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激光雷达的定义与分类!激光雷达相对于其他传感器的优点

MEMS 2019-04-03 16:49 次阅读

激光雷达(LiDAR),无人驾驶的“眼睛”,人工智能时代最具想象力的传感器

LiDAR 能够进行主动探测,不受外界环境光影响,实时感知环境信息,获得精确可靠的三维数据,从而赋予机器人超越人类的视觉能力。

随着人工智能时代的来临,激光雷达被广泛应用于自动驾驶、机器人、安防监控、无人机、地图测绘、物联网、智慧城市等高新科技领域。据高盛估计,2020 年,全球激光雷达市场规模将超过百亿,2050 年有望超过6000 亿,发展规模呈现指数级增长。

在人工智能技术正快速产业化的自动驾驶领域,市场规模巨大,据汽车行业相关权威机构预测,至2035 年全球自动驾驶汽车销量将达到1180 万辆。麦肯锡预测,到2025 年,自动驾驶汽车将催生出一个2000 亿至1.9 万亿美元的巨大市场。与此同时,物流领域已被视为自动驾驶技术率先落地的场景之一,根据国家物流与采购联合会数据,智慧物流市场规模将在2025 年突破万亿。激光雷达凭借强大的感知能力,守护自动驾驶对人类出行安全的承诺,已成为该领域必不可少的传感器,与自动驾驶相辅相成,共同快速发展。

激光雷达的定义与分类

激光雷达(LiDAR)是通过激光测距技术探测环境信息的主动传感器的统称。它利用激光束探测目标,获得数据并生成精确的数字工程模型。

目前,激光雷达的激光测距技术有三种:

1. 激光飞行时间法(TOF),通过将光脉冲在目标与雷达间的飞行时间乘以光速除以二,就可以获得距离,该方案成熟度比较高,适用于长距离探测,绝大部分车载激光雷达采用的就是该方案。

2. 三角法,由于入射光和反射光构成一个三角形,对光斑位移的计算运用了几何三角定理,故该测量法称为激光三角测距法,适合短距离测量,多用于单线二维激光雷达。

3. 调频连续波法(FMCW),原理类似Radar,通过多普勒效应等光的波动变化,测算发射光谱频率和接收光谱频率的差异,便可得出距离和速度,该技术方案比较前沿,尚无成熟产品。激光雷达的种类比较多,可以通过下面四个主要方面划分:

· 按照功能用途,可以分为激光测距雷达、激光测速雷达、激光成像雷达、大气探测雷达、跟踪雷达;

· 根据载荷平台,可以分为星载、机载、车载和地基;

· 根据扫描方式,可以分为机械式、MEMS、Flash、OPA;

· 根据雷达线束,可分为单线和多线;

· 自动驾驶广泛使用的激光雷达产品属于车载多线成像激光雷达,这类是本文探讨分析的对象。

激光雷达相对于其他传感器的优点

由于激光雷达与摄像头具有出色的成像能力,一直以来被当作自动驾驶的核心传感器。激光雷达相较于摄像头的好处是它能得到准确的三维信息,而且自身是主动光源,能够不受光照的影响,白天和晚上都能照常工作。

摄像头识别的颗粒度比较高,能够获得丰富的纹理色彩,所以能够实现精细化的识别,在这一点上激光雷达不如摄像头。

摄像头最大的缺点是受环境光的影响大,在强光照射、高亮反白物体、夜晚弱光环境等情景下,采集到的数据都难以通过算法进行有效可靠的环境感知。

激光雷达是通过激光主动探测成像的,不受环境光影响,直接测量物体的距离方位、深度信息、反射率等。算法首先对障碍物进行识别,然后再分类,识别准确度和可靠性远超摄像头,而消耗的计算资源低于摄像头。

可以说,激光雷达在自动驾驶中的应用,最重要的部分就是高精度定位,先确定自身所在的位置,自动驾驶车辆才会面临“要往哪里去”的问题。所以,确定“我在哪里”是第一步,也是非常关键的一步。按常规理解,定位应该只是GPS的任务,的确,自动驾驶的定位会用到GPS,但是GPS定位的精度不足,而且在遇到高楼林立或者进出隧道等情况下信号稳定性差,因此难以保证自动驾驶车辆的安全。所以自动驾驶定位需要结合激光雷达、GPS、IMU等,以完成稳定可靠的高精度定位。

激光雷达硬件配合针对自动驾驶研发的AI感知算法,可以完成对周围障碍物进行识别,对路边沿进行检测,进行高精度定位等任务,还能够实现分类标注,把障碍物分为卡车、小汽车、行人、自行车等。

激光雷达与自动驾驶的产业化发展之路

首先,我们对自动驾驶的发展做一个阶段性的划分,根据发展历史和行业未来的预测,自动驾驶的发展可以分为三个阶段。第一个阶段,2016年之前,实验室阶段;第二个阶段,2016年到2020年前后,试运营阶段;第三个阶段,2020年之后,大批量商业化运营阶段。在每一个阶段,自动驾驶都对激光雷达有着迫切的需求,激光雷达技术产品的发展也推动着自动驾驶的快速发展。

实验阶段

回顾自动驾驶的发展历史,最早应该追溯到近百年前,美国的陆军电子工程师Francis开始用无线电波控制车辆的刹车、离合以及转向。1956年,美国通用汽车用预埋电缆配合车上安装的接收器进行车辆的控制。1977年,日本筑波工程研究院开始使用摄像头传感器,指导汽车驾驶。1998年,意大利的帕尔马大学使用双目摄像头对物体进行识别、导航,当时车辆行驶了2000公里,94%的里程都是在自动驾驶模式下完成的,剩下6%左右需要在人工干预下完成。

自动驾驶发展最具有代表性的事件是2004年举办的美国无人驾驶DARPA挑战赛,当时有25支队伍参与,遗憾的是,没有一支队伍完成任务,即使比赛总里程只有11.78公里。

当时大家讨论说,这次比赛之所以没有完成任务,最主要的原因是车辆对环境感知不充分,几吨甚至接近十吨的车,碰到前面的小草堆就“不敢”过去了。这也从侧面反映出纯视觉传感器的缺陷,它们要对强光对射、黑暗、斑驳光影的道路环境进行感知,这将大大增加算法的难度。

在2005年的DARPA挑战赛上,新的突破出现了。斯坦福大学车队在车顶上装了多台单线激光雷达,这类单线激光雷达原来并不是用在机器人或自动驾驶车辆上的,而是用在工业方面,所探测的距离并不远。但是在装上激光雷达后,斯坦福大学车队的车辆完成了比赛,夺得了冠军。激光雷达在自动驾驶环境感知系统中的地位开始确立。美国激光雷达企业Velodyne也是因为参加了这个比赛,意识到激光雷达对自动驾驶的重要性,开始投入机械式多线激光雷达产品研发。

在此之后,多线激光雷达成为自动驾驶方案的常规配置, 2017年,拥有L3自动驾驶能力的全新奥迪A 正式搭载激光雷达传感器。同时,L3~L5自动驾驶车辆必须搭载激光雷达,基本达成行业共识。

试运营阶段

从2016年开始,自动驾驶开始进入试运营测试阶段,激光雷达市场需求爆发。

Waymo作为全球自动驾驶的领先企业,在2016年、2017年和2018年,汽车的下单量从100辆、600辆增长到2万辆;2018年5月底,菜鸟发布了物流小车,表示要在三年内投入10万台车;2018年6月,京东无人车总部项目落户长沙,开展区域化试运营;2018年7月4日,百度和金龙合作的自动驾驶巴士宣布小批量量产……行业对激光雷达需求量不断攀升。

2016年到2017年,各领域进入小批量路测阶段。非高速开放场景进入小规模试运营准备,面对突如其来的需求,激光雷达市场进入短暂的供不应求阶段。非高速开放场景需要快速部署软件算法与激光雷达硬件结合的环境感知解决方案,价格尚未确定是市场敏感的因素。另一方面,高速/复杂场景自动驾驶方案也进入小批量路测阶段。

2017年到2018年,各领域自动驾驶方案基本进入小批量试运营准备,非高速开放场景应用开始规模化试运营,市场需求开始发生改变:非高速开放场景追求激光雷达系统稳定性、产能、性价比;高速复杂场景路测逐渐增加,对高线束激光雷达环境感知方案需求增加。

2019年到2020年,自动驾驶的低速封闭场景和开放场景应用进入规模化试运营,在高速开放场景中的实验更加流畅,准备进入自动驾驶批量化运营阶段。激光雷达行业产品性能开始趋于统一,但市场对于产品价格、性能、系统稳定性、可制造性等全方位要求明显提高,市场竞争的内容发生改变,全新一代革命性技术产品——固态激光雷达开始进入市场。

这一阶段是激光雷达市场规模开始爆发,激光雷达初创企业快速成长的时期。由于成立时间早,Velodyne凭借传统机械式激光雷达,在市场中占据优势地位。同时,在这一阶段前后,国内外激光雷达企业纷纷成立,并快速成长为行业的核心力量。例如,2014年,成立于深圳的RoboSense(速腾聚创),凭借超过10年的科研积累,快速完成产研转化, 2017年4月,在国内率先量产车载16线激光雷达,同年9月,量产32线激光雷达,并正式发布基于激光雷达的自动驾驶环境感知AI算法,提供软硬结合激光雷达环境感知解决方案,快速获得大量市场份额。2017年10月, RoboSense(速腾聚创)公布MEMS固态激光雷达,并于CES2018公开展示,一举成为世界上为数不多掌握固态激光雷达核心专利技术的顶级玩家。

大规模商业化运营阶段

2020年以后,自动驾驶将进入商业化运营阶段,各自动驾驶服务运营方全面竞争,自动驾驶汽车私人消费市场逐渐爆发。

全球各大OEMs或者Tier 1的自动驾驶发展时间表,基本上都集中于计划在2020年到2022年实现L3或者L4。而L5的实现则大有不同,大部分企业将实现L5的时间定在2025年,部分企业定在2022年,更有甚者选择定在2030年。

在这一阶段,各类型自动驾驶车辆将开始规模化量产,并投入各场景常规化运营,对激光雷达有车规级、易量产、高分辨率、低成本等严格要求。激光雷达需要向大规模量产、低成本以及高稳定性方向发展。

实际上,距离这一阶段到来的时间点已经非常近了,目前,传统激光雷达系统由于物理极限和成本高等因素限制,难以满足这一阶段的行业发展需求。因此,自动驾驶大规模商业化运营的实现中,有关环境感知的使命将会落到全新一代的固态激光雷达技术产品上。

固态激光雷达技术方案可分为MEMS、OPA与Flash三种。

MEMS(微机电系统):利用MEMS微振镜对激光进行精确控制,系统内所有的机械部件都集成到单个MEMS芯片上,芯片利用半导体工艺生产。

OPA:相控阵,原理与相控阵Radar类似,采用多个光源组成阵列,通过控制各光源发光时间差,合成具有特定方向的主光束,主光束便可以实现对不同方向的扫描。

Flash:面阵方案,短时间内直接发射出一大片覆盖探测区域的激光,再以高度灵敏的接收器完成对环境周围图像的绘制。该技术发明和应用的历史比较长久,但是由于高功率问题限制了它的探测距离。

这三种革命性的方案都有基于自身技术原理带来的不同优缺点:同样是芯片化方案,千元级别的MEMS方案和OPA相比,成本难以快速降到百元甚至十元级别,但是MEMS更容易实现远距离探测,而OPA与Flash要达到200米的探测距离还有大量的工作要完成。

面对这场具有革命性技术加持的竞争,纵观全球行业市场,新一代产品核心技术已经被RoboSense、Innoviz、Quanergy等产业后起之秀所率先掌握,未来的市场将是多元化的。

目前,已经完成固态激光雷达Demo的顶级激光雷达厂商,正在进行车规级测试认证、性能提升、量产准备等工作。

2018年5月,RoboSense推出的MEMS固态激光雷达RS-LiDAR-M1Pre已经率先搭载到菜鸟无人驾驶物流车使用,成为首款在无人驾驶车辆上使用的固态激光雷达。我们希望在2020年,能够将MEMS固态激光雷达的量产成本控制在200美元以内。

激光雷达进入自动驾驶感知系统,成功推动了自动驾驶结束漫长的实验探索期,进入快速发展的试运营期。自动驾驶的快速发展和行业需求,反向激发了激光雷达技术和产业的全面爆发。全新一代固态激光雷达产品方案的成熟和量产,将推动自动驾驶商业化运营的大规模普及。

激光雷达产业未来发展

激光雷达产业有三个主要发展方向:固态化、激光雷达与摄像头底层融合、智能化。

第一,激光雷达固态化。面对即将到来的自动驾驶商业化运营的阶段性市场,低成本车规级的固态激光雷达需要肩负起它的使命,行业对固态激光雷达的真正量产期待已久。激光雷达固态化后,将消除传统机械式激光雷达中存在的物理限制,并且带来高分辨率、长距离、车规级、易量产以及低成本等优势。

第二,激光雷达与摄像头底层融合。两者作为自动驾驶的核心传感器,各自拥有独特的优势,摄像头可以获取真实世界中丰富的二维彩色信息,激光雷达能够获取三维高精度空间信息。对于自动驾驶环境感知需求,一方面,如果仅依靠摄像头获取的二维图像,感知的可靠性和探测的准确度都难以保证驾驶的安全性。另一方面,仅依靠激光雷达又很难对诸如交通路牌、红绿灯等信息做出有效识别,以及对复杂障碍物进行精细化分类。通过底层深度融合LiDAR和摄像头数据,可以发挥出更强大的感知能力。将二维彩色信息覆盖到三维高精度空间数据上,获得时空同步后的彩色点云数据,极大地提高了AI感知算法对目标物体的分割及分类探测距离、准确度、精细度,从而大幅提升自动驾驶车辆安全性。

第三,激光雷达智能感知系统。基于MEMS固态激光雷达、AI环境感知算法、激光雷达与摄像头融合,多项前沿技术形成闭环达成了智能化激光雷达感知系统。通过AI算法对彩色数据进行预处理,有选择性地对感兴趣区域进行重复探测,能够为自动驾驶带来更远的探测距离与更为准确的感知结果,有效降低中央数据处理单元的数据处理压力,从而确保汽车迅速完成安全可靠的驾驶操作响应。

总结

激光雷达推动了自动驾驶行业的迅速发展,加速了商业化进程,提供了高效快捷的物流运输,更守护了人类安全可靠的出行。

可以说,自动驾驶完成商业化,将加速自动驾驶时代的到来。激光雷达产业和技术在迫切的市场需求下快速成长。未来,更先进的激光雷达产品和更成熟的产业链,又将通过精确、可靠、低成本的三维环境感知能力,加速机器人、无人机、安防监控、智慧城市等人工智能产业商业化的进程,推动人类全面跨入人工智能时代。

原文标题:激光雷达与自动驾驶的产业化之路

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发表于 04-11 15:40 67次 阅读
传感器技术将助力智慧城市中路灯建设

韩国科学院推出了一种安全标签可作为嗅觉传感器应用于假币检测

KAIST制造的温度控制显示器是将200~700μm见方的像素以100~200μm的间隔横向排列数十....
发表于 04-11 15:20 51次 阅读
韩国科学院推出了一种安全标签可作为嗅觉传感器应用于假币检测

快讯:拥有幽默感的机器人可能会因“有趣”杀人,北汽将于9月实现自动驾驶示范运行

美国航空航天局发表博文称,三个被称作“Astrobee”的可以悬停的机器人将被送往国际空间站,帮助航....
的头像 机器人大讲堂 发表于 04-11 12:35 456次 阅读
快讯:拥有幽默感的机器人可能会因“有趣”杀人,北汽将于9月实现自动驾驶示范运行

Uber深耕自动驾驶,正着手布局哪些发展方向?

首先,从用户的需求痛点着手,将业务目标从最开始的高端人群转向大众消费,及时调整发展策略顺应民众需求是....
的头像 中国人工智能学会 发表于 04-11 11:43 441次 阅读
Uber深耕自动驾驶,正着手布局哪些发展方向?

iFixit拆解华为Mate20 Pro

经过热风枪、撬棒以及吸盘的轮番上阵后,Mate 20 Pro 的玻璃背板被打开。与拆解 Mate 1....
的头像 PCB资讯 发表于 04-11 11:24 1073次 阅读
iFixit拆解华为Mate20 Pro

探讨确保汽车电池电压正确调节所需的条件

管理汽车子系统的电气和电源事项需要巧妙的综合平衡。处理器、存储器、屏幕及其他部件都需要不同电流水平的....
的头像 美信半导体 发表于 04-11 10:30 243次 阅读
探讨确保汽车电池电压正确调节所需的条件

无刷直流电机驱动的乐趣在于算法

无刷直流电机驱动的乐趣在于算法。您可以实现有传感器或无传感器监控、梯形或正弦控制、磁场定向控制(FO....
的头像 德州仪器 发表于 04-11 10:18 353次 阅读
无刷直流电机驱动的乐趣在于算法

未来汽车篇将带你抢先领略2030年的出行体验!

而对于停车难题,物联网也可以帮助解决。通过与停车场进行互联,获取距离,空余车位等相关信息,未来汽车可....
的头像 英飞凌中国 发表于 04-11 10:08 386次 阅读
未来汽车篇将带你抢先领略2030年的出行体验!

环境监测中的传感器

随着人类对环境质量的重视和关注, 在实际的环境检测过程中, 人们往往需要既可以方便携带, 又能够实现....
的头像 传感器技术 发表于 04-11 09:44 351次 阅读
环境监测中的传感器

人类越热衷于借助某些技术打开思维的大门,主动让“机器”知道人类驾驶员在想些什么

介入程度更深一点的是奥迪的Fit Driver系统和沃尔沃的健康监测系统,通过车内装配的脉搏传感器监....
的头像 汽车工程师 发表于 04-11 08:50 348次 阅读
人类越热衷于借助某些技术打开思维的大门,主动让“机器”知道人类驾驶员在想些什么

H7430H CMOS监视传感器的数据手册免费下载

H7430H是一种高性能的监控级CMOS图像传感器,支持CVBS(复合视频广播信号)模拟/数字输出,....
发表于 04-11 08:00 25次 阅读
H7430H CMOS监视传感器的数据手册免费下载

无刷直流电机BLDC的simulink仿真资料说明

本文档的主要内容详细介绍的是无刷直流电机BLDC的simulink仿真,采用无霍尔传感器法确定转子位....
发表于 04-11 08:00 45次 阅读
无刷直流电机BLDC的simulink仿真资料说明

梁亚雄分享《自动驾驶中轨迹规划的探索与挑战》

轨迹规划本质上来说是一个优化问题。谈到优化问题,我们需要知道优化的约束和优化的目标。首先看约束,第一....
的头像 智车科技 发表于 04-10 18:03 778次 阅读
梁亚雄分享《自动驾驶中轨迹规划的探索与挑战》

ADUC7032-8L 适用于汽车系统的集成式精密电池传感器

和特点 电源直接由12 V电池供电功耗- 正常模式:10 mA (10 MHz)- 低功耗监控器模式:175 µA 双通道、同步采样、16位Σ-Δ型ADC 第三个独立ADC用于温度检测 可编程ADC吞吐量:1 Hz至8 kHz 片内5 ppm/°C基准电压源 电流通道全差分、缓冲输入ADC输入范围:−200 mV至+300 mV数字比较器,内置电流累加器功能 电压通道缓冲、片内衰减器,适用于12V电池输入 温度通道外部和片内温度传感器方案 存储器96 kB Flash/EE 存储器,6 kB SRAM10k-周期Flash/EE耐久性,20年Flash/EE保留期限通过JTAG和LIN在线下载64 × 16-位结果FIFO用于电流和电压ADC 封装和温度范围48引脚, 7 mm × 7 mm LQFP额定工作温度范围:−40°C至+105°C 16位/32位RISC架构ARM7TDMI内核 20.48 MHz PLL ,内置可编程分频器 PLL 输入源片内精密振荡器片内低功耗振荡器外部(32.768 kHz)时钟晶体 JTAG端口支持代码下载和调试 利用硬件同步通过UART兼容LIN 1.3和2.0(从机) 灵活的唤醒I/O引脚,主/从SPI串行I/O 9引脚GPIO端口,2个通用定时器 唤醒和看门狗定时器 电源监控器,片内上...
发表于 02-22 14:53 0次 阅读
ADUC7032-8L 适用于汽车系统的集成式精密电池传感器

ADUC7039 车用集成精密电池传感器

和特点 高精度ADC 双通道、同步采样、16位Σ-Δ型 ADC 可编程ADC吞吐量:10 Hz至1 kHz 片内5 ppm/°C基准电压源 电流通道全差分、缓冲输入可编程增益ADC输入范围:−200 mV至+300 mV数字比较器,内置电流累加器功能 电压通道缓冲、片内衰减器,适用于12V电池输入 温度通道外部和片内温度传感器方案 微控制器ARM7TDMI-S内核、16/32位RISC架构20.48 MHz PLL片内精密振荡器 JTAG端口支持代码下载和调试 存储器64 kB Flash/EE存储器选项,4 kB SRAMFlash/EE耐久性:10,000个周期,数据保持时间:20年通过JTAG和LIN在线下载 片内外设LIN 2.1兼容从机SPIGPIO端口1 × 通用定时器唤醒和看门狗定时器片内上电复位 欲了解更多特性,请参考数据手册产品详情 ADuC7039是一款适用于在12V汽车电子应用中进行电池监控的完整系统解决方案, 集成了所有在各种工作条件下对12 V电池参数(如电池电流、电压和温度)进行精确智能监控、处理和诊断等必需的功能。应用       汽车系统电池检测/管理 方框图...
发表于 02-22 14:52 0次 阅读
ADUC7039 车用集成精密电池传感器

ADUC7033 车用集成精密电池传感器

和特点 高精度ADC 双通道、同步采样、16位Σ-Δ型ADC 可编程ADC吞吐量:1 Hz至8 kHz 片内5 ppm/°C基准电压源 电流通道 - 欲了解更多信息,请参考数据手册。 电压通道 - 缓冲、片内衰减器,适用于12V电池输入 温度通道外部和片内温度传感器方案 微控制器 - 欲了解更多信息,请参考数据手册。 欲了解更多特性,请参考数据手册。 产品详情 ADuC7033是一款适合在12 V汽车电子应用中进行电池监控的完整系统解决方案,集成了所有在各种工作条件下对12 V电池参数(如电池电流、电压和温度)进行精确智能监控、处理和诊断等必需的功能。可直接从12V电池供电,从而最大程度减少了外部系统组件。片内低压差调节器向两个集成16位Σ-Δ型ADC供电。这些ADC精确测量电池电流、电压及温度以采集汽车电池的运行和充电状态参数。片内还集成了一个基于Flash/EE存储器的ARM7™微控制器(MCU),用来预处理获得的电池变量,并对ADuC7033通过片内集成的局域互连网络(LIN)接口与主电子控制单元(ECU)的通信进行管理。MCU和ADC子系统都可以单独配置采用正常工作模式或更灵活的省电工作模式。应用 - 汽车系统电池检测/管理 方框图...
发表于 02-22 14:52 0次 阅读
ADUC7033 车用集成精密电池传感器

ADUC7036 车用集成精密电池传感器

和特点 HIGH PRECISION ADCS 双通道、同步采样、16位Σ-Δ型ADC 可编程ADC吞吐量:1 Hz至8 kHz 片内5 ppm/°C基准电压源 电流通道全差分、缓冲输入可编程增益:1至512ADC输入范围:-200 mV 至 +300 mV数字比较器,内置电流累加器功能 电压通道缓冲、片内衰减器,适用于12V电池输入 温度通道外部和片内温度传感器方案MICROCONTROLLER 16位/32位RISC架构ARM7TDMI®内核 具有可编程分频器的20.48 MHz锁相环 PLL输入源片内精密振荡器片内低功耗振荡器外部(32.768 kHz)时钟晶体 JTAG端口支持代码下载和调试 MEMORY 96 kB Flash/EE存储器,6 kB SRAM 96 kB Flash/EE存储器,6 kB SRAM 通过JTAG和LIN在线下载ON-CHIP PERIPHERALS 利用硬件同步通过UART兼容SAEJ2602/LIN 1.3/LIN 2.0(从机) 灵活的唤醒I/O引脚,主/从SPI®串行I/O 9引脚GPIO端口,3个通用定时器 唤醒和看门狗定时器 电源监控器,片内上电复位 POWER 12V电池电源直接供电 功耗正常模式: 10 mA (10 MHz)低功耗监控器模式 PACKAGE...
发表于 02-22 14:51 0次 阅读
ADUC7036 车用集成精密电池传感器

AD7294-2 集成多通道ADC、DAC、温度传感器和电流检测功能的12位监控和控制系统

和特点 12位SAR ADC,转换时间为3 μs4个非专用模拟输入差分/单端VREF、2 × VREF 输入范围 2个高端电流检测输入工作电压范围:5 V至59.4 V最大增益误差:0.75%输入范围:±200 mV 2个外部二极管温度传感器输入测量范围:−55℃ to +150℃精度:±2℃串联电阻抵消 1个内部温度传感器: 精度: 内置监控功能每通道均配有最小/最大值记录器可编程报警阈值可编程迟滞 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 AD7294-2是一种单芯片解决方案,集电流、电压和温度监控和控制所需的全部通用功能于一体。该器件包括用于分流电阻器电流监控的低压(±200 mV)模拟输入检测放大器、温度检测输入和四个非专用型模拟输入通道,这些通道以多路复用方式接入一个转换时间为3 μs的SAR型模数转换器(ADC)。数模转换器(DAC)和ADC均通过高精度内部基准电压驱动。四个12位DAC为电压控制提供所需输出。AD7294-2同时还包括用于警报功能的限值寄存器。该器件的设计符合高压规范: 电流检测输入59.4 V;以及高达15 V DAC的输出电压。AD7294-2是一种高度集成的解决方案,包括对蜂窝基站应用中的功率放大器进行精确控制所需要的全部功能。在这类应...
发表于 02-22 12:45 0次 阅读
AD7294-2 集成多通道ADC、DAC、温度传感器和电流检测功能的12位监控和控制系统

AD7294 集成多通道ADC、DAC、温度传感器和电流检测功能的12位监控和控制系统

和特点 12位SAR ADC,转换时间为3 μs 4路非专用模拟输入 - (欲了解更多信息,请参考数据手册) 2路高端电流检测输入工作电压范围:5 V至59.4 V - (欲了解更多信息,请参考数据手册) 2个外部二极管温度传感器输入测量范围:−55°C至+150°C(欲了解更多信息,请参考数据手册) 1个内部温度传感器精确度:±2°C 内置监控功能每通道均配有最小/最大值记录器(欲了解更多信息,请参考数据手册) 四个12位单调15 V DAC 范围:5 V,0 V至10 V 偏置 - (欲了解更多信息,请参考数据手册) 2.5 V内部基准电压源 双线快速模式I2C接口 温度范围: −40°C至+105°C 封装类型: 64引脚TQFP或56引脚LFCSP 产品详情 AD7294是一款单芯片解决方案,集电流、电压和温度监控和控制所需的全部通用功能于一体。该器件包括用于分流电阻电流监控的低压(±200 mV)模拟输入检测放大器、温度检测输入和四个非专用型模拟输入通道,这些通道以多路复用方式接入一个转换时间为3µs的SAR模数转换器(ADC)。数模转换器(DAC)和ADC均通过高精度内部参考电压驱动。四个12位DAC为电压控制提供所需输出。AD7294同时还包括用于警报功能的...
发表于 02-22 12:45 0次 阅读
AD7294 集成多通道ADC、DAC、温度传感器和电流检测功能的12位监控和控制系统

AD7293 集成ADC、DAC、温度和电流传感器的12位功率放大器电流控制器

和特点 4个闭环功率放大器(PA)漏极电流控制器 内置PA保护、时序和报警功能 与耗尽型和增强型功率放大器兼容 高度集成 4个非专用12位模数转换器(ADC)输入积分非线性(INL):±0.5 LSB 8个12位电压数模转换器(DAC)建立时间:1.3 μs(最大值) 4个高端电流检测放大器,增益误差:±0.1% 2个外部温度传感器输入,精度:±1.1°C 内部温度传感器,精度:±1.25°C 2.5 V片内基准电压源 灵活的监控和控制范围 ADC输入范围:0 V至1.25 V、0 V至2.5 V和0 V至5 V 双极性DAC范围:0 V至+5 V、-4 V至+1 V和-5 V至0 V 双极性DAC复位和相对于VCLAMPx的箝位电压 单极性DAC范围:0 V至5 V、2.5 V至7.5 V和5 V至10 V 电流检测增益:6.25、12.5、25、50、100等 可调闭环设定点斜坡时间 高端电压电流检测 4个电流检测输入4 V至AVSS + 60 V,±200 mV输入范围 小型封装和灵活接口串行端口接口(SPI),VDRIVE支持1.8 V、3 V和5 V接口56引脚LFCSP 温度范围:-40°C至+125°C 产品详情 AD7293是一款PA漏极电流控制器,集电流、电压和温度监控与控制通用功能于一体,采用SPI兼容型接口,集成在单...
发表于 02-22 12:43 0次 阅读
AD7293 集成ADC、DAC、温度和电流传感器的12位功率放大器电流控制器

AD7147A CapTouch®单电极电容式传感器专用可编程控制器

和特点 可编程电容数字转换器(CDC) - 欲了解更多信息,请参考数据手册。 片内自动校准逻辑自动补偿环境变化自适应的阈值和灵敏度电平 寄存器映射与AD714x兼容 用片内RAM存储校准数据 SPI兼容型(串行外设接口兼容)接口(AD7147A) I2C兼容型串行接口(AD7147A-1) 串行接口专用独立VDRIVE电平 25引脚、2.3 mm × 2.1 mm WLCSP封装 从触摸到响应的延迟时间极短产品详情 AD7147A CapTouch™控制器设计用于电容式传感器,以实现按钮、滚动条和滚轮等功能。这种传感器只需一层PCB板,为超薄型应用创造了可能。AD7147A是一种配备片内环境校准功能的集成式CDC。该CDC有13个输入通道,通过一个开关矩阵与一个16位、250 kHz Σ-Δ型转换器相连。该CDC能够感知外部传感器的电容变化,并借助此信息来记录传感器激活事件。通过对寄存器进行编程,用户可完全控制CDC设置。高分辨率传感器要求在主机处理器上运行较少的软件,可能需要两层PCB。AD7147A设计用于单电极电容式传感器(接地传感器)。配有一个有源屏蔽输入,以尽可能降低传感器中的噪声影响。AD7147A配有片内校准逻辑,用以补偿周围环境发生的变化。只要传感...
发表于 02-22 12:40 0次 阅读
AD7147A CapTouch®单电极电容式传感器专用可编程控制器

AD7143 电容式触摸传感器专用可编程控制器

和特点 可编程的电容-数字转换器25 ms的更新速率(最大序列长度时)分辨率优于1 fF8个电容式传感器输入通道无需使用外部RC调谐元件 自动转换定序器片内自动校准逻辑自动补偿环境变化自适应式阈值和灵敏度水平 用片内RAM存储校准数据 I2C® 兼容型串行接口 串行接口专用独立VDRIVE电平 主机控制器中断输出 16引脚、4 mm × 4 mm LFCSP-VQ封装 2.6 V至3.6 V的工作电压 低工作电流全功耗模式:不足1 mA低功耗模式:50 µA产品详情 AD7143是具有片内环境校准功能的集成式电容-数字转换器(CDC),可用于需要采用新型用户输入法的系统。AD7143可与外部电容式传感器接口,从而实现电容按钮、滚动条和滚轮等功能。 CDC有8个输入通道,通过一个开关矩阵与一个16位、250 kHz sigma-delta (Σ-Δ)电容-数字转换器相连。该CDC能够感知外部传感器的电容变化,并借助此信息来记录传感器激活事件。外部传感器既可配置成一系列按钮,也可配置成一个滚动条或滚轮,或者各类传感器的组合。通过对寄存器进行编程,用户可完全控制CDC设置。高分辨率传感器要求在主机处理器上运行软件。AD7143配有片内校准逻辑,用以处理周围环境发生的变化。传...
发表于 02-22 12:39 0次 阅读
AD7143 电容式触摸传感器专用可编程控制器

AD7142 电容式触摸传感器专用可编程控制器

和特点 可编程的电容数字转换器36 ms的更新速率(最大序列长度时)分辨率优于1 fF14个电容式传感器输入通道无需使用外部RC调谐元件自动转换定序器片内自动校准逻辑自动补偿环境变化自适应的阈值和灵敏度电平用片内RAM存储校准数据SPI®兼容型串行接口(AD7142) I2C®兼容型串行接口(AD7142-1) 串行接口专用独立VDRIVE电平中断输出和GPIO 32-引脚、5 mm x 5 mm LFCSP_VQ封装 电源电压:2.6 V至3.6 V低工作电流全功率模式:小于1 mA低功耗模式:50 µA 产品详情 AD7142和AD7142-1是具有片内环境校准功能的集成式电容-数字转换器(CDC),可用于需要采用新型用户输入法的系统。AD7142和AD7142-1可与外部电容式传感器接口,从而实现电容按钮、滚动条或滚轮等功能。该CDC有14个输入通道,通过一个开关矩阵与一个16位、250 kHz Σ-Δ型电容数字转换器相连。该CDC能够感知外部传感器的电容变化,并借助此信息来记录传感器激活事件。外部传感器既可配置成一系列按钮,也可配置成一个滚动条或滚轮,或者各类传感器的组合。通过对寄存器进行编程,用户可完全控制CDC设置。高分辨率传感器要求在主处理器上运行较少的软件。 A...
发表于 02-22 12:39 64次 阅读
AD7142 电容式触摸传感器专用可编程控制器

AD7147 CapTouch™单电极电容式传感器专用可编程控制器

和特点 可编程的电容-数字转换器(CDC)fF分辨率 13路电容传感器输入 9ms的更新速率(所有13路传感器输入) 无需外部RC元件 自动转换定序器 /li> 片内自动校准逻辑 自动补偿环境变化 自适应的阈值和灵敏度电平 寄存器图可与AD7142兼容 用片内RAM存储校准数据 SPI兼容型(串行外设接口兼容)串行接口(AD7147) I2C兼容型串行接口(AD7147-1) 串行接口专用独立VDRIVE电平 中断输出和通用输入/输出(GPIO) 24引脚、4 mm x 4 mm LFCSP封装 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 AD7147 CapTouch™控制器设计用于电容式传感器,以实现按钮、滚动条和滚轮等功能。这种传感器只需一层PCB板,为超薄型应用创造了可能。AD7147是一种配备片内环境校准功能的集成式CDC。该CDC有13个输入通道,通过一个开关矩阵与一个16位、250 kHz sigma-delta (Σ-Δ) 转换器相连。该CDC能够感知外部传感器的电容变化,并借助此信息来记录传感器激活事件。通过对寄存器进行编程,用户可完全控制CDC设置。高分辨率传感器只要求在主机处理器上运行较少的软件。AD7147设计用于单电极电容式传感器(接地传感器)。配有一个有源...
发表于 02-22 12:36 37次 阅读
AD7147 CapTouch™单电极电容式传感器专用可编程控制器

AD22057 单电源传感器接口放大器

和特点 增益:×20,可变范围:×1至×160 输入共模范围:地电压以下至6× (VS - 1 V) 输出范围:20 mV至(VS - 0.2) V 提供单极/双极/三极低通滤波 精确的中量程失调能力 400 kΩ差分输入电阻 将1kΩ负载驱动至+4 V (VS = +5 V) 电源电压:+3.0 V至+36 V 内置瞬变尖峰保护功能和RFI滤波器 峰值输入电压(40 ms):60 V 反相电压保护:-34 V 工作温度范围:-40°C至+125°C 产品详情 AD22057是一款单电源差动放大器,用于放大和低通滤波具有大共模电压来源提供的小差分电压。电源电压范围为+3 V至+36 V。采用+5 V电源时,输入共模范围从地电压以下至24 V,且此共模电压的抑制性能出色。这一范围通过在输入处使用特殊电阻性衰减器来实现,该衰减器经过激光调整可达到非常高的差分平衡。这款器件具有低初始失调电压和失调电压漂移特性,增益和失调电压也能够长期保持稳定。此外还提供低通滤波和增益调整选项。利用精确的中量程失调特性,可放大双极性信号。 方框图...
发表于 02-22 12:29 0次 阅读
AD22057 单电源传感器接口放大器

REF02 +5 V精密基准电压源/温度传感器

和特点 高输出精度:5.0 V、±0.3% (最大值) 可调输出:± 3%(最小值) 出色的温度稳定性: 8.5 ppm/°C(最大值) 低噪声:15 µV峰峰值(典型值) 高电源电压范围: 最高36 V(最大值) 低电源电流:1.4 mA(最大值) 高负载驱动能力: 10 mA(最大值) 温度输出功能产品详情 REF0x系列精密基准电压源提供稳定的10.0 V、5.0 V或2.5 V输出,电源电压、环境温度或负载条件的变化对输出电压的影响极小。该器件采用8引脚SOIC、PDIP、CERDIP和TO-99封装,以及20引脚LCC封装(仅883),使得标准和高应力应用都可采用本器件。利用外部缓冲和简单的电阻网络,可将TEMP引脚用于温度检测和估算。器件还提供TRIM引脚,用于精密调整输出电压。REF0x系列基准电压源具有小尺寸、宽电源电压范围,应用广泛,非常适合通用型和空间受限的应用。新设计应当使用ADR0x系列基准电压源,能够在更宽的工作温度范围内提供更高的精度和温度稳定性,并且保持与REF0x系列引脚完全兼容。该数据手册仅适用于商用级产品。若需军用级(883)数据手册,请联系销售部门或访问analog.com。应用精密数据系统高分辨率转换器工业过程控制系统精密仪器军用和...
发表于 02-22 12:26 24次 阅读
REF02 +5 V精密基准电压源/温度传感器

AD7292 集成ADC、DAC、温度传感器和GPIO的10位监控和控制系统

和特点 10位SAR ADC-- 8个多路复用模拟输入通道-- 单端工作模式-- 差分工作模式-- 5 V模拟输入范围-- VREF、2VREF或4VREF输入范围 4个单调性、10位、5 V DAC-- 2µs建立时间-- 上电复位至0 V -- 10 mA吸电流和源电流能力 内部温度传感器 -- 精度:±1°C 12个通用数字I/O引脚 1.25 V内部基准电压源 内置监控功能-- 每通道最小值和最大值寄存器-- 可编程报警阈值-- 可编程迟滞 欲了解更多特性,请参考数据手册产品详情 AD7292是一款单芯片解决方案,集外部器件的通用模拟信号监控和控制所需的全部功能于一体。AD7292具有一个8通道10位SAR DAC、四个10位DAC、一个精度为±1°C的内部温度传感器,以及12个GPIO,可协助系统监控和控制。其中,10位、高速、低功耗逐次逼近寄存器(SAR) ADC专为监控多种单端输入信号而设计。同时支持差分操作,可通过配置VIN0和VIN1作为差分对工作。AD7292提供寄存器可编程ADC序列器,可选择用于转换的可编程通道序列。四个10位数模转换器(DAC)提供0 V至5 V的输出;一个内部高精度1.25 V基准电压源为ADC和DAC提供独立缓冲的基准电压源。它内置高精度带隙温度传...
发表于 02-22 12:25 0次 阅读
AD7292 集成ADC、DAC、温度传感器和GPIO的10位监控和控制系统

ADUCM331WFS 适用于汽车系统的集成式精密电池传感器

和特点 高精度 ADC 双通道同步采样 IADC 20 位 Σ-Δ(最大限度地减少范围切换) VADC/TADC 20 位 Σ-Δ 可从 4 Hz 实现可编程的 ADC 转换率 片内 ±5 ppm/°C 基准电压源 电流通道 全差分缓冲输入 可编程增益(4 至 512) ADC 绝对输入范围:−200 mV 至 +300 mV 具有电流累加器功能的数字比较器 电压通道 适用于 12 V 电池输入的缓冲型片内衰减器 温度通道 外部和片内温度传感器选项 微控制器 Arm® Cortex-M3 32 位处理器 精度为 1% 的 16.384 MHz 精密振荡器 支持代码下载和调试的 SWD 端口 适用于汽车的集成 LIN 收发器 与 LIN 2.2 兼容的从属器件,100 kB 快速下载选项 与 SAE J-2602 兼容的从属器件 低 EME 高 EMI 存储器 128 kB 闪存/EE 存储器,ECC 10 kB SRAM,ECC 4 kB 数据闪存/EE 存储器,ECC 10,000 次循环闪存/EE 耐久性 20 年闪存/EE 保留 通过 SWD 和 LIN 实现电路内下载 片内外设 SPI GPIO 端口 通用定时器 唤醒定时器 监控定时器 片内上电复位 电源 直接使用 12 V 电池电源工作 典型功耗 8 mA (16 MHz) 低功耗监控模式 封装和温度范围 6 mm × 6 mm 32...
发表于 02-22 12:16 0次 阅读
ADUCM331WFS 适用于汽车系统的集成式精密电池传感器

ADUCM330 车用集成精密电池传感器

和特点 高精度模数转换器(ADC) 双通道、同步采样I-ADC 20位Σ-Δ(最大程度地减少范围切换)V/T ADC 20位Σ-Δ 可编程ADC转换速率,1 Hz至8 kHz 片内±5 ppm/°C基准电压源 电流通道全差分、缓冲输入可编程增益(4至512)ADC绝对输入范围: -200 mV至+300 mV 电压通道缓冲、片内衰减器,适用于12V电池输入 温度通道外部和片内温度传感器方案 微控制器 ARM Cortex-M3 32位处理器16.384 MHz精密振荡器,精度为1% 串行线下载(SWD)端口支持代码下载和调试 通过汽车应用认证,集成了局域互连网络(LIN)收发器LIN 2.2兼容从机,100k快速下载选项SAE J-2602兼容从机 低电磁辐射(EME) 较高的抗电磁干扰(EMI)能力 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADuCM330是一款完全集成的8 kSPS、数据采集系统,它集成了双通道、高性能多通道Σ-Δ型(Σ-Δ) ADC、32位ARM Cortex™-M3处理器和闪存ADuCM330具有96 kB程序闪存和4 kB数据闪存。 ADuCM330是一款适合在12 V汽车电子应用中进行电池监控的完整系统解决方案。 ADuCM330集成了所有在各种工作条件下对12 V电池参数(如电池电流、电压和温...
发表于 02-22 12:15 0次 阅读
ADUCM330 车用集成精密电池传感器

ADUCM331 车用集成精密电池传感器

和特点 高精度模数转换器(ADC) 双通道、同步采样I-ADC 20位Σ-Δ(最大程度地减少范围切换) V/T ADC 20位Σ-Δ 可编程ADC转换速率,1 Hz至8 kHz 片内±5 ppm/°C基准电压源 电流通道全差分、缓冲输入可编程增益(4至512)ADC绝对输入范围: -200 mV至+300 mV数字比较器,内置电流累加器功能 电压通道l 缓冲、片内衰减器,适用于12V电池输入 温度通道外部和片内温度传感器方案 微控制器ARM Cortex-M3 32位处理器16 MHz精密振荡器,精度为1%串行线调试(SWD)端口支持代码下载和调试 通过汽车应用认证,集成了局域互连网络(LIN)收发器LIN 2.2兼容从机,100k快速下载选项SAE J-2602兼容从机低电磁辐射(EME) 较高的抗电磁干扰(EMI)能力 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADuCM331是一款完全集成的8 kSPS、数据采集系统,它集成了双通道、高性能多通道Σ-Δ型(Σ-Δ) ADC、32位ARM Cortex™-M3处理器和闪存。 ADuCM331具有128 kB程序闪存和4 kB数据闪存。 ADuCM331是一款适合在12 V汽车电子应用中进行电池监控的完整系统解决方案。 ADuCM331集成了所有在各种工作条件下对12...
发表于 02-22 12:15 0次 阅读
ADUCM331 车用集成精密电池传感器

LTC2997 远程 / 内部温度传感器

和特点 可将远程传感器或内部二极管温度转换为模拟电压±1°C 远程温度准确度±1.5°C 内部温度准确度内置串联电阻抵消2.5V 至 5.5V 电源电压 1.8V 基准电压输出 3.5ms VPTAT 更新时间4mV/Kelvin 输出增益 170μA 静态电流采用 6 引脚 2mm x 3mm DFN 封装 产品详情 LTC®2997 是一款高准确度模拟输出温度传感器。该器件可将一个外部传感器的温度或其自身的温度转换为一个模拟电压输出。一种内置算法能够消除 LTC2997 与传感器二极管之间的串联电阻所引起的误差。LTC2997 可利用低成本二极管连接的 NPN 或 PNP 晶体管、或者利用微处理器或 FPGA 上的集成型温度晶体管来提供准确的测量结果。将引脚 D+ 连接至 VCC 便可把 LTC2997 配置为一个内部温度传感器。LTC2997 提供了一个附加的 1.8V 基准电压输出,该输出既可用作一个 ADC 基准输入,也可用于产生与 VPTAT 输出进行比较的温度门限电压。LTC2997 提供了一款适合于准确温度测量的精准和通用型微功率解决方案。Applications温度测量远程温度测量环境监视系统热控制台式电脑和笔记本电脑网络服务器 方框图...
发表于 02-22 12:13 51次 阅读
LTC2997 远程 / 内部温度传感器

ADIS16228 数字三轴振动传感器,集成FFT分析和存储系统

和特点 频域三轴振动传感器 平坦的频率响应:最高至5 kHz 数字加速度数据,± 18 g测量范围数字范围设置:0 g至1 g/5 g/10 g/20 g 实时采样模式:20.48 kSPS(单轴) 捕获采样模式:20.48 kSPS(三轴)触发器模式:SPI、计时器、外部可编程抽取滤波器,11种速率设置选定的滤波器设置支持多记录捕获手动捕获模式支持时域数据采集 针对所有三轴(x, y, z)的512点实数值FFT 3种窗口选项:矩形、Hanning、平顶 可编程FFT均值功能:最多255个均值 存储系统:所有三轴(x, y, z)上14个FFT记录产品详情 ADIS16228 iSensor® 是一款完整的振动检测系统,集三轴加速度检测与先进的时域和频域信号处理于一体。时域信号处理包括可编程抽取滤波器和可选的窗函数。频域处理包括针对各轴的512点、实数值FFT和FFT均值功能,后一功能可降低噪底变化,从而提高分辨率。通过14记录FFT存储系统,用户可以追踪随时间发生的变化,并利用多个抽取滤波器设置捕获FFT。20.48 kSPS采样速率和5 kHz平坦频段提供的频率响应适合许多机械健康状况检测应用。铝芯可实现与MEMS加速度传感器的出色机械耦合。在所有操作中,内部时钟驱动数据采样和信号处理系统...
发表于 02-22 12:07 32次 阅读
ADIS16228 数字三轴振动传感器,集成FFT分析和存储系统

LM334S 恒定电流源和温度传感器

和特点 1µA 至 10mA 工作电流范围0.02%/V 电压调整率0.8V 至 40V 工作电压可用作线性温度传感器不吸收反向电流可提供标准晶体管封装 产品详情 LM134 是一款三端电流源,专为在 1μA 至 10mA 的电流水平 (其由一个外部电阻器设定) 范围内工作而设计。该器件可作为一个真正的二端电流源,无需额外的电源连接或输入信号。电压调整率通常为 0.02%/V,而且终端到终端电压可在 800mV 至 40V 的范围内变化。由于工作电流与绝对温度 (单位:°K) 成正比,因此该器件作为温度传感器也将得到广泛的应用。工作电流的温度相关性在室温条件下为 0.336%/°C。例如,一个工作在 298μA 电流下的器件将具有 1μA/°C 的温度系数。温度相关性是极其准确和可重复的。作为温度传感器规格在 100μA 至 1mA 范围内的器件是 LM134-3、LM234-3 以及 LM134-6、LM234-6,其中的短划线数分别表示 ±3°C 和 ±6°C 的准确度。如果需要零温度系数电流源,则可通过增设一个二极管和一个电阻器容易地实现。应用 电流模式温度感测 用于并联基准的恒定电流源 冷结点补偿 用于双极性差分级的恒定增益偏置 微功率偏置网络 用于光电导管的缓冲器 电流限制器 方框图...
发表于 02-22 12:02 32次 阅读
LM334S 恒定电流源和温度传感器