Compact ams time-to-digital converter provides high precision in optical ranging and 3D scanning Kompakter Zeit-zu-Digital-Wandler von ams ermöglicht optische Entfernungsmessungen und 3D-Scanning mit hoher Genauigkeit
2019/03/05
AS6500 in small 6mm x 6mm package measures time intervals to a resolution of 10ps
Der nur 6mm x 6mm große AS6500 misst Zeitintervalle mit einer Auflösung
German versionPremstaetten, Austria (5 March, 2019) -- ams (SIX: AMS), a leading worldwide supplier of high performance sensor solutions, has introduced the AS6500, a new high-resolution time-to-digital converter (TDC) featuring CMOS inputs and compact packaging for use in space- and cost-constrained applications.
TDCs from ams can measure time intervals as short as 5ns with 10ps precision. The AS6500 is based on the existing ams TDC-GPX2, and offers resolution up to 10ps on four channels and a sampling rate of up to 1.5Msamples/s.
With high precision and a high sampling rate, light detection and ranging (LIDAR) and optical ranging systems in cars, drones and robots can make extremely detailed and accurate ranging measurements with a wide field of view, enabling them to perform accurate object detection and avoidance. In virtual- and augmented-reality applications, real-time 3D image rendering is supported by high sampling speeds and precision in one-centimeter detail.
The AS6500 TDC is optimized for space, power and cost. Like the TDC-GPX2, it is an integrated four-channel converter IC offering single-measurement resolution of up to 20psrms per channel in normal mode, and 20ns pulse-to-pulse spacing. Operating in dual-channel high-resolution mode, it can achieve a maximum resolution of 10psrms with 5ns pulse-to-pulse spacing.
The AS6500 is housed in a new, smaller 40-lead QFN package with a footprint of just 6mm x 6mm, making it 56% smaller than the TDC-GPX2. Its highly integrated design, which includes a 2MHz-12.5MHz reference clock input, means that few external components are required alongside the device.
Operating from a 3.3V supply, the AS6500 typically consumes just 60mW in normal operation, and draws 60µA in stand-by mode. It supports CMOS interfaces from a host system, and provides its calibrated output as a digital signal over a standard serial peripheral interface (SPI), for easy data processing in a host controller or processor.
The AS6500 is ideal for optical applications including general-purpose laser distance measurement in 1D, 2D and 3D, speed control, vehicle/truck scanning, object recognition, time-of-flight spectroscopy, automated test equipment (ATE), biomedical technology and analytics.
ams supplies a development kit, the AS6500-QF_DK, which includes a programmer and GUI software for PCs, enabling users to configure and connect their Start and Stop signals and begin taking sample time measurements within minutes.
“Increasing numbers of design teams are looking to implement laser ranging or 3D scanning systems in handheld or consumer devices, and limited space on the board is, in many cases, a design constraint. Using the AS6500 enables designers both to achieve very high levels of accuracy and precision, and to restrict the board footprint to a very small size,” said Norbert Breyer,
Product Manager at ams.
“The AS6500 provides a critical block of an optical sensor system, and is compatible both with today’s AFD-based and with future SPAD-based receiver components,” he added.
The AS6500 is available now in production volume. Unit pricing is available on request from ams. For technical information about the AS6500 click here.
Premstätten, Österreich (5. März 2019) -- ams (SIX: AMS), ein weltweit führender Anbieter von Hochleistungssensorlösungen, präsentiert mit demAS6500 einen neuen, hochauflösenden Zeit-zu-Digital-Wandler (TDC, Time-to-Digital Converter) mit CMOS-Eingängen und kompakten Abmessungen für platzbeschränkte und kostensensitive Anwendungen.
TDCs von ams können Zeitintervalle ab 5 ns mit einer Genauigkeit von 10 ps messen. Der AS6500 basiert auf dem bewährten TDC-GPX2 und bietet eine Auflösung von bis zu 10 ps in vier Kanälen bei einer Abtastrate von bis zu 1,5 MSamples/s.
Hochgenaue LiDAR-Systeme (LiDAR = Light Detection and Ranging) und optische Entfernungsmesssysteme in Autos, Drohnen und Robotern können extrem detaillierte und genaue Entfernungsmessungen in einem großen Sichtfeld durchführen. Dadurch ist es möglich, Objekte zuverlässig zu erkennen und Hindernisse zu meiden. In Virtual- und Augmented-Reality-Anwendungen wird die Echtzeit-3D-Bildwiedergabe durch hohe Abtastraten und Zentimetergenauigkeit unterstützt.
Der TDC AS6500 wurde auf Kompaktheit, Energieeffizienz und minimale Kosten optimiert. Wie der TDC-GPX2 ist auch der AS6500 ein Vierkanal-Wandler-IC mit einer Single-Shot-Auflösung von bis zu 20 pseff pro Kanal im Normalbetrieb bei einem Pulsintervall von 20 ns. Im hochauflösenden Zweikanalbetrieb ist bei einem Pulsintervall von 5 ns eine Auflösung von bis zu 10 pseff erreichbar.
Der AS6500 besitzt ein 40-poliges QFN-Gehäuse mit einer Grundfläche von nur 6mm x 6mm und ist damit um 56% kleiner als der TDC-GPX2. Der hochintegrierte Chip bietet einen Eingang für ein Referenztaktsignal (2 MHz –12,5 MHz) und kommt mit einem Minimum an externen Bauteilen aus.
Der AS6500 benötigt eine Betriebsspannung von 3,3V, verbraucht im Normalbetrieb nur 60 mW (typ.) und im Standby-Modus nur 60 µA (typ.). Er kann durch Signale mit CMOS-Pegel von einem Host-System gesteuert werden und liefert seine kalibrierten Ausgangsdaten über eine serielle Standard-Peripheriegeräteschnittstelle (SPI - Serial Peripheral Interface) zur Weiterverarbeitung an einen Host-Controller oder Prozessor.
Der AS6500 eignet sich ideal für optische Anwendungen wie z.B. Laser-Entfernungsmessung in 1D, 2D und 3D, Geschwindigkeitsüberwachung, Fahrzeug/LKW-Scanning, Objekterkennung, Flugzeit-Spektrometrie, automatisierte Testsysteme (ATE) sowie Biomedizin und -analytik.
ams bietet ein Development-Kit an (AS6500-QF_DK), das einen Programmer einschließlich GUI-Software für PCs umfasst. Dies ermöglicht dem Anwender, innerhalb von Minuten Start- und Stop-Signale zu konfigurieren, die Steuereingänge an das Host-System anzuschließen und mit Zeitmessungen zu beginnen.
"Immer mehr Entwicklerteams möchten Handheld- oder Consumer-Geräte mit Laserentfernungs- oder 3D-Scan-Systemen ausstatten, haben aber in vielen Fällen damit zu kämpfen, dass dafür kaum noch Platz auf der Platine ist. Der AS6500 kombiniert hohe Genauigkeit mit minimalem Platzbedarf und ist dadurch eine ideale Lösung für solche Herausforderungen", sagte Norbert Breyer, Produktmanager bei ams, und fügte hinzu: "Der AS6500 ist als zentraler Baustein eines optischen Sensorsystems sowohl mit heutigen AFD-basierten als auch mit zukünftigen SPAD-basierten Empfängerbausteinen kompatibel."
Der AS6500 ist ab sofort in Produktionsstückzahlen lieferbar. Klicken Sie hier weitere technische Informationen zum AS6500.