近些年，隨著(zhù)人工智能技術(shù)的普及，機器人和自動(dòng)駕駛技術(shù)得到了快速發(fā)展，其中飛行時(shí)間（Time-of-Flight）測距與激光雷達作為機器人和自動(dòng)駕駛技術(shù)的核心部件也受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。飛行時(shí)間（ToF）測距與激光雷達的應用領(lǐng)域涵蓋了機器人、自動(dòng)駕駛、偵探偵察、無(wú)人機、測繪測量、醫學(xué)成像、VR/AR等眾多場(chǎng)景。
激光雷達系統通過(guò)發(fā)射激光束來(lái)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(shí)間（ToF）測量方案，測距信息來(lái)源于入射信號與回波信號的時(shí)間間隔值。而時(shí)間測量則是由TDC（Time-to-Digital Converters），即時(shí)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(shí)間數字轉換產(chǎn)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(shí)間數字轉換產(chǎn)品，其中TMIS7701為單通道TDC，尤其適用于單點(diǎn)測距類(lèi)產(chǎn)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(guò)測量回波脈寬來(lái)提升系統的整體精度，不僅適用于單點(diǎn)測距產(chǎn)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(wù)機器人、車(chē)載、無(wú)人機、掃地機、智能割草機等領(lǐng)域。
在飛行時(shí)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(dòng)器以及電源管理等一系列芯片，實(shí)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(shí)間測距/激光雷達示意圖
TMIS7702應用于飛行時(shí)間測距/激光雷達示意圖很多應用場(chǎng)景需要較高的測距分辨率，對TDC時(shí)間分辨率有更高的要求。TMIS7701/7702采用創(chuàng )新性的延遲鏈技術(shù)，可以實(shí)現亞門(mén)級的時(shí)間分辨率，分辨率典型值為38ps，通過(guò)雙通道并行技術(shù)，TMIS7702分辨率更是低至19ps，可以滿(mǎn)足絕大部分應用需求。
TMIS7701/7702分辨率的溫度特性曲線(xiàn)通過(guò)創(chuàng )新性的電源噪聲抑制等自主知識產(chǎn)權技術(shù)，TMIS7701/7702實(shí)現了極低的隨機抖動(dòng)，從而能夠實(shí)現更高的測量精度。下圖為T(mén)MIS7701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(zhù)優(yōu)于同類(lèi)產(chǎn)品（TI的TDC7200）。在0~2.5μs的飛行時(shí)間內，采集的原始數據的標準差小于80ps，有利于整機產(chǎn)品實(shí)現具有高重復精度的測距效果。
測距設備應用環(huán)境較為復雜，需要在各種環(huán)境溫度下工作，要求TDC擁有較高的環(huán)境魯棒性。如下圖所示，TMIS7701/7702在?40℃~125℃范圍內，500ns的飛行時(shí)間，測量結果值從最低溫到最高溫僅偏移了0.6ns，在同類(lèi)產(chǎn)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(jìn)行溫度補償。通過(guò)采用指定的溫漂系數進(jìn)行補償，TMIS7701/7702產(chǎn)品在?40℃~125℃范圍內的測量誤差不超過(guò)±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。
TMIS7701/7702工作電流和靜態(tài)電流在同類(lèi)產(chǎn)品中處于較低水平且具有多周期平均值模式，最多可進(jìn)行128個(gè)自主平均值計算，可使測距系統整體功耗進(jìn)一步降低。
拓爾微可以給客戶(hù)提供完整的開(kāi)發(fā)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(hù)需求的強大的技術(shù)支持和服務(wù)。為了滿(mǎn)足市場(chǎng)對高性能TDC產(chǎn)品需求的快速增加，拓爾微將在現有TDC產(chǎn)品基礎上，于近期推出專(zhuān)用于流量計、水表、氣表的多功能TDC產(chǎn)品，為業(yè)界提供高品質(zhì)的距離、流量、速度測量解決方案。
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