وبلاگ شرکت در مورد عرضه / بازیافت میکروپاریتی MPX106Q حسگر تشخیص تک فوتون با دقت بالا تراشه SoC با استفاده از سیگنال های لیزر پالس باریک

عرضه / بازیافت میکروپاریتی MPX106Q حسگر تشخیص تک فوتون با دقت بالا تراشه SoC با استفاده از سیگنال های لیزر پالس باریک

شرکت الکترونیک Shenzhen Mingjiada Co., Ltd.یک توزیع کننده شناخته شده از اجزای الکترونیکی، تامین کننده و بازیافت تراشه MPX106Q سنسور سنجش تک فوتون با دقت بالا SoC طراحی شده برای سیگنال های لیزر پالس باریک است.

I. MPX106Q چک کلی: یک نوآوری یکپارچه در تشخیص تک فوتون

MPX106Q یک تراشه SoC حسگر یک فوتون با دقت بالا است که از معماری SPAD-SoC (System-on-Chip Single-Photon Avalanche Diode) استفاده می کند.مدارهای خاموش کننده، یک تبدیل زمان به دیجیتال با دقت بالا (TDC) ، یک پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) و واحدهای ذخیره سازی روی یک تراشه واحد،ایجاد یک زنجیره پردازش کاملا دیجیتال از تشخیص فوتون تا خروجی سیگنالنوآوری اصلی آن در ترکیب تکنولوژی تشخیص سیگنال لیزر پالس باریک است.از محدودیت های دقت سنسورهای سنتی در محیط های کم نور و سناریوهای تشخیص دوربرد عبور می کند.، ارائه راه حل های سنجش بسیار قابل اعتماد برای برنامه های کاربردی از جمله لیدار، بازرسی صنعتی و الکترونیک مصرفی.

II. تکنولوژی هسته ای MPX106Q: مزایای همبستگی لیزرهای پالس باریک و تشخیص تک فوتون

1توانمندسازی فنی سیگنال های لیزر پالس باریک

MPX106Q از یک لیزر پالس باریک با عرض خط کمتر از 1GHz به عنوان منبع تشخیص استفاده می کند.آن را به دست می آورد single-longitudinal-mode لیزر خروجیاین ویژگی پالس باریک سه مزیت اصلی را ارائه می دهد:

پیشرفت در وضوح فاصله: فشرده سازی پهنای پالس لیزر به سطح زیر نانوساکوند، همراه با دقت نمونه گیری زمان درجه پیکوساکوند TDC،کنترل خطای اندازه گیری فاصله در حدود ±1mm ‬ بسیار بالاتر از میانگین صنعت.

مقاومت بیشتر در برابر تداخل: عرض خط باریک تداخل بازتاب چند مسیر و تاثیرات سر و صدا الکترومغناطیسی را کاهش می دهد. در محیط های پیچیده مانند نور روشن یا مه / باران،نسبت سیگنال به سر و صدا (SNR) در مقایسه با راه حل های معمولی 40٪ بهبود می یابدمحدوده کشف گسترش یافته: استفاده از خواص تمرکز انرژی لیزرهای پالس باریک با قدرت بالاترکیب شده با کارایی بالا تشخیص فوتون آرایه SPAD (PDE > 85% در طول موج 532nm)، امکان ضبط پایدار سیگنال های ضعیف بیش از 250 متر را فراهم می کند و نیازهای تشخیص دور را برآورده می کند.

2مزایای کامل دیجیتال معماری SPAD-SoC

MPX106Q طراحی یکپارچه سازی بالا سری MP را ادامه می دهد ، با استفاده از فناوری انباشت سه بعدی برای یکپارچه سازی عمودی میلیون ها واحد تشخیص SPAD با مدارهای پردازش.این منطقه تراشه را 60٪ و مصرف برق را 45٪ در مقایسه با راه حل های جداگانه کاهش می دهدمعماری کاملا دیجیتال آن دارای دو ویژگی کلیدی است:

پردازش سیگنال در زمان واقعی: یک DSP بر روی تراشه با الگوریتم های اختصاصی شمارش فوتون فیلتر سازی در زمان واقعی، کاهش نویز و تولید ابر نقطه ای را بر روی داده های تشخیص خام انجام می دهد.این باعث حذف تلفات تبدیل آنالوگ به دیجیتال می شود.، به دست آوردن تاخیر پردازش به عنوان کم به عنوان 50ns.

تشخیص منطقه هوشمند: از قابلیت منطقه ای 2D قابل آدرس پشتیبانی می کند، مناطق تشخیصی و حساسیت را به صورت پویا برای سناریوهای مختلف تنظیم می کند.این به طور موثر به مشکلات آلودگی با بازتاب بالا می پردازد در حالی که نیازهای تشخیص چند هدف در محیط های پیچیده را برآورده می کند.

علاوه بر این، تراشه MPX106Q شامل یک ماژول جبران دمای یکپارچه و مدار سرکوب crosstalk است.,عملکرد پایدار را در طیف گسترده ای از دما از -40 °C تا 85 °C حفظ می کند، با نرخ شمارش تاریک کنترل شده در زیر 100 هرتز، اطمینان از دقت تشخیص در محیط های شدید.

III. MPX106Q پارامترهای عملکرد و کاربردهای صنعتی

1معیارهای عملکرد اصلی

پیکربندی واحد تشخیص: 128×160 SPAD array (20,480 پیکسل)

وضوح زمان: <50ps (دقیقت نمونه گیری TDC)

اندازه گیری محدوده: 0.1m ≈ 250m (هدف بازتاب 10%)

دقت محدوده: ±1mm (در عرض 10m) ، ±3mm (در عرض 100m)

عرض پالس لیزر: 500ps (نیمی عرض)

سطح مصرف برق: <300mW (وضعیت کار معمولی)

محدوده دمای عملیاتی: -40°C تا 85°C

رابط خروجی: MIPI CSI-2 (از انتقال داده های 4 خط پشتیبانی می کند)

2سناریوهای کاربردی متنوع

برنامه های کاربردی LiDAR: مناسب برای سیستم های رادار اصلی و نقطه کور در سطح 3 + رانندگی مستقل، که تشخیص دقیق موانع را در فاصله 300 متر امکان پذیر می کند.پشتیبانی از کمک های ناوبری با سرعت بالا و توابع پارکینگ خودکار• بهبود قابلیت هدایت و اجتناب از موانع در ربات های خدمات و ماشین های چمن زنی رباتیک از طریق مدل سازی محیط زیست و برنامه ریزی مسیر.

الکترونیک مصرف کننده: به عنوان ماژول های تمرکز سریع برای تلویزیون ها / پروژکتورهای لیزر استفاده می شود، پاسخ تمرکز <15ms را در شرایط کم نور به دست می آورد؛ درک صحنه 3D را برای دستگاه های AR / VR امکان پذیر می کند.ساخت تعاملات غوطه ورانه از طریق دامنه چند منطقه ای.

کاربردهای صنعتی و پزشکی: مناسب برای اندازه گیری دقیق فاصله در بازرسی دقیق صنعتی (به عنوان مثال، تشخیص ضخامت PCB) و اجتناب از موانع AGV / محل سازی.در تصویربرداری پزشکی، به عنوان هسته تشخیص برای طیف سنج های رامان و میکروسکوپ های فوق وضوح عمل می کند و دقت تصویربرداری بافت های بیولوژیکی را افزایش می دهد.

IV. MPX106Q روند فنی و ارزش بازار

پیشرفت سریع فناوری های رانندگی خودکار، رباتیک و XR تقاضا برای سنسورهای با دقت بالا، کوچک و مقرون به صرفه را افزایش داده است.با ادغام عمیق تکنولوژی لیزر پالس باریک با معماری SPAD-SoC، MPX106Q از محدودیت های عملکرد راه حل های شناسایی سنتی عبور می کند و راه را برای پذیرش گسترده سیستم های LiDAR در سطح مصرف کننده و صنعتی هموار می کند.

به جلو حرکت می کنیم،MPX106Qبهره وری تشخیص فوتون و قابلیت های پردازش الگوریتم را بهبود می بخشد. یک نسخه ارتقا یافته برای پشتیبانی از محدوده بیش از 300 متر برنامه ریزی شده است.در کنار گسترش به برنامه های کاربردی پیشرفته مانند ارتباطات کوانتومی و اکتشافات فضایی عمیقبه عنوان یک وسیله کلیدی برای صنعتی شدن تکنولوژی تشخیص تک فوتون،MPX106Q باعث می شود که بخش سنجش لیزر از یک رویکرد "کارایی اول" به سمت یک "توازن هزینه و عملکرد" تغییر کنداین پیشرفت دستگاه های هوشمند را قادر می سازد تا توانایی های دقیق تر و قابل اطمینان تر درک محیط زیست را به دست آورند.