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TI高精度毫米波傳感器制勝絕技 - CMOS技術(shù)詳解

2017-06-14 來源:德州儀器 字號:

大多數(shù)商用雷達(dá)系統(tǒng),特別是高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS) 中的雷達(dá)系統(tǒng),均基于鍺硅(SiGe)技術(shù)。目前的高端車輛都有一個多芯片SiGe雷達(dá)系統(tǒng)。雖然基于SiGe技術(shù)的77GHz汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)滿足自適應(yīng)巡航控制時的高速度要求,但它們體積過大、過于笨重,占用了大量電路板空間。

隨著車輛中雷達(dá)傳感器數(shù)量的不斷攀升,目前車輛中至少有10個雷達(dá)傳感器(前置、后置和車角),空間上的限制就要求每個傳感器必須體積更小、功耗更低,并且性價比更高。某些正處于開發(fā)階段的現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)將促使發(fā)射器、接收器、時鐘和基帶功能集成在一個單芯片內(nèi),而這將把前端芯片的數(shù)量從4個減少到1個,不過這只適用于雷達(dá)前端。

通過充分利用互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù),并將嵌入式微控制器(MCU)和數(shù)字信號處理(DSP)以及智能雷達(dá)前端集成在內(nèi),TI已經(jīng)將集成度提升至新高度。前端具有處理功能將盡可能降低雷達(dá)系統(tǒng)尺寸、功率、外形尺寸和成本,從而進(jìn)一步實現(xiàn)車輛內(nèi)多個雷達(dá)系統(tǒng)的安裝。

由CMOS實現(xiàn)的單芯片集成

圖1:由CMOS實現(xiàn)的單芯片集成

CMOS技術(shù)的傳統(tǒng)優(yōu)勢包括更高的晶體管密度和更低功率。CMOS內(nèi)的數(shù)字縮放降低了功率,縮小了尺寸,并且提高了每個節(jié)點的性能。在數(shù)字晶體管改進(jìn)的推動下,CMOS的速度不斷提高,現(xiàn)已足以滿足79GHz ADAS應(yīng)用的需要了。

79GHz波段提供4GHz帶寬,這對更高范圍的分辨率至關(guān)重要。未來的雷達(dá)系統(tǒng)還將需要對短距離的支持,將更佳的角分辨率轉(zhuǎn)化為雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)的更多天線。采用CMOS技術(shù)的TI傳感器能夠支持此項擴(kuò)展能力,實現(xiàn)高容量的大批量生產(chǎn)。

CMOS技術(shù)進(jìn)一步提高了TI在模擬組件中嵌入數(shù)字功能的能力,從而實現(xiàn)了在雷達(dá)系統(tǒng)部署方面的全新系統(tǒng)配置和拓?fù)洹@纾琓I單芯片毫米波(mmWave)傳感器內(nèi)的嵌入式MCU可實現(xiàn)射頻(RF)和模擬子系統(tǒng)的半自主控制。TI的CMOS傳感器為模擬組件提供數(shù)字輔助,以便適應(yīng)環(huán)境和生產(chǎn)過程中的變化,同時保持靈活性和穩(wěn)健耐用性,數(shù)字輔助能夠靈活生成調(diào)頻信號并能實現(xiàn)實時高級自監(jiān)控。

一個雷達(dá)系統(tǒng)的動態(tài)范圍取決于接收器噪底,以及在保險杠反射所導(dǎo)致的自干擾下的耐受能力。而這在很大程度上取決于架構(gòu)和系統(tǒng)能力,這樣就使一個CMOS系統(tǒng)——具有更寬的中頻(IF)帶寬、更多信道和精確的低噪聲線性閉環(huán)調(diào)頻信號生成——對于特定的雷達(dá)應(yīng)用具有出色的系統(tǒng)級性能。

CMOS技術(shù)改變了毫米波傳感器的設(shè)計,并嵌入更高的智能化和功能性。CMOS技術(shù)已經(jīng)使TI能夠提供高性能、低功率毫米波傳感器產(chǎn)品組合,涵蓋了從高性能雷達(dá)前端到單芯片雷達(dá)的整個范圍。

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