到下一級。
使用 TDC7201 時數(shù)轉(zhuǎn)換器在短時間測量模式下測量接收信號。TDC7201 在內(nèi)部計算啟動脈沖和停止脈沖之間的時間差,從而確定飛行時間測量。在此設(shè)計中,啟動信號由微控制器或封裝在激光二極管的內(nèi)置監(jiān)視器二極管提供,停止信號是從 TLV3501 接收的信號。默認(rèn)情況下,TDC7201 測量時間下限為 12ns,限制測量距離下限為 3.6 米。但是,在短時間模式下,器件允許兩個測量核心協(xié)同工作,將測量時間下限降低到 250ps,進(jìn)而將真空中的測量距離下限降低到 7.5 厘米。TDC7201 數(shù)字輸出連接到 MSP430 微控制器,該微控制器計算實際測量距離,并將信息發(fā)送到計算機(jī)圖形用戶界面 (GUI)。
此設(shè)計的發(fā)送路徑同時受 MSP430 控制,它可以命令激光驅(qū)動器觸發(fā),同時根據(jù)計算機(jī) GUI 的輸入啟動 TDC7201 測量。激光驅(qū)動器連接到具有板載監(jiān)控光電二極管的激光二極管。當(dāng)激光二極管開始傳輸時,板載光電二極管會輸出電流信號,同時電阻器將該電流信號轉(zhuǎn)換為簡單電壓信號。此外,TDC7201 測量啟動可由具有板載光電二極管的激光二極管而不是 MSP430 觸發(fā),從而提供具有較低延遲的連接。在此設(shè)計中,電信號通過光纖傳輸,便于測量和設(shè)置。此設(shè)計可修改為使用整流二極管和透鏡代替光纖進(jìn)行空中測量。