← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2020第7期RF & Wireless0.35µmTDC
A 32 - 128 SPAD-257 TDC Receiver IC for Pulsed TOF Solid-State 3-D Imaging
一款用于脉冲TOF固态3D成像的32×128 SPAD-257 TDC接收器芯片
0.35µm HV CMOS, 78ps分辨率, 250kHz脉冲率, 20fps帧率
SPAD阵列TDCTOF成像固态3D成像脉冲激光
▸创新点1：32×128 SPAD阵列（系统创新） - 该设计实现了高密度集成的32×128单光子雪崩二极管(SPAD)阵列，具有35%的填充因子，显著提高了光子探测效率和空间分辨率，适用于固态3D成像应用。
▸创新点2：257个TDC，分辨率约78ps（电路创新） - 集成了257个时间数字转换器(TDC)，每个TDC具有约78ps的高时间分辨率，能够精确测量光子到达时间，提升3D成像的测距精度。
▸创新点3：门控模式抑制暗光和背景光检测（方法创新） - 通过门控模式操作SPAD，有效抑制暗噪声和背景光干扰，提高信噪比和系统在复杂环境下的可靠性。
▸创新点4：2×128 SPAD行并行测量（系统创新） - 支持同时选择两行SPAD（2×128）进行并行测量，仅需16次测量周期即可覆盖整个阵列，显著提高了帧率和系统效率。
Abstract
A single-chip receiver for pulsed laser direct
time-of-flight 3-D imaging applications has been realized in a
0.35-µm HV CMOS technology. The chip includes a 32 × 128
single-photon avalanche diode (SPAD) array [35% fill factor
(FF)] and 257 time-to-digital converters (TDCs) with a ∼78-ps
resolution. Two adjacent rows (2 × 128 SPADs) at a time can
be selected for simultaneous measurement, i.e., 16 measurement
cycles are needed to cover the whole array. SPADs are capable
of operating in a gated mode