移动机器人激光雷达分为CPU板和感应模块两大设计类别

在基于TDC的激光雷达系统中，双极输入的宽带低噪声操作放大器配置为跨阻放大器（TIA）。激光雷达感应模块通常选择>10MSPS的高速ADC。以移动机器人B3J-5400激光雷达模块中常见的14个ADC为例，每个通道的功耗（最大采样率为125MSPS）现在可以达到110mW左右，功耗比这稍高一点。

仅从设计的角度来看，我们就可以将移动机器人分为CPU板和感应模块两类。雷达、激光雷达或超声波感应模块广泛应用于移动机器人中。移动机器人感应模块通常需要具备以下特点：一是集成或分离数字转换器的高速信号链，二是快速功率脉冲能力，主要针对一些需要主动照明的传感器，三是感应模块与计算模块之间的高速、低延迟通信。

激光雷达感应模块中如何选择放大器？

激光雷达感应模块的首选放大器必须是高速操作放大器（GBW>=50mHz）。对于高速操作放大器，我们必须考虑其带宽、噪声和精度。当然，也需要小尺寸和适当的电压。在基于TDC的激光雷达系统中，双极输入的宽带低噪声操作放大器配置为跨阻放大器（TIA）。增益带宽积（GBWP）可实现高闭环带宽，跨阻增益高达数千欧元。该系统需要高速运行和放大，噪声低于2.5nv/√Hz。更常见的应该是基于ADC的TOF激光雷达系统。该系统使用高速模数转换器将反射波转换为可处理和分析的数字信号，然后使用DSP或FPGA处理ADC接收的波形信息。该系统还需要TIA。跨阻增益的灵活配置可以使系统设计更加灵活。此外，为了更有效地连接光电二极管和TIA，可以选择裸片选项(如果高速放大器可以提供裸片)进一步缩小设计尺寸。

此外，当基于ADC的系统使用全差分放大器驱动高速ADC时，还应注意全差分放大器的增益带宽、转换率、噪声和偏移漂移。

激光雷达感应模块中如何选择数据转换器？

模数转换器是许多性能优异的组件。在激光雷达系统中，模数转换器是首要任务，尤其是高速模数转换器。激光雷达感应模块通常选择>10MSPS的高速ADC。基于高速ADC的测距应用，可以实现更准确的识别、更宽松的采样率和更简化的信号链。

激光雷达感应模块的高输入频率信号往往具有广泛的动态范围和苛刻的要求。从这个方向选择高速ADC肯定不会错。双通道是最常见的（不一定），不应该太纠结，分辨率在14位也是更常见的选择。必须高度重视无杂散动态范围SFDR的关键指标，直接影响移动机器人的感知水平。

支持各种频率的灵活输入时钟缓冲器对ADC本身非常有用，因此时钟输入分频器将为系统时钟架构设计提供更高的灵活性。此外，如果ADC支持LVDS，这将是锦上添花。支持串行低压差信令意味着可以大大减少接口线的数量，实现更高的系统集成。当然，不能错过功耗。在ADC性能相似的情况下，功耗较低的设备更受欢迎。以移动机器人激光雷达模块中常见的14个ADC为例，每个通道的功耗（最大采样率为125MSPS）现在可以达到110mW左右，功耗比这稍高一点。

激光雷达感应模块中如何选择温度传感？

这里包括模拟温度传感器和数字温度传感器。模拟温度传感器应尽可能实现与温度成比例的高线性输出电压或电流，并尽可能减少自热。不用说，精度要求越高越好。最好不要补偿电路或校准，否则使用起来仍然很麻烦。在室温下，整个传感器IC最好提供±3℃的精度，在整个工作温度范围内的精度可以略高。一般来说，移动机器人在极端温度下不工作。自热限制越低越好。目前，领先的模拟温度传感器IC可控制在0.2℃。

数字温度传感器可以通过编程优化传感器的转换时间和灵敏度，并在几个不同分辨率中的任何报告温度。这个优点可以使用。如果您在通电后需要快速的温度数据，您可以选择测量快速时间的数字温度传感器，并在几毫秒内阅读。此外，经过优化后，数字温度传感器可以感知到非常小的温度变化。如何选择取决于具体的需要。

小结

这里经常选择一些移动机器人激光雷达感应模块，并给出一些方向和角度来选择设备。整个系统仍然需要考虑具体的设计过程。无论如何选择设备，高速信号链和高速低延迟通信一直是最重要的。