独り言1
シグナル(受光パワー) | ||||
M=1の受光感度 ※905ns | 0.416 | A/W | APD仕様書800ns&905ns減衰 | |
反射率 γ | 0.5 | - | 任意の値を入力 | |
受光径 r | 3.66E-03 | m | MEMS仕様(入射角による楕円) | |
測距距離 R | 50 | m | 任意の値を入力 | |
LDピークパワー P | 29.7 | W | LiDAR仕様 | |
送信効率 | 0.605 | 倍 | 光学モジュール仕様 | |
受信効率 | 0.609 | 倍 | 光学モジュール仕様 | |
送信ビームパワー | 18.0 | W | 計算 | |
受信パワーPt | 10.9 | W | 計算 | |
受信強度 Pr | '=D4/PI()*D$11*PI()*POWER(D$5,2)/4/POWER(D6,2) | W | 計算 | |
ノイズ | ||||
帯域幅 B | 5.00E+07 | Hz | RX設計値 | |
背景光 | 受信レンズ焦点距離f_RX | 5.73E-02 | m | 光学モジュール仕様 |
APD径D_APD | 5.0E-04 | m | APD仕様 | |
バックグラウンド光密度Eb | 32.5 | W/m^2 | LiDAR仕様 | |
背景光強度Pb | '=$D$4/PI()*$D$19*PI()*POWER($D$5,2)/4*PI()*POWER($D$18,2)/4/POWER($D$17,2) | W | 計算 | |
パルス幅 tw | 5.00E-09 | ns | RX半値幅 | |
背景光ノイズIbn | '=SQRT(2*D27*$D$3*D20/D21) | A | 計算 | |
背景光ノイズ実効値Vbn | '=D22*D51 | Vrms | 計算 | |
背景光ノイズピーク値Vbn | '=D23*2*3.3 | Vpp | 計算 | |
浜松ホトニクス資料より | ||||
APD | 1電子当たりの電荷量 q | '=1.60218*10^-19 | C | 定数 |
M=1のときの光電流 IL | '=D3*D12 | A | 計算 | |
増幅される内部暗電流 Idg | 5.00E-11 | A | APD仕様書 (M=1、25℃) | |
APD温度 | 25 | ℃ | 任意の値を入力 | |
暗電流温度係数 | 1.1 | 倍/℃ | APD仕様書 (M=100、25℃) | |
増倍率 M | 100 | 倍 | 任意の値を入力 | |
過剰雑音指数 F | 0.3 | - | APD仕様書 (M=100、25℃) | |
増幅されない表面暗電流 Ids | 0.00E+00 | A | 不明なので今は0 | |
APDショットノイズ Isn | '=SQRT(2*D27*(D28+D29**1*D15*D32^2*D33+2*D27*D34*D34) | A | 計算 | |
APDショットノイズ実効値 Vsn | '=D35*D51 | Vrms | 計算 | |
APDショットノイズピーク値 Vsn | '=D36*2*3.3 | Vpp | 計算 | |
APDのみのS/N | '=20*LOG(D28*D32/(D35*2*3.3/2)) | dB | 計算 二乗平均後pp/2で算出 | |
ICノイズ1 | TIAアンプ OPA859 Vni | 3.3 | nV/√Hz | オペアンプ仕様 |
帰還容量 | 0.3 | pF | RX設計値 | |
APD寄生容量 | 1.6 | pF | APD仕様 | |
アンプ入力容量 | 0.2 | pF | オペアンプ仕様 | |
ノイズゲイン | '=1+(D43+D44)/D42 | 倍 | 計算 | |
出力ノイズ | '=D41*D45 | nV/√Hz | 計算 | |
出力ノイズ実効値 vn | '=(D46*SQRT(D15)/1000000000) | Vrms | 計算 | |
出力ノイズピーク値 vn | '=D47*2*3.3 | Vpp | 計算 | |
TIA帰還抵抗 | ボルツマン定数 k | '=1.38064852*10^-23 | m^2*kg/s^2/K | 定数 |
絶対温度 T | 273 | K | 任意の値を入力 | |
帰還抵抗 RL | 10000 | Ω | RX設計値 | |
帰還抵抗熱雑音実効値 Vtn | '=SQRT(4*D49*D50*D15*D51) | Vrms | 計算 | |
帰還抵抗熱雑音ピーク値 Vtn | '=D52*2*3.3 | Vpp | 計算 | |
ICノイズ2 | アンプ LTC6253 Vni | 2.8 | nV/√Hz | オペアンプ仕様 |
帰還容量 | 5.0 | pF | RX設計値 | |
アンプ入力容量 | 2.5 | pF | オペアンプ仕様 | |
ノイズゲイン | '=1+(D57)/D56 | 倍 | 計算 | |
出力ノイズ | '=D55*D58 | nV/√Hz | 計算 | |
出力ノイズ実効値 vn | '=(D59*SQRT(D15)/1000000000) | Vrms | 計算 | |
出力ノイズピーク値 vn | '=D60*2*3.3 | Vpp | 計算 | |
帰還抵抗2 | ボルツマン定数 k | '=1.38064852*10^-23 | m^2*kg/s^2/K | 定数 |
絶対温度 T | 273 | K | 任意の値を入力 | |
帰還抵抗 RL | 5100 | Ω | RX設計値 | |
帰還抵抗熱雑音実効値 Vtn | '=SQRT(4*D62*D63*D15*D64) | Vrms | 計算 | |
帰還抵抗熱雑音ピーク値 Vtn | '=D65*2*3.3 | Vpp | 計算 | |
ICノイズ3 | アンプ LTC6404 Vni | 1.5 | nV/√Hz | オペアンプ仕様 |
帰還容量 | 1.0 | pF | RX設計値 | |
アンプ入力容量 | 1.0 | pF | オペアンプ仕様 | |
ノイズゲイン | '=1+(D70)/D69 | 倍 | 計算 | |
出力ノイズ | '=D68*D71 | nV/√Hz | 計算 | |
出力ノイズ実効値 vn | '=(D72*SQRT(D15)/1000000000) | Vrms | 計算 | |
出力ノイズピーク値 vn | '=D73*2*3.3 | Vpp | 定数 | |
帰還抵抗3 | ボルツマン定数 k | '=1.38064852*10^-23 | m^2*kg/s^2/K | 定数 |
絶対温度 T | 273 | K | 任意の値を入力 | |
帰還抵抗 RL | 2000 | Ω | RX設計値 | |
帰還抵抗熱雑音実効値 Vtn | '=SQRT(4*D75*D76*D15*D77) | Vrms | 計算 | |
帰還抵抗熱雑音ピーク値 Vtn | '=D78*2*3.3 | Vpp | 計算 | |
理論S/N | TI電流信号レベル Is | '=D28*D32 | A | 計算 |
TIA電圧信号レベル Vs | '=D28*D32*D51 | Vpp | 計算 | |
TIA電圧ノイズレベル Vn | ||||
50終端ゲイン | 0.5000 | 倍 | ||
バッファ出力 Vs1 | '=D83*D85 | |||
バッファ出力ノイズ Vn1 | ||||
5.0000 | 倍 | |||
AD前レベル | '=D83*2.5 | Vpp | ||
AD後digit値 | '=D89/0.0007263 | digit | 計算 | |
差動前ノイズ | '=SQRT(D53^2+D37^2+D48^2+D24^2+D61^2+D66^2) | |||
AD前電圧ノイズVn_total | '=SQRT((D91*2.5)^2+D74^2+D79^2) | Vpp | 計算 | |
S/N | '=20*LOG(D89/D92) | dB | ここでジャッジできるようにする | |
ノイズ固定 S/N | '=20*LOG(D83/$D$92) | dB | 計算 | |
フォトン数 | プランク定数h | 6.63E-34 | J・s | 定数 |
真空中の光速c | 3.00E+08 | m/s | 定数 | |
波長λ | 9.05E-07 | m | 定数 | |
フォトン数N | '=D12*D98/D96/D97*(0.000000005) | 個 | 計算 |
*1:D30-25)*D31