ISL5992x模拟信号延时芯片在成像激光雷达时刻测量系统中的应用
激光雷达早期伴随着航空航天技术发展，用于卫星之间的通信。后来慢慢发展到对地面通讯测量。进入军事领域后，基于激光雷达的成像技术研制的精确自动导航传感器开始应用于巡航导弹、航空导弹和灵巧弹药等弹药产品。后来推出的半导体成像激光雷达被用于飞机的侦查、低空飞行、防撞系统等。进入民用领域，成像激光雷达应用更加广泛，谷歌的自动自动驾驶汽车上面的蘑菇云使得激光雷达进入媒体视野。后续在AGV、环境监测、精密测距、3D结构摄像等领域得到广泛应用。本文主要介绍Intersil(renesas收购)延时芯片在成像激光雷达中，时刻测量电路中的设计应用选型。
激光雷达的测距机制中，目前主流是采用飞行时间测量法，发射端发射激光后开始计数，再到接收端接收到对应的信号停止计时，得出光的飞行时间。由于飞行速度是已经知道的光速。因此可以计算出目标的距离。
目前主流的时间间隔测量法有模拟法、数字法和数字插入法。其中模拟法是指在待测时间间隔内，对电容的快速充电，然后使用小电流放电，测量放电时间来计算时间间隔。但由于电容放电过程非完全线性，存在一定的量程缺陷。数字法不受量程限制，但是其测量精度取决于处理器的时钟周期，测量精度远远不能满足激光雷达的测量精度。数字插入法是基于数字法的一种新型测量方案，分充放电插入法和延时线插入法。FPGA内部的逻辑门能够产生一定的延时，利用产生的延时补偿数字插入法中由于系统时钟频率不够高造成的误差，该方法称为延迟线插入法，具体的FPGA编码电路不在本文的讨论范围。如果有需要可咨询世强工程师。延迟线插入法可以使测量系统达到100PS级别的分辨率，能够满足激光雷达的测试精度。但是FPGA的内部逻辑门延时，非常受环境的温度和工作电压的关系，会一定程度上影响测量精度。因此，需要外部的精密延时芯片对FPGA延时效果进行校准和提供延时基准。
Intersil 的ISL5992X系列模拟信号延迟芯片支持1/1.5/2ns 的延时步长，总的延时时间可达：30/31/46.5/62ns，最低可以实现540MW的功耗。且采用QFN的封装。能够满足激光雷达中校准FPGA的延时效果。
综合以上，在激光雷达中，需要使用延时电路用于时间间隔测量。而ISL5992X的精密延时功能，可以满足项目设计。更多的技术细节，请联系世强工程师。
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