高速ADC關系到激光雷達測距精度而對於自動駕駛激光雷達而言，測距距離足夠遠、測距精度足夠高，是保證自動駕駛系統及時作出判斷的前置條件。前面也提到測距距離取決於激光器的功率，而測距精度，則取決於ADC的採樣頻率。目前主流的激光雷達都採用ToF的測距方式，ToF也就是飛行時間（TimeofFlight），通過直接測量發射激光和回波信號的時間差計算出距離信息。激光器先發經過編碼的激光，激光到達被測物體後，接收器再接收被測物體反射回來的激光，由於光速基本固定，所以可以計算從發出激光到接收到激光的時間差，利用s=v/t計算出這段時間內光傳播的距離，再除以2得出被測物體與激光雷達之間的距離。在激光雷達中，接收器接收到的信號，需要通過模擬前端進行放大以及通道選通，再由ADC將模擬信號轉換成數字信號。因此，ToF測距激光雷達的測距精度，就直接取決於ADC的採樣頻率。以採樣速率爲1GSPS（GigabitSamplesPerSecond，即每秒千兆次採樣）的ADC爲例，它的時鐘周期爲1ns。已知光速C一般取值爲300000km/s，所以在採樣速率1GSPS的ADC中，每個時鐘周期，也就是每1ns的採樣周期裏光傳播距離爲30cm。因此，考慮到計算距離需要將這段時間內光傳播的距離除以2，那么也就是說採樣速率爲1GSPS時可以達到正負15cm的精度。根據techinsights對Velodyne的VLP-16激光雷達的拆解，BOM成本大約爲830-990美元，其中由於是機械旋轉結構，16线需要有16組激光器和接收器，成本佔大頭；而其他主要元件裏，Altera的FPGA和TI的高速ADC08500佔比較高，分別爲14美元和30美元。從TI官網可以查到，ADC08500是一顆8bits、500MSPS採樣率的高速ADC，當然Velodyn這款激光雷達也是相對較早期的產品了。目前市場上激光雷達應用中，比較常見採用的是TI的ADC08D1000，這是一顆8bits、支持雙路1GSPS或單路2GSPS的高速ADC，兼顧低功耗和高性能。而激光雷達的另一種測距方式，FMCW（調頻連續波）通過將發射激光的光頻進行线性調制，將回波信號與參考光進行相幹得到頻率差，從而獲得飛行時間反推目標物體距離。FMCW激光雷達具有可直接測量速度信息以及抗環境光和其他激光雷達幹擾等優勢，但由於採用多通道並行處理，數據量大，對高速ADC轉換速率（最大採樣速率）的要求是ToF系統的2-4倍。美半導體三巨頭份額超95%，國產廠商進展如何？但目前高速ADC/DAC市場幾乎被TI、ADI、Maxim三家公司所壟斷，佔國內市場超過95%份額。同時，在美國的出口管制清單中，也包含了一些高分辨率、高速ADC產品，比如採樣速率400MSPS以上的12-14bitsADC。所以在近些年很多國產廠商也看到了該領域國產替代的需求，开始入局高速ADC市場，而目前來看已經有不少公司推出了技術指標能夠對標海外大廠的產品。比如蘇州迅芯微電子，公司專注高端信號鏈模擬芯片，高速ADC採樣速率有2GSPS、10GSPS，最高甚至達到30GSPS，精度在6bits-8bits之間。航天電子技術股份有限公司的全資子公司時代民芯也推出了兩款高速ADC，包括MXT2001，具有雙通道、低功耗、高性能的特性，採樣精度爲8bits，單通道採樣率高達1.3GSPS；MXT2002則是航天應用的高速ADC，在MXT2001基礎上增加了抗輻照特性，單通道採樣率略低，爲800MSPS。而面向激光雷達的需求，也有一些國內廠商推出了相關產品。CBM08AD1500QP是芯佰微推出的一款雙通道8位超高速ADC，最大轉換速率達到1.5GSPS，具有採樣率高、功耗低、线性誤差小、增益和失調自動校正和3－线接口控制等特點。通過3－线接口可對內部電路的增益、失調和通道間的時鐘匹配進行校正，模擬輸入爲差分輸入，即可交流耦合也可直流耦合；時鐘輸入電路內部設有直流偏置，必須交流耦合輸入。成立於2018年的靈硅微，在2020年成功流片了8bit、1GSPS採樣速率的高速、低功耗ADC，並宣布已經獲得激光雷達客戶百萬元訂單。靈硅微表示這款ADC是國內唯一正向設計的1GSPS8bitADC產品，速度精度一致的情況下，與ADI、TI同類產品相比，功耗降低70%，高溫適用範圍提高20℃，完美適應激光雷達以及示波器客戶的需求。在8月初，芯熾科技展示了其一款型號爲SC10D9501的低功耗高性能ADC，分辨率10bit的同時，雙通道採樣率也高達1.5GSPS，單通道更是可以實現3GSPS採樣率（DES模式）。該芯片單路1.9V電源在1.5GSPS的非多路復用模式下典型功耗爲2.19瓦，芯熾科技表示與國外同類型產品相比，SC10D9501面積降低70%，功耗降低50%，高低溫性能優越。小結：作爲模擬芯片中的重要一環，要做好ADC並不容易。除了本身在工藝、設計上需要有多門檻。

鄭重聲明：本文版權歸原作者所有，轉載文章僅為傳播信息之目的，不構成任何投資建議，如有侵權行為，請第一時間聯絡我們修改或刪除，多謝。

---

標題：高速ADC關系到激光雷達測距精度而對於自動駕駛激光雷達而言，測距距離足夠遠、測距

地址：https://www.breakthing.com/post/75257.html