高速比較器應(yīng)用于ToF激光雷達(dá)前端設(shè)計——HA1007應(yīng)用指南1

乾鴻微新推出高速低延遲推挽式輸出比較器HA1007，已有樣片支持送樣，歡迎聯(lián)系我們！

比較器（Comparator）是構(gòu)造與運算放大器相近的模擬集成電路，比較器將某個輸入端作為基準(zhǔn)固定電壓，放大另一輸入端的電壓差，輸出高或者低；例如+IN的電壓大于-IN的電壓時，則輸出高電平，反之則輸出低電平。基本的運算放大器與比較器的功能框圖一致，如圖1所示，由兩個輸入端，兩個電源端和一個輸出端組成。

圖1 運放與比較器功能框圖比較器與運算放大器的最大區(qū)別是內(nèi)部負(fù)反饋電路的有無，運算放大器需要構(gòu)建負(fù)反饋電路來使用，內(nèi)部多含補(bǔ)償電容；比較器沒有負(fù)反饋電路，不含補(bǔ)償電容，相較于運算放大器比較器便具有了更低的響應(yīng)時間，這使得比較器具有快速上升時間和短延遲，擁有納秒級別上升時間和延遲的比較器是光學(xué)前端設(shè)計中的優(yōu)選。乾鴻微自研并經(jīng)由國內(nèi)代工廠代工的HA1007型軌到軌超高速單通道比較器，具有關(guān)斷SHDN控制端口，典型傳輸延遲時間為5ns，工作電壓范圍2.2V~5.5V，輸出電路形式為推挽型，還具有軌到軌輸入輸出特性，十分適合應(yīng)用于光學(xué)前端系統(tǒng)中。ToF激光雷達(dá)光學(xué)前端系統(tǒng)的設(shè)計簡圖如圖2所示[1]，系統(tǒng)包含激光驅(qū)動器，激光二極管，光電二極管，跨阻放大器，比較器，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器和微控制器組成。微控制器（MCU）控制激光驅(qū)動器驅(qū)動激光二極管發(fā)射脈沖激光，經(jīng)目標(biāo)物反射后為光電二極管所接收，光電二極管將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成微小電流信號，跨阻放大器將來自光電二極管的微小電流信號轉(zhuǎn)換為差分電壓信號，最后經(jīng)由比較器將差分電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號發(fā)往時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）轉(zhuǎn)換后由微控制器（MCU）處理。

圖2 ToF激光雷達(dá)光學(xué)前端系統(tǒng)設(shè)計簡圖
HA1007型軌到軌超高速單通道比較器擁有2.4ns的短上升/下降時間，5ns的短延遲時間，應(yīng)用于ToF激光雷達(dá)光學(xué)前端系統(tǒng)有助于實現(xiàn)整個系統(tǒng)的高分辨率與長探測距離。此前，乾鴻微已推出多款應(yīng)用于激光雷達(dá)系統(tǒng)的模擬芯片，HD1001型超高速GaN FET驅(qū)動器，HA1003型輸入鉗位保護(hù)的TIA放大器，再搭配新推出的HA1007型軌到軌超高速單通道比較器，助力您實現(xiàn)激光雷達(dá)設(shè)計的低成本高性能！
參考文獻(xiàn)[1] Time of Flight and LIDAR - Optical Front End Design, Texas Instruments, 2022