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Elektronik automot ive 19 Assistenzsysteme kondensators an den Eingang des TIA auch einen DC-Pfad an den Detektor erforderlich Durch Platzieren eines Widerstands R Bkann der Arbeitspunkt des APDs eingestellt werden was es ermöglicht den TIA-Eingang mit C IN zu verbinden Bild 3 Allerdings verursacht der Vorspannungspfad einen parallelen Pfad durch den der APD-Strom f ließt Dieser parallele Pfad beeinflusst die Verstärkung des APD negativ da sein Signal geteilt wird Das Ausmaß des Herabsetzens der APD-Verstärkung wird vom Verhältnis der Impedanz des TIA-Eingangs und dem gewählten Wert von R Bbestimmt Zusätzlich hat C IN Einf luss auf die Schaltung Wenn der Eingang mit Strömen aus dem APD beaufschlagt wird dann wird eine Spannung am Kondensator erzeugt Dieser Effekt stellt sich wegen der integrierenden Stromcharakteristik von Kondensatoren ein bei der die Spannung eine Funktion des Stroms in Abhängigkeit von der Zeit und dem Kondensatorwert ist Das Ziel ist es C IN klein genug zu machen um Ladeeffekte zu minimieren aber groß genug um mit einer ausreichend geringen Impedanz das Signal bei der interessierenden Frequenz übertragen zu können Mit anderen Worten wenn C IN zu groß ist dauert die Entladung zu lange Ist C IN jedoch zu klein verliert man einen Teil des Signals als Spannungsabfall oder Verzerrung wenn die Pulse eine lange relative Zeitskala zur Kapazität aufweisen Alle diese Effekte beeinträchtigen die Signalkette stark In Zahlen Eine zu kleine Auslegung von C IN beeinträchtigt die Vollskalenmessung bei 200 MHz denn ein 3-pF-Kondensator wirkt wie ein 24-Ω-Widerstand der einen Spannungsteiler mit R IN üblicherweise in der Größenordnung einiger Hundert Ohm für Lidar-TIAs bildet was den aktuellen Signalpegel um 10 % senkt Eine zehnprozentige Abnahme des Signalpegels kann aber leicht die umfangreiche Entwicklungsarbeit zunichtemachen die aufgewandt wurde um andere Bereiche wie etwa das optische Design zu optimieren Der Fallstrick bei dieser AC-Koppelmethode zur Beseitigung der Gleichspannung wird bei der Auslegung von R Bklar R Bsollte im Vergleich zur Impedanz des TIA-Eingangs groß sein um eine Verringerung der Verstärkung zu vermeiden aber klein genug um die Er holung nach einer Sättigung nicht zu verzögern Die Wahl von RC-Zeitkonstanten wird weiter durch die Tatsache erschwert dass das Eingangssignal des Detektors unidirektional ist Die Rechteckform des Eingangspulses wird mit diesem RC-Glied gemittelt und hebt den Dynamikbereich des TIAs auf Zusätzlich kann der TIA C IN potenziell durch Kanalschalten oder Multiplexen des Ausgangs aufladen Zum Beispiel liegt beim LTC6561 der Eingang des TIA bei einem aktiven Kanal nominal auf 1 5 V Ist der Kanal nicht aktiv fällt die Spannung am Eingang auf 0 9 Vab Wenn ein AC-Koppelkondensator zwischen dem Detektor und dem TIA-Eingang eingefügt ist muss der Kondensator wieder auf 1 5 Vgeladen sein bevor der Kanal erneut aktiv wird Bild 4 illustriert die Leistungseinbußen eines mehrkanaligen Systems beim Kanalschalten in Abhängigkeit vom Eingangskoppelkondensator Man beachte dass die Ausgangs-Multiplex-Zeit OMUX auch gleichzeitig vom Kanalschalten beeinträchtigt ist da sie intern den Eingang auf gleiche Weise deaktiviert Die Zeitspanne für die Wiederaufladung wird vom R T -Widerstand der ersten Stufe bestimmt der üblicherweise einen Wert von einigen zehn Kilo-Ohm hat da die Regelschleife in dieser Situation unterbrochen ist Ein ähnlicher Effekt tritt in TIAs auf die die Eingangsstufe im Abschaltmodus ausschalten um Strom zu sparen Die Eingänge müssen auch in diesem Fall wieder auf ihre Betriebspunkte auf - geladen werden und haben für das Hochfahren lange Zeitkonstanten Überlegungen zur TIA-Sättigung Die Erholung aus der Sättigung ist ein weiterer Problempunkt Bild 5 zeigt den Bild 6 a Aktiv leitende railed Erholungszeit für unterschiedliche R B -Werte b Erholung nach der Anstiegszeit für unterschiedliche R B -Werte Bild Ana lo g De vi ce s