Ob in der Geodäsie, bei Sicherheitssystemen, der Produktionskontrolle oder auch nur auf dem Golfplatz - die Entfernungsmessung mittels Laser oder Laserscanner hat sich etabliert. Die Zeit ist dabei die entscheidende Messgrösse - nämlich die, die das Licht benötigt, eine bestimmte Strecke zurückzulegen. Das Prinzip ist einfach - die Tücke steckt im Detail - denn die Geschwindigkeit des Lichts ist bekanntlich recht groß, 2,99792*10⁸ m/s. Als Folge hat man es mit sehr kleinen Zeiten zu tun. So legt das Licht in nur einer Mikrosekunde bereits 300m zurück. Eine hohe Ortsauflösung erfordert daher höchste Präzision bei der Laufzeitmessung.

 

Ein idealer Einsatzfall für einen Time-to-Digital Converter!

In der Praxis arbeitet man im Reflexionsverfahren. Sender und Empfänger sitzen in einem Gerät. Für die zu messende Strecke finden wir d=c*t/2 mit c = Lichtgeschwindigkeit. Wenn wir eine Strecke von einem Kilometer nehmen, beträgt die Laufzeit 1 µs. Soll die Auflösung 1 cm betragen, muss die Zeit mit einer Genauigkeit von 67 ps erfasst werden. Greift man auf unseren TDC-GPX zurück, kann dies schon in der Einzelmessung erreicht werden. Durch höhere Mittelungsraten kann sogar eine Auflösung von 1mm erreicht werden!

 

Schauen Sie auch in unsere Applikationsschrift  AN001 (PDF, 129 KB, Nov 2000).

 

Der TDC kann dabei all seine Vorteile gegenüber analogen Lösungen ausspielen:

• Direkte Umsetzung der Zeit in digitale Werte
• Höchste Auflösung bis 10 ps (70 ps peak-peak)
• Multichannel - beim TDC-GP1 und TDC-GP2 stehen 2 Stopkanäle zur Verfügung, der TDC-GPX bietet 8 Kanäle
• Multihit-Fähigkeit - beim TDC-GP1 und TDC-GP2 kann jeder Stopkanal bis zu vier Stopsignale vermessen, beim TDC-GPX bis zu 32 Hits.
• Kompakter Aufbau: Single-Chip Lösung im kleinen QFN32, TQFP44 oder TDFP100 Gehäuse
• Industrieller Anwendungsbereich: der TDC kann von -40°C bis 120°C eingesetzt werden.
• Batteriebetrieb: Geringe Stromaufnahme ist bei tragbaren Geräten ein ganz entscheidender Parameter. Auch hier bietet der TDC-GP2 eine ideale Lösung. Arbeitet man im Messbereich 2 und führt pro Sekunde nur eine Messung inklusive Kalibration durch, so beträgt bei 5V Versorgungsspannung die Stromaufnahme nur ca. 3 µA!