發(fā)布時間：2022-01-14 02:59

　　近年來,由于工程、科學、醫(yī)學和娛樂領域的巨大需求,高性能三維（3-Dimension,3D）成像技術引起了人們的廣泛關注。在三維應用中,如機器人技術、生物識別技術、安全監(jiān)控等,需要同時提取二維圖像和場景的三維深度圖像,因此,如何實現(xiàn)高精度、高效率地測量距離信息,已經(jīng)成為三維成像技術發(fā)展的關鍵。其中3D成像距離測量中最有優(yōu)勢的方法之一是直接飛行時間測距方法（Time-of-flight,TOF）,其測量原理是光源給目標物體發(fā)射連續(xù)的脈沖光,然后使用傳感器接收從目標物體反射回來的脈沖光,在已知光速的前提下,通過計量脈沖光的飛行時間從而推出目標物體的距離信息。實際中,這個距離信息的獲取是通過相應的測量電路來進行的。所以,對于采用直接飛行時間測距原理的時間間隔測量電路的深入研究意義重大。本文主要從事基于直接飛行時間測距技術的時間數(shù)字傳感器的研究,目的是為了實現(xiàn)三維測距芯片對于高精度、高集成度、低功耗和低成本、便攜化等性能要求。本文首先闡述了各類時間數(shù)字傳感器的工作原理,其次對其基礎結構和各項性能指標進行了詳細說明,最后選擇對基于時間放大技術（TimeAmplifier,TA）的兩步式時間數(shù)字傳... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．?３?ＴＤＣ微分非線性度示意圖??圖２．３中虛線是理想情況下的輸入－輸出特性曲線，線是際入－，??

?圖２．?８粗－細兩步式ＴＤＣ時序??粗計時器是６ｂｉｔ的異步計數(shù)器如圖２．９所示，其基本ｉ十時單元是帶清零功能的邊沿??觸發(fā)型Ｄ觸發(fā)器，其輸出結果是可直接讀取的二進制碼。??＾－＞ＣＬＫ?Ｑ??＞ＣＬＫ?〇??ＸＬＫ?Ｑ??＞ＣＬＫ?Ｑ??＞ＣＬＫ?Ｑ??＞ＣＬＫ?Ｑ?－２－??ＣＬＫ??——＝ＣＬＫ＿??ＣＬＫ＿??ＣＬＫ一?￣？＝?ＣＬＫ一??ＣＬＫ＿??｜ＣＬＫ＿??—Ｄ?Ｑ’一?一?Ｄ?Ｑ’一?一?Ｄ?Ｑ’一「Ｄ?Ｑ’一?一?Ｄ?Ｑ’一「Ｄ?Ｑ’一??圖２．?９粗計時器電路結構示意圖??細插值器由１６個延遲單元組成的延時漣構成，如圖２．１０所示，將一個參考時鐘周??期分成了?１６等分。接口電路的輸出是細插值器的輸入，其輸出是１６位的溫度計碼，需??要被轉換成４位二進制代碼，再與粗計數(shù)器的６位計數(shù)結果結合，實現(xiàn)ｌＯｂｉｔ的ＴＤＣ。??Ｉ?ＳＴＯＰ＿Ｆ?：?ＳＴＯＰ＿Ｆ?ＳＴＯＰ＿Ｆ??．．．．．??ｉｎ＿?ｙｉ?ｆ－［Ｘ｜Ｎ＾??ｒＶｐｖｈ??ＳＴＯＰＪＦ?ｊ?ＳＴＯＰ?Ｆ?ＳＴ０Ｐ＿Ｆ????Ｊ??圖２．?１０細插值器電路結構示意圖??兩步式結構實現(xiàn)了相對較高的時間精度和較寬的動態(tài)范圍［３９］，但為了更一步提高時??間分辨率的話，需要延長細計時器的延時鏈從而使得芯片面積劇增，并且粗計時器的動??態(tài)范圍也與參考時鐘頻率相關，如果參考時鐘頻率過高，雖然時間精度會升高，但是動??態(tài)范圍會減小

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【參考文獻】：
期刊論文
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[2]一種應用于全數(shù)字鎖相環(huán)的時間數(shù)字轉換器設計[J]. 高源培,李巍.  復旦學報(自然科學版). 2015(02)
[3]時間-數(shù)字轉換器研究綜述[J]. 羅敏,宮月紅,喻明艷.  微電子學. 2014(03)
[4]基于CMOS工藝的單光子雪崩二極管的蓋革模式仿真[J]. 王成,孟麗婭,王慶祥,閆旭亮.  半導體技術. 2014(04)
[5]基于進位鏈的多通道時間數(shù)字轉換器[J]. 潘維斌,龔光華,李薦民.  清華大學學報(自然科學版). 2013(10)
[6]FPGA的車載防撞雷達系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 蔣留兵,沈翰寧,林和昀,柴林峰,黃韜.  火力與指揮控制. 2013(08)
[7]基于CPLD的高精度時間數(shù)字轉換器的設計[J]. 王加祥,曹鬧昌.  儀表技術與傳感器. 2013(08)
[8]基于T-V轉換的極短時間間隔測量方法[J]. 王鵬,景新幸,馮衛(wèi).  桂林電子科技大學學報. 2013(02)
[9]激光測距技術探究[J]. 李秀華,莊新,宋立明.  長春工程學院學報(自然科學版). 2012(04)
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碩士論文
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[2]基于FPGA的高精度、多通道時間數(shù)字轉換器設計[D]. 董永孟.重慶郵電大學 2016
[3]全數(shù)字鎖相環(huán)中的時間數(shù)字轉換器研究與設計[D]. 劉曉露.復旦大學 2013
[4]內插型時間數(shù)字轉換器設計[D]. 張根苗.湖南大學 2013
[5]高分辨率數(shù)字時間轉換器的設計[D]. 宗士新.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[6]游標型時間數(shù)字轉換器的研究與設計[D]. 田中一.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[7]基于延遲鎖定環(huán)的TDC的設計[D]. 李根.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[8]應用于SoC的全數(shù)字鎖相環(huán)設計[D]. 王子青.天津大學 2010
[9]一種新型偽流水線時間—數(shù)字轉換器系統(tǒng)建模與關鍵技術的研究[D]. 佟寶麗.復旦大學 2010
[10]一種基于TDC的時間間隔測量方法的研究[D]. 羅尊旺.西安電子科技大學 2009



本文編號：3587671