125PS LSB column parallel time to digital converter integrated circuit for lidar applications
Lidar uygulamaları için 125PS LSB kolon paralel zaman-sayısal çevirici tümleşik devresi
- Tez No: 664782
- Danışmanlar: PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Bu tez ışık saptama ve uzaklık tayini (LIDAR) uygulamaları için kolon paralel zaman – sayısal çevirici (TDC) tümleşik devresini sunmaktadır. Tasarım direkt uçuş zamanı (dToF) ölçümü tekniğine dayanmaktadır. Tek foton çığ ışık diyotu (SPAD) dizilimi ile kullanılmak için üretilmiştir. TDC 1μs'lik zaman farklılıklarını 125ps hassasiyet ile ölçebilir. Bu TDC 4 ana bloktan oluşmaktadır. Uzun mesafeli ve yüksek hassasiyetli TDC uygulayabilmek için sayaç, faz kilitlemeli döngüsü (PLL), gecikme kilitlemeli döngüsü (DLL), dallı gecikme hattı (TDL) birlikte kullanılmıştır. Sayaç zaman farkı giriş aralığını artırmak için kullanılmıştır. PLL referans saat işaretini frekansını artırır. PLL'in gerilim kumanda osilatörü bir halka salınıcıdır ve dört diferansiyel fazdan oluşur. Bu diferansiyel fazların çıktıları 45 derecelik faz farklılıklarına sahiptir ve daha iyi zamanlama çözünürlüğü elde etmek için kullanılır (DLL işlemine benzer). Hassas zaman çözünürlüğü sağlamak için TDL kullanılmıştır. TDL, iyi tanımlanmış gecikme sürelerine sahip bir dizi seri gecikme hücresi içerir. Hücrelerin gecikme süreleri özel bir DLL tarafından ayarlanır. Daha az güç tüketimi için TDL olay güdümlü mimariye sahiptir. Tasarım 180nm CMOS teknolojisi ile uygulanmıştır. TDC 128 kolona sahiptir ve 26μm piksel aralığında uygulanmıştır. En az ağırlıklı bit (LSB) 125ps'dir ve çözünürlük 13bit'tir, maksimum giriş aralığı 1024ns (mesafede 150m) ile sonuçlanır. Sistemin INL ve DNL'si maksimum +2/-1 LSB'dir. Titreşim gürültüsü 8.4ps'dir ve 0.5LSB'nin oldukça altındadır. Örnekleme hızı 1MS/s'dir. Sistemin güç tüketimi (tüm alt bloklar dahil) 20,5mW'dir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a column-parallel time to digital converter (TDC) integrated circuit for light detection and ranging (LIDAR) systems. The design is based on direct time-of-flight (dToF) measurement. It is designed to be used with single-photon-avalanche photodiodes (SPAD) arrays. The TDC can measure the time differences up to 1μs with 125ps precision. This TDC design consists of four main blocks. A counter, a phase-locked loop (PLL), a delay-locked loop (DLL), and a tapped delay line (TDL) are used together to implement fine timing resolution and long-range TDC. The counter is used to increase the time difference input range. The PLL multiplies the reference clock signal frequency. PLL's voltage-controlled oscillator (VCO) is a ring oscillator that has four differential stages. The outputs of these differential stages have 45-degree phase differences, and it is used to obtain better timing resolution (similar to DLL operation). The TDL is used to achieve a fine timing resolution. It contains several series delay cells with well-defined delay times. A dedicated DLL adjusts the delay time of the cells. To have lower power consumption, the TDL has an event-driven architecture. The design is implemented in 180nm CMOS technology. The TDC has 128 columns with 26μm pixel pitch. The least significant bit (LSB) is 125ps, and the resolution is 13bit, the maximum input range results in 1024ns (150m in the distance). The INL and DNL of the system are +2/-1 LSB at maximum. The jitter noise is 8.4ps which is well below 0.5 LSB. The sampling rate is 1MS/s. The power consumption of the system (all the sub-blocks are included) is 20.5mW.
Benzer Tezler
- Kuzey Kafkasyada sufi hareketleri (1775-1859)
Sufi movements in Caucasia
ZELİMHAN SOLTAYEV
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
DinAnkara Üniversitesiİslam Tarihi ve Sanatları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEYFETTİN ERŞAHİN
- Sorgun yöresi halk inanışları üzerine karşılaştırmalı bir araştırma (Farklı köy örnekleri)
A Comparative research about the peoples beliefs in region of Sorgun (Different village examples)
AHMET RUFAİ SİPAHİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
DinAnkara ÜniversitesiFelsefe ve Din Bilimleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET KATAR
- Uçuş zamanına dayalı kilometre menzilli mikrojoule enerjili lazer mesafe ölçer için SiPM alıcı devrenin geliştirilmesi
Devolopment of SiPM receiver circuit for time of flight based microjoule-energy laser rangefinder with kilometer range
MEHMET TİKEN
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF ORHAN
- İslam Hukukunda yorum çeşitleri ve birden fazla doğru yorumun olabilirliği
Various types of the interpretation and the possibility of multiple true interpretations in Islamic Law
OĞUZHAN TAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
DinAnkara ÜniversitesiTemel İslam Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÇALIŞKAN
- Çim tohumlarında yaygın olan fusarıum türüne karşı bazı fungisitlerin etkililiklerinin belirlenmesi
Determination and efficiency some of fungicides on turfgrass seed problems by fusarium spp.
CİHANGİR GÖKALP