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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED vs VCSEL


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Autor: Aaron L. (Gast)
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Hallo zusammen,

TOF (time of flight) wird ja ein immer spannenderes Thema und ich habe 
mal angefangen ein paar white paper zu lesen.

Dabei habe ich mir in letzter Zeit immer wieder die Frage gestellt, 
wieso manche Systeme LEDs verwenden und manche VCSEL.

Hier hatte ich einen ersten guten Ansatz gefunden:
https://www.lumileds.com/uploads/788/WP35-pdf

VCSEL = schnell und gezielt in einer Richtung strahlen, so dass man also 
in etwas größerer Entfernung die LED von der Intensität einholen kann.
LED = langsamer, diffuser und in näherer Distanz heller und dabei dann 
homogener in der Ausleuchtung.

VCSEL können dabei höher moduliert werden und bringen damit eine 
theoretisch höhere Auflösung mit - ist das korrekt?

Von der Elektronikansteuerung habe ich hier bei den starken IR LEDs 
schon einiges gefunden. Das sind immer Serienschalter.
Beitrag "LED Modulation 25MHz"

Von der VCSEL Ansteuerung habe ich dieses White Paper gefunden:
http://www.ti.com/lit/an/sbaa209a/sbaa209a.pdf
Da wird der Serien-FET zum VCSEL ja quasi abgewählt.
Aber ist es nicht total ineffizient, wenn man ständig Strom über den FET 
fließen lässt, auch wenn der VCSEL aus sein soll?
Und die Sache mit der Spule nach der Stromquelle habe ich noch nicht 
geschnallt. Ist so eine Spule bei zich MHz nicht von Haus aus 
hinderlich, was den "gepulsten" Stromfluss angeht?

Wie wichtig ist es, wenn man mehrere LEDs/VCSEL nimmt, diese zu 
selektieren?
Gerade bei den VCSEL bei schnellen Modulationen muss ja eine gewisse 
Symmetrie gegeben sein.
Reicht diese aus, wenn die einfach in Reihe hängen, oder muss man alle 
VCSEL gegeneinander abgleichen/optimieren, so dass alle zum absolut 
gleichen Zeitpunkt aktiv sind? Oder verliert man hier nur etwas 
Genauigkeit bei der Messung, wenn das timing nicht 100% passt?

Gibt es also irgendwelche Richtlinien, was man wann nehmen sollte, oder 
hängt es in erster Linie von der zu beleuchtenden Szenerie/Entfernungen 
ab, ob man LED oder VCSEL nimmt?
Oder sind es immer Bauentscheidungen des Designers und die Schnittmenge 
LED vs VCSEL ist dermaßen groß, dass man beide Technologien hinreichend 
gut nutzen kann, solange man weg von den exotischen Randgebieten bleibt?

Vielen Dank!

Autor: Phiarc (Gast)
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Aaron L. schrieb:
> Da wird der Serien-FET zum VCSEL ja quasi abgewählt.
> Aber ist es nicht total ineffizient, wenn man ständig Strom über den FET
> fließen lässt, auch wenn der VCSEL aus sein soll?

> Und die Sache mit der Spule nach der Stromquelle habe ich noch nicht
> geschnallt. Ist so eine Spule bei zich MHz nicht von Haus aus
> hinderlich, was den "gepulsten" Stromfluss angeht?

Spannungsquelle glätten: Kondensator (warum?)

Stromquelle glätten: Spule (warum?)

Beachte, dass der Strom der Stromquelle NICHT gepulst wird in Figure 3.

Autor: ArnoR (Gast)
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Aaron L. schrieb:
> Von der VCSEL Ansteuerung habe ich dieses White Paper gefunden:
> http://www.ti.com/lit/an/sbaa209a/sbaa209a.pdf
> Da wird der Serien-FET zum VCSEL ja quasi abgewählt.

Nur einen Mosfet nach Masse ein/ausschalten ist halt ein wenig einfacher 
als eine Stromquelle schnell und sauber ein/auszuschalten.

> Aber ist es nicht total ineffizient, wenn man ständig Strom über den FET
> fließen lässt, auch wenn der VCSEL aus sein soll?

Man kann nicht alles auf einmal haben. Entweder total einfach für 
Dummies oder effizient.

> Und die Sache mit der Spule nach der Stromquelle habe ich noch nicht
> geschnallt. Ist so eine Spule bei zich MHz nicht von Haus aus
> hinderlich, was den "gepulsten" Stromfluss angeht?

Die Erklärung dafür steht direkt oberhalb der Bildchens.

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