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[参考译文] 光电二极管脉冲检测系统

Guru**** 535320 points
Other Parts Discussed in Thread: TDC7201, OPA858, TLV3501
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1066182/photodiode-pulse-detect-system

“线程”中讨论的其他部件:TDC7201OPA858TLV3501

您好,  

我们有一个激光信号检测系统,如下图所示。 在此系统中,我们希望检测入射的激光脉冲。 MCU 将检测传入脉冲并相应地执行其操作。 即脉冲信号是否存在。  我不会在飞行时间内进行任何操作。
脉冲信号为10ns,范围为50-100MHz。 图2中显示了一个脉冲信号示例。

                                      图1. 检测系统  

                                   

                                   图2. 脉冲  

1)我只想用比较器检测传入的脉冲信号,然后用 MCU 读取。 这是一个高频信号,我认为需要高 MCU 速度来检测它。 我弄错了吗? 这样做时,我是否会错过脉搏信号?
2)当我使用 TDC7201执行此操作时,是否可以读取来自中断寄存器的每个传入脉冲信号?

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    您好 Burak,

     1)您是否要绕过 TIA? 您需要一种将电流输入源转换为电压的方法,这种方法最好由以互阻抗方式配置的放大器完成。 不确定 MCU 的检测速度,我将在研究 TIA 阶段的详细信息后将此线程转移给我们的 MCU 团队。 但是,如果您不使用 MCU 的功能,则可以通过在 TIA (OPA858)输出中使用高速 ADC 来提高性能,例如在以下参考设计中使用: Tida-00725TIDA-01187

     2)您是否未使用时间转换器进行飞行时间测量? 那么您需要比较器 TLV3501提供的条件信号吗?  

     我可以在 TIA 阶段提供帮助,在巩固细节/设计后,我可以将此线程移至您应用的下一个阶段。 带宽范围为50-100MHz,因此脉冲信号的上升时间约为3.5 ns 至7 ns。 还有几个问题:

    1. 所需放大器的输入电流范围或输出范围是多少? (换言之:此阶段的增益,互阻抗的值)
    2. 光电二极管输入电容  
    3. 放大器的电源范围

    谢谢你,
    Sima  

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    1) TIA 将位于电路的入口处。 这一部分不会改变。  在 MCU 输入中,有2个选项可读取信号脉冲。 第一个是使用比较器。 其次,在比较器后使用 TDC7201 (图1)。  

    2) 我只想读出输出是1还是0。 我可以用比较器来完成这项工作。 但我能捕捉到每一个传入的脉冲信号吗? 我不知道。 我想知道 MCU 速度和 MCU 定时器单元速度对这方面的影响。 如果我能在正确的时刻通过 MCU 检测到这些信号,我将不会使用 TDC7201。
    我当时在考虑使用 TDC7201进行快速检测,而不依赖于 MCU 速度。 所以我不在乎飞行时间。 我只是想在脉冲信号到达时立即检测到它。

    我现在不需要 TIA 阶段的支持。 谢谢你。

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    您好 Burak,

     1)理解,感谢您的澄清。 高速 TIA 和比较器不应成为这些上升/下降速度的问题。  

     2)正确,比较器将为您提供此条件信号(高或低输出)。 您可以绕过 TDC,因为这将测量时间延迟,这是您不需要的功能。  我将把这条线程转移给 MCU 团队。 在过渡期间,最大脉冲 重复 频率是多少? 您可能需要为此应用使用高速 ADC。  

    谢谢你,

    Sima  

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    您好,Sima,

    等待 MCU 团队的反馈。

    我们目前不知道脉冲重复频率。  脉冲信号不是定期发出的。  这就是我们现在所知道的。 我会再次询问并提供反馈。 当我发现这一点时,我会告诉你。

    谢谢你,

    布拉克

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    您好,Sima,  

    我们的最大脉冲重复频率未知。 但在这里,我希望您能根据100Mhz 信号回答我的问题。

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    您好 Burak,  

    我认为 您正在寻找 Sitara MCU 设备中包含的增强型捕获模块(eCAP)。 请访问 :https://www.ti.com/product/AM2434,查看 AM243x 系列 

    ECAP 是一个专用模块,用于捕获脉冲,就像您描述的来自 TLV3501比较器的脉冲一样。 有关 更多信息和外设配置示例,请参阅《AM243x 技术参考手册》(www.ti.com/.../spruim2c.pdf)。

    我正在尝试确认最短的脉冲周期是什么。 这将是 eCAP 时钟和 LVCMOS I/O 带宽的组合。 这些设备上的 LVCMOS I/O 通常良好,最高可达200 MHz BW。 AM243x 设备上的 eCAP 外围设备的时钟频率为 main_SYSCLK/4或125 MHz。 我相信这将为您提供1/125MHz =8ns 的捕获时间戳分辨率。 您的方框图中的 TLV3501的最大切换频率为80 MHz。ECAP 将超出此范围,因此我认为 TLV3501可能是您的限制设备。  

    Sitara 的其他 MCU 和 C2000系列可产生集成 eCAP,但在最短的脉冲周期内,您将需要在 AM2x 系列中使用 MCU,因为这些 MCU 提供了最快的捕获率。

    这能回答你的问题吗?

    谢谢你,

    兰迪