瑞盟dTOF激光測(cè)距技術(shù)全鏈路解決方案

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一、dTOF激光測(cè)距技術(shù)簡(jiǎn)介

直接飛行時(shí)間（dTOF）技術(shù)通過(guò)測(cè)量激光脈沖發(fā)射與反射接收的時(shí)間差實(shí)現(xiàn)距離計(jì)算，具有高精度、抗干擾性強(qiáng)、低功耗等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、工業(yè)自動(dòng)化、智能機(jī)器人、安防監(jiān)控等領(lǐng)域。其核心挑戰(zhàn)在于對(duì)納秒級(jí)時(shí)間差的精準(zhǔn)測(cè)量，以及信號(hào)鏈中高速、低噪聲器件的協(xié)同設(shè)計(jì)。

杭州瑞盟憑借在模擬芯片與混合信號(hào)處理領(lǐng)域的技術(shù)積累，推出覆蓋dTOF全鏈路的芯片級(jí)解決方案，包含GaN MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)、TIA、COMP、TDC、AFE等關(guān)鍵模塊，助力客戶快速實(shí)現(xiàn)高性能激光測(cè)距系統(tǒng)開(kāi)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(dòng)：MS30517SA

    MS30517SA是單通道、高速、低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器件，能夠有效地驅(qū)動(dòng)MOSFET 和 IGBT 開(kāi)關(guān)。芯片的設(shè)計(jì)能夠大大減少擊穿電流，MS30517SA 可提供峰值為4A 的拉/灌（對(duì)稱驅(qū)動(dòng)）電流脈沖，同時(shí)提供了軌到軌驅(qū)動(dòng)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(yùn)行。

2. 信號(hào)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(guò)載恢復(fù)時(shí)間、快速建立時(shí)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(cè)和各種高性能的光電系統(tǒng)。快速過(guò)載恢復(fù)特性和內(nèi)部輸入保護(hù)電路可以讓信號(hào)從過(guò)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(dòng)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(yùn)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(shí)，7GHz增益帶寬積(GBWP)可為高跨阻增益下實(shí)現(xiàn)寬閉環(huán)帶寬的應(yīng)用提供支持。

號(hào)	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(yùn)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(hào)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(hào)	描述	通道	工作電壓	靜態(tài)電流	失調(diào)電壓	傳輸延時(shí)	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(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）：TDC為高精度時(shí)間測(cè)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(hào)	描述	工作電壓	靜態(tài)電流	測(cè)量    精度	脈沖數(shù)量	測(cè)溫    端口	脈沖    端口	STOP    端口	封裝
MS1022	高精度時(shí)間測(cè)量(TDC)    (同GP22  Pin to pin)	2.5-3.6V	＜1.5uA	19ps	測(cè)量1：4個(gè)    測(cè)量2：3個(gè)	4	2	2	QFN32
MS1003	激光測(cè)距專用電路	2.5-3.6V	＜1.5uA	23ps	雙通道20個(gè)    單通道10個(gè)	0	0	2	QFN20
MS1005	高精度時(shí)間測(cè)量(TDC)，    用于激光測(cè)距、激光雷達(dá)	2.5-3.6V	<1.5uA	30ps	雙通道20個(gè)    單通道10個(gè)	0	0	2	QFN20
MS1205N	高精度時(shí)間測(cè)量(TDC)，    用于激光測(cè)距、激光雷達(dá)	2.5-3.6V	<1.5uA	30ps	雙通道40個(gè)    單通道20個(gè)	0	0	2*2	QFN40
MS1052NA	高精度時(shí)間測(cè)量(TDC)，    用于激光測(cè)距、激光雷達(dá)	2.4-3.6V	<100uA	10ps	不限制	0	0	4	QFN64
MS1050NA	高精度時(shí)間測(cè)量(TDC)，    用于激光測(cè)距、激光雷達(dá)	2.4-3.6V	<100μA	10ps	不限制	0	0	4	QFN40
MS1051PA	高精度時(shí)間測(cè)量(TDC)，    用于激光測(cè)距、激光雷達(dá)	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(dá)接收電路。MS7312L 封裝上自帶 905nm 的窄帶濾光片，可應(yīng)用于強(qiáng)背景光的場(chǎng)合。跨阻放大器具備大帶寬、高增益、低噪聲的特性，同時(shí)快速的超載恢復(fù)時(shí)間極大地匹配激光雷達(dá)的應(yīng)用需求。

型號(hào)	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(cè)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(cè)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(zhǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合。	APD+TIA+COMP		TIAOUT    COMPOUT	3.0V-5.0V	LGA32

三、瑞盟方案技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.  全鏈路國(guó)產(chǎn)化：從激光MOFET柵極驅(qū)動(dòng)到信號(hào)處理，覆蓋dTOF全鏈路關(guān)鍵芯片，減少客戶供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。

2.  高集成度設(shè)計(jì)：AFE與TDC的協(xié)同優(yōu)化，降低PCB布局復(fù)雜度，縮短開(kāi)發(fā)周期。

3. 靈活適配性：提供從工業(yè)級(jí)（-40℃～125℃）到消費(fèi)級(jí)的多規(guī)格產(chǎn)品，滿足不同場(chǎng)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(dòng)激光發(fā)射模塊，MS8257N+MS1005組合實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)測(cè)距精度，保障AGV在復(fù)雜倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境中的安全運(yùn)行。

案例2：智能家居掃地機(jī)器人
基于MS7312LN集成TIA與MS8922M比較器，優(yōu)化低功耗設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。

五、技術(shù)合作與采購(gòu)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(qǐng)與批量供應(yīng)。

聯(lián)系人：朱一帆  電話：18126125171、13714033198（微信同號(hào)）郵箱：709365451@qq.com

結(jié)語(yǔ)

杭州瑞盟通過(guò)持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，為dTOF激光測(cè)距領(lǐng)域提供高可靠性、高性價(jià)比的芯片級(jí)解決方案，助力客戶在智能傳感時(shí)代搶占先機(jī)。

（注：本文技術(shù)參數(shù)參考瑞盟官網(wǎng)公開(kāi)資料，實(shí)際應(yīng)用需以官方數(shù)據(jù)手冊(cè)為準(zhǔn)。）