泰克合作伙伴柯泰發(fā)布基于TOF技術(shù)的3D傳感VCSEL陣列測試
2021-03-09 10:47:36
泰克科技
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中國北京2021年3月9日 – 基于目前無源VCSEL陣列的TR/TF評價性測試的現(xiàn)狀，綜合考慮測試的通用性、便捷性和可重復(fù)性，泰克合作伙伴柯泰測試研制了基于通用驅(qū)動器和通用儀器的測試系統(tǒng)。
TOF傳感器測量光在某介質(zhì)中行進(jìn)一段距離所需的時間。通常，這是對脈沖發(fā)射光到達(dá)物體并反射回到TOF傳感器所用時間的測量。TOF攝像頭則利用TOF測量原理（TOF圖像傳感器）來確定攝像頭與物體或周圍環(huán)境之間距離，并通過測量的點(diǎn)生成深度圖像或3D圖像。
無源VCSEL陣列，指本身不帶驅(qū)動器電路的VCSEL陣列器件。當(dāng)VCSEL陣列用于TOF技術(shù)的3D傳感時，傳感系統(tǒng)發(fā)出的光脈沖的上升下降時間特性非常重要，特別是dTOF，TR/TF直接影響了最終產(chǎn)品的性能。
對無源VCSEL陣列，其本身的瞬態(tài)響應(yīng)通常非常優(yōu)異，可達(dá)百ps甚至十ps量級，但由于其采用大電流驅(qū)動，要測出其真實(shí)TR/TF十分困難，這取決于用于測試的驅(qū)動器能力和測試系統(tǒng)能力，還和驅(qū)動器電路的設(shè)計選擇、驅(qū)動器與被測件之間的鏈路長度、工作點(diǎn)和匹配調(diào)節(jié)等有關(guān)。
目前常見的TR/TF測試主要在研發(fā)和有限數(shù)量的單顆器件驗(yàn)證中，主要使用的測試方法是將器件焊接在定制的（或最終使用的）驅(qū)動器電路板上，配合高速PD和高帶寬示波器完成。由于使用焊接式的連接方式，這個測試是破壞性的，即被測件后續(xù)無法使用在產(chǎn)品中；且焊接和取下被測件耗時費(fèi)力，通常測試樣本不多。
另一方面，使用外部驅(qū)動板的TR/TF測試，其本質(zhì)上測試的結(jié)果是“驅(qū)動板+VCSEL陣列”的TR/TF，而非“VCSEL陣列的TR/TF”，所以這種測試是一種評價性測試，體現(xiàn)的可能并不全是VCSEL陣列的真實(shí)性能（除非驅(qū)動器能力遠(yuǎn)高于被測VCSEL陣列能力）。
基于目前無源VCSEL陣列的TR/TF評價性測試的現(xiàn)狀，綜合考慮測試的通用性、便捷性和可重復(fù)性，泰克合作伙伴柯泰測試研制了基于通用驅(qū)動器和通用儀器的測試系統(tǒng)。
使用該測試系統(tǒng)的主要目標(biāo)場景包括：
- 3D傳感模組研發(fā)
- 陣列模組封裝測試
- 3D傳感系統(tǒng)廠商來料檢測和故障分析
- VCSEL芯片性能評估
測試系統(tǒng)組成及主要特點(diǎn)
測量系統(tǒng)組成部分主要包括：
- 通用窄脈沖驅(qū)動器
- 控制驅(qū)動器工作條件的多通道電源
- 通用脈沖信號源
- 高速光探測器
- 寬帶示波器
- 自動測試軟件
- 可替換測試治具
- 其它測試附件，如光衰減片、遮光箱體、高頻電纜等
測試系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：
- 使用定制的測試治具，實(shí)現(xiàn)非破壞性的快速測試
- 通過調(diào)節(jié)驅(qū)動板工作條件，適應(yīng)不同的被測件
- 使用通用測試儀器，測試條件可控性和重復(fù)性優(yōu)于傳統(tǒng)定制系統(tǒng)。系統(tǒng)中的儀器亦可在其它測試中使用，通用性好
- 小型集成測試臺，提高系統(tǒng)搭建效率
- 一鍵式自動化測試軟件，自動掃描工作點(diǎn)，提高工作效率
- 可根據(jù)需要替換測試系統(tǒng)組件，從而實(shí)現(xiàn)更高的測試要求
系統(tǒng)配置：該系統(tǒng)的典型配置（KAS-NPT1500貨架型號）包括
- 帶寬不小于1.5GHz的四通道示波器
- 帶寬不小于1.4GHz的高速空間光探測器
- 頻率范圍不小于240MHz的任意函數(shù)發(fā)生器（AFG）
- 三通道可編程直流電源
- CTA-NPD12窄脈沖驅(qū)動板
- CTA-LTC1激光器測試臺
- 根據(jù)被測件定制的治具
- 自動測試軟件KTS-TRTF-A01
在典型配置下，測試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)TR/TF的典型指標(biāo)參數(shù)如下表：
測試臺：
CTA-LTC1激光器測試臺適用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，提供了驅(qū)動器固定、PD定位、濾光片切換、遮光、電纜連接等多種結(jié)構(gòu)，能快速實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建。其外觀尺寸為330mm x 330mm x 600mm（不含支撐腳）。
自動測試軟件KTS-TRTF-A01
無源VCSEL陣列的TR/TF評價性測試系統(tǒng)中，驅(qū)動器的工作條件對TR/TF測試的結(jié)果影響顯著。同時，同一個驅(qū)動器配合不同被測件工作時，其最佳工作點(diǎn)也會變化。
本測試系統(tǒng)中提供的通用驅(qū)動板需要通過細(xì)致調(diào)諧方可和被測件配合得到最佳TR/TF結(jié)果?？绿?a href="http://www.xebio.com.cn/measurement" target="_blank" class="keylink">測試提供了KTS-TRTF-A01自動測試軟件可完成這個細(xì)膩而繁瑣的工作?；趯?a href="http://www.xebio.com.cn/measurement" target="_blank" class="keylink">測試儀器的專業(yè)理解和測試方法的深入分析，柯泰選擇最佳的儀表組合，并輔以細(xì)致的觸發(fā)方式、采樣方式和測量參數(shù)設(shè)置，讓用戶僅需提供工作點(diǎn)相關(guān)掃描范圍，軟件即可將最佳工作點(diǎn)推薦值以列表方式呈現(xiàn)。隨后，用戶僅需雙擊推薦列表的設(shè)置，即可完成相應(yīng)測試設(shè)置選擇。
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