汽車激光雷達(dá)的 MEMS 時(shí)序解決方案

2024-12-12 10:38:56

LiDAR 與雷達(dá)和攝像頭視覺一起，是 ADAS 系統(tǒng)的關(guān)鍵傳感元件之一。精確定時(shí)和低抖動在 LiDAR 系統(tǒng)中至關(guān)重要。SiTime MEMS 振蕩器在溫度范圍內(nèi)提供頻率穩(wěn)定性，具有 AEC-Q100 1 級（-40°C 至 +125°C）可靠性。我們的差分振蕩器提供超低抖動，可實(shí)現(xiàn)可靠、快速的數(shù)據(jù)傳輸。與石英振蕩器相比，SiTime晶振的定時(shí)解決方案具有更高的可靠性、更好的抗沖擊、振動和 EMI 能力，以及更快的啟動速度。

SiTime MEMS 定時(shí)優(yōu)勢
一、完整的 MEMS 時(shí)鐘樹
擴(kuò)頻振蕩器
低抖動差分振蕩器
32.768K 振蕩器和 TCXO
精密 TCXO

二、在實(shí)際條件下最堅(jiān)固
150 fs rms 抖動，出色的 PSNR
抗沖擊和振動
在較寬的溫度下保持穩(wěn)定
22 億小時(shí) MTBF

三、集成 MEMS，易于使用
無 quartz 可靠性問題
在低溫下可靠啟動
無需蓋板或屏蔽層
任何頻率的交貨時(shí)間短

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LiDAR（光檢測和測距）通過用激光瞄準(zhǔn)物體并測量反射光返回接收器的時(shí)間來確定范圍。LiDAR 系統(tǒng)垂直和水平掃描視野，有些可以 360° 掃描，從而創(chuàng)建車輛周圍環(huán)境的 3D 表示。
LiDAR 系統(tǒng)的核心是固態(tài)激光源、檢測器和模擬前端（AFE）。ADC 對 AFE 接收到的信號進(jìn)行采樣。處理后，LiDAR 系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)通過 PHY 發(fā)送到域控制器或 ADAS 計(jì)算機(jī)。存在許多不同的接口，例如以太網(wǎng)、FPD-Link （TI）或 GMSL （Analog Devices）。Automotive Serdes Alliance （ASA）或 MIPI A-PHY 等開放標(biāo)準(zhǔn)正在出現(xiàn)。根據(jù)接口的不同，將需要一個(gè)單端或一個(gè)差分 clock。

用于 LiDAR 的 MEMS 時(shí)序解決方案

設(shè)備	主要特點(diǎn)	關(guān)鍵價(jià)值
Single-ended Oscillator SiT8924 1 至 110 MHz	高達(dá) -55°C 至 +125°C ±20 ppm 穩(wěn)定性 2016、2520、3225 包	高可靠性擴(kuò)展溫度范圍占地面積小
Single-ended Oscillator SiT9025 1 至 110 MHz	高達(dá) -55°C 至 +125°C 擴(kuò)頻可配置的上升/下降時(shí)間 2016、2520、3225 包	高可靠性擴(kuò)展溫度范圍降低 EMI
差分晶振 SiT9396 1 至 220 MHz SiT9397 220 至 920 MHz	低抖動：< 150 fs RMS 在 -40 至 +125°C 范圍內(nèi)保持 ±30、±50 ppm 的穩(wěn)定性 LVPECL、LVDS、HCSL、低功耗 HCSL、FlexSwing™ 2016、2520、3225 包	高可靠性低抖動支持具有苛刻抖動要求的接口，例如 PCI-Express 和 10 GB 以太網(wǎng)
超級 TCXO SiT5386 1 至 60 MHz SiT5387 60 至 220 MHz	在 -40 至 +125°C 范圍內(nèi)具有 ±0.1、±0.2、±0.25 ppm 的穩(wěn)定性 ±1 ppb/°C 頻率斜率低抖動：0.31 ps RMS 可選電壓或數(shù)字頻率控制	高精度出色的頻率穩(wěn)定性和快速溫度梯度不會因微跳轉(zhuǎn)而丟失 GNSS 信號或 V2X 斷開連接

汽車激光雷達(dá)
存在幾種測量方法：飛行時(shí)間（ToF）、調(diào)頻連續(xù)波或時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換（TDC）。精確計(jì)時(shí)對于保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性起著重要作用。SiT9396 和 SiT9397 的低抖動使這些器件非常適合為 LiDAR 應(yīng)用的模擬部分提供時(shí)鐘。

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使用 ADC 時(shí)，抖動會導(dǎo)致量化誤差。當(dāng) clock上出現(xiàn)過度的 jitter 時(shí)，換句話說，當(dāng) clock edge 來得太早或太晚時(shí)，ADC 會在錯誤的時(shí)刻對 incoming signal 進(jìn)行采樣。數(shù)據(jù)流中的錯誤值會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的功能。
SiTime 硅 MEMS 振蕩器出色的動態(tài)性能有助于系統(tǒng)符合 SOTIF（預(yù)期功能的安全性）。MEMS 振蕩器確保 clocks 在其整個(gè)生命周期內(nèi)保持在規(guī)格范圍內(nèi)，無論環(huán)境如何變化。
1、溫度范圍 -40°C 至 +125°C
2、頻率穩(wěn)定性控制良好：在整個(gè)溫度范圍內(nèi)為 < ±30 ppm，包括 10 年老化（SiT939x），TCXO （SiT538x）低至 ±0.1 ppm)
3、對溫度快速變化 dF /dT 具有出色的頻率響應(yīng)，低至 < ±3.5 ppb/°C （SiT538x)。

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