ZHCU593A November 2018 – April 2022 TLV3601 , TLV3601-Q1 , TLV3603 , TLV3603-Q1
此參考設(shè)計(jì)展示了德州儀器 (TI) 高速放大器、比較器和時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器 (TDC) 的功能，以提供高精度、低功耗飛行時(shí)間 (ToF) 測(cè)量系統(tǒng)。接收路徑包含一個(gè) PIN 光電二極管接收器，
該接收器通過(guò) 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(gè) 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(jì)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(hào)到下一級(jí)。
使用 TDC7201 時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換器在短時(shí)間測(cè)量模式下測(cè)量接收信號(hào)。TDC7201 在內(nèi)部計(jì)算啟動(dòng)脈沖和停止脈沖之間的時(shí)間差，從而確定飛行時(shí)間測(cè)量。在此設(shè)計(jì)中，啟動(dòng)信號(hào)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(hào)是從 TLV3501 接收的信號(hào)。默認(rèn)情況下，TDC7201 測(cè)量時(shí)間下限為 12ns，限制測(cè)量距離下限為 3.6 米。但是，在短時(shí)間模式下，器件允許兩個(gè)測(cè)量核心協(xié)同工作，將測(cè)量時(shí)間下限降低到 250ps，進(jìn)而將真空中的測(cè)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(jì)算實(shí)際測(cè)量距離，并將信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)圖形用戶界面 (GUI)。
此設(shè)計(jì)的發(fā)送路徑同時(shí)受 MSP430 控制，它可以命令激光驅(qū)動(dòng)器觸發(fā)，同時(shí)根據(jù)計(jì)算機(jī) GUI 的輸入啟動(dòng) TDC7201 測(cè)量。激光驅(qū)動(dòng)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(kāi)始傳輸時(shí)，板載光電二極管會(huì)輸出電流信號(hào)，同時(shí)電阻器將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單電壓信號(hào)。此外，TDC7201 測(cè)量啟動(dòng)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(jì)中，電信號(hào)通過(guò)光纖傳輸，便于測(cè)量和設(shè)置。此設(shè)計(jì)可修改為使用整流二極管和透鏡代替光纖進(jìn)行空中測(cè)量。