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Elektronik automot ive 17 Assistenzsysteme vorgespannt die zwischen der Durchbruchspannung und einer zweiten höheren Durchbruchspannung liegt die mit dem Schutzring Guard Ring des SPADs zusammenhängt Bei dieser Sperrspannung kann ein einziger in die Sperrschicht injizierter Ladungsträger eine sich selbst erhaltende Elektronenlawine auslösen was am Empfänger zu einer tausendfachen Verstärkung führt Der SPAD scheint also wegen seiner hohen Empfindlichkeit die naheliegende Wahl für Lidar-Systeme zu sein Lidar-Systeme müssen jedoch mit vielen Einflüssen in der realen Welt kämpfen und eine zu hohe Verstärkung würde die Empfangssignalkette zu schnell in Sättigung bringen Zudem erzeugt die überschüssige Verstärkung ein zusätzliches Rauschen das als ENF Excessive Noise Factor bezeichnet wird Der ENF hängt exponentiell mit der Sperrspannung zusammen und eine zu hohe Bild 1 Eine Lidar-Signalkette die mit einem ADC quantisiert wird Bild 2 Lidar-Signalkette quantisiert mit einem TDC Bild Analog Devices Bild 3 R Bist nötig um per AC-Koppelkondensator in den TIA einzukoppeln Wandler Bild 1 Um die Anzahl an ADCs zu reduzieren wird für mehrkanalige Applikationen ein Multiplexer eingesetzt Wenn Photonen auf den Fotodetektor treffen wird ein Strom generiert der vom TIA in eine Spannung umgewandelt wird Diese Spannung wird dann vom A D-Wandler in einen digitalen Wert quantisiert Eine weitere populäre Wahl zur Quantifizierung sind ein Komparator und ein Zeit Digit-Konverter TDC Bild 2 Solche TDC-Systeme sind um Größenordnungen kostengünstiger und benötigen wesentlich weniger Strom ohne dabei eine geringere Systemleistung aufzuweisen Auch wird in TDC-Systemen üblicherweise kein Multiplexer eingesetzt kann aber implementiert werden um die Anzahl an TDCs und Komparatoren zu verringern Drei dominierende Arten von Detektoren Photodioden sind Empfänger die Photonen in einen Strom umwandeln bieten aber keine optische Verstärkung und sind keine populäre Wahl für Lidar-Applikationen Ein populärer Detektor in Lidar-Systemen ist hingegen der Avalanche-Photodioden-Detektor APD APDs sind Fotodioden die bis zum Durchbruch der Sperrschicht eine umgekehrte Sperrvorspannung aufweisen was den Vorteil einer optischen Verstärkung ergibt Die dritte Detektorart sind Single-Photon-Avalanche-Dioden SPADs Ein SPAD ist mit einer exzessiven Sperrspannung rückwärts Bild Ana lo g De vi ce s Bild Ana lo g De vi ce s • Buckund Buck Boost-Konverter sowie Module • Motortreiber und Rotationssensoren • Isolierte Gate-Treiber und Stromsensoren • Hohe Zuverlässigkeit in kompakten Gehäuseformen Automotive-Applikationen im Fokus AECQ-Bauteile von MPS © Ad ob eS to ck Blu e Pl an et Stu di o +43 1 86 305–0 | o ffi ce@codico com | www codico com shop Verstärkung kann zu einem schlechten Signal-Rauschabstand SNR am Empfänger führen Jedoch sind APDs ein guter Mittelweg da sie für den LIDAR-Bereich eine ausreichend hohe optische Verstärkung aufweisen aber keinen zu großen ENF um den SNR nicht negativ zu beeinflussen Trifft ein Photon auf einen APD wird in der Sperrschicht ein Elektronenlochpaar erzeugt Das starke elektrische Feld des APD arbeitet wie eine