一种激光雷达触发信号的扩展电路制造技术

本发明专利技术公开了一种激光雷达触发信号的扩展电路，包括二极管，用于限制输入触发信号的电压范围，对单稳态触发器输入端起保护作用；单稳态触发器，可选择上升沿或者下降沿触发，输出上升沿或下降沿与触发信号同步且宽度可由电阻与电容设置的脉冲信号；驱动器，用于提高输出信号驱动负载的能力。本发明专利技术将激光雷达系统中由激光器或者传感器提供的触发信号由单路扩展为多路，可同时触发多路模数转换器或者光子计数系统的数据采集过程，并具备设计简单、功能可靠、结构紧凑以及成本经济的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光雷达
，涉及一种激光雷达触发信号的扩展电路，尤其涉及一种将激光雷达系统中由激光器或者传感器提供的触发信号由单路扩展为多路的电路。
技术介绍
激光雷达系统被广泛应用于大气参量的遥感探测。激光器发射的激光脉冲与大气中的微粒、分子或原子相互作用，产生后向散射的光信号，被望远镜系统接收后，经过光学传感器转化为电信号，再由模数转换器或者光子计数系统组成的数据采集系统记录为数据，最后利用雷达方程即可反演出探测对象物理参数的时空分布。激光雷达系统具备测距的能力，即测量探测目标与自身之间的距离。这需要在激光雷达系统的数据采集过程里，触发信号与激光光脉冲的输出保持同步。通常这个触发信号由激光器或光学传感器提供，并直接与数据采集系统的触发信号输入端连接。为此，需要满足如下条件：该信号的电平幅度必须受到限制，否则容易损坏数据采集系统的触发信号输入端，尤其是该信号由光学传感器提供时；该信号与数据采集系统的触发边沿条件必须一致，即同属上升沿触发或者下降沿触发。当激光雷达系统探测多个大气参数时，会采用多个光学传感器，以及多个通道的数据采集系统。尤其是这些通道分属不同型号的仪器时，整体上数据采集系统对触发信号提出了更多的要求，除了前述要求外，还包括触发脉冲可以同时输出上边沿触发与下边沿触发的脉冲信号，以及具备更强大的驱动能力。这是由激光器或者光学传感器所提供的单一触发信号所无法满足的。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种将激光雷达系统中由激光器或者传感器提供的触发信号由单路扩展为多路的电路。本专利技术所采用的技术方案是：一种激光雷达触发信号的扩展电路，其特征在于：包括二极管D1与二极管D2、单稳态触发器U1、电阻R1、电容C1和驱动器U2；所述二极管D1的阳极与触发信号输入端Input连接，其阴极与电源连接；所述二极管D2的阴极与触发信号输入端Input连接，其阳极与地电位连接；所述触发信号输入端Input通过第一单刀双掷开关S1与所述单稳态触发器U1的第一输入端A或第二输入端B连接；如果触发信号输入端Input与单稳态触发器U1的第一输入端A端连接，则单稳态触发器U1被配置为上升沿触发；如果触发信号输入端Input与单稳态触发器U1的第二输入端B端连接，则单稳态触发器U1被配置为下降沿触发；所述电阻R1一端与电源连接，另一端与所述单稳态触发器U1的引脚RX连接；所述电容C1一端与所述单稳态触发器U1的引脚RX连接，另一端与所述单稳态触发器U1的引脚CX连接；所述单稳态触发器U1输出端与所述驱动器U2连接，其输出端Qp输出上升沿与触发信号输入端Input同步的脉冲，输出端Qn输出下降沿与触发信号输入端Input同步的脉冲；在配置所述单稳态触发器U1时，改变电阻R1与电容C1的值，能设置输出端脉冲的宽度。作为优选，所述单稳态触发器U1的输出端Qp或者Qn通过第二单刀双掷开关S2与所述驱动器U2的输入端A1-A8连接，其中输入端A1-A8全部并联；即当所述驱动器U2的输入端A1-A8与所述单稳态触发器U1的输出端Qp连接时，所述驱动器U2的输出端Y1-Y8输出上升沿与触发信号输入端Input同步的脉冲；即当所述驱动器U2的输入端A1-A8与所述单稳态触发器U1的输出端Qn连接时，所述驱动器U2的输出端Y1-Y8输出下降沿与触发信号输入端Input同步的脉冲；所述驱动器U2的输出端Y1-Y8全部并联，即电路输出端Output可提供同时驱动8个数据采集系统触发信号通道的能力。作为优选，所述驱动器U2的输入端A1-A4全部并联，并与所述单稳态触发器U1的输出端Qp连接；所述驱动器U2的输出端Y1-Y4全部并联，即输出端Output可同时驱动4个数据采集系统的触发信号通道，输出端Output输出上升沿与触发信号Input同步的脉冲；所述驱动器U2的输入端A5-A8全部并联，并与单稳态触发器U1的输出端Qn连接；所述驱动器U2的输出端Y5-Y8全部并联，即输出端Output1可同时驱动4个数据采集系统的触发信号通道，输出端Output1输出下降沿与触发信号Input同步的脉冲。作为优选，在配置完成所述单稳态触发器U1与驱动器U2时，所述驱动器U2输出端所输出的脉冲信号与触发信号输入端Input保持同步，延迟不超过60ns。本专利技术可以同时触发多路模数转换器或者光子计数系统的数据采集过程，并具备设计简单、功能可靠、结构紧凑以及成本经济的优点。附图说明图1是本专利技术第一实施方式的电路原理图；图2是本专利技术第二实施方式的电路原理图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。(1)第一实施方式在图1所示的电路中，二极管D1与二极管D2，用于限制触发信号输入端Input的电压范围，对单稳态触发器U1的输入端A或B起到保护的作用；单稳态触发器U1，由单刀双掷开关S1选择上升沿或者下降沿触发，输出上升沿Qp或下降沿Qn与触发信号输入端Input同步且宽度由电阻R1与电容C1设置的脉冲信号；驱动器U2，由单刀双掷开关S2选择上升沿Qp或者下降沿Qn为其输入，提高与触发信号输入端Input同步的输出信号Output驱动负载的能力。二极管D1的阳极与触发信号输入端Input连接，其阴极与电源连接；二极管D2的阴极与触发信号输入端Input连接，其阳极与地电位连接。在配置单稳态触发器U1时，其与触发信号输入端Input通过第一单刀双掷开关S1实现连接。如果触发信号输入端Input与单稳态触发器U1的A端连接，则单稳态触发器U1被配置为上升沿触发；如果触发信号输入端Input与单稳态触发器U1的B端连接，则单稳态触发器U1被配置为下降沿触发。在配置单稳态触发器U1时，其输出端Qp输出上升沿与触发信号输入端Input同步的脉冲，输出端Qn输出下降沿与触发信号输入端Input同步的脉冲。在配置单稳态触发器U1时，改变电阻R1与电容C1的值，可设置输出端脉冲Qp与Qn的宽度tw＝0.32*R1*C1*(1+0.7/R1)。电阻R1与电源连接，其另一端
与单稳态触发器U1的引脚RX连接。电容C1与单稳态触发器U1的引脚RX连接，其另一端与单稳态触发器U1的引脚CX连接。在配置驱动器U2时，单稳态触发器U1的输出端Qp或者Qn通过第二单刀双掷开关S2与驱动器U2的输入端A1-A8连接，其中输入端A1-A8全部并联。当驱动器U2的输入端A1-A8与单稳态触发器U1的输出端Qp连接时，驱动器U2的输出端Y1-Y8输出上升沿与触发信号输入端Input同步的脉冲。当驱动器U2的输入端A1-A8与单稳态触发器U1的输出端Qn连接时，驱动器U2的输出端Y1-Y8输出下降沿与触发信号输入端Input同步的脉冲。在配置驱动器U2时，驱动器U2的输出端Y1-Y8全部并联，即电路输出端Output可提供同时驱动8个数据采集系统触发信号通道的能力。在配置完成单稳态触发器U1与驱动器U2后，电路输出端Output所输出的脉冲信号的脉宽由电阻R1与电容C1的值决定，即为tw；并且该信号与触发信号输入端Input保持同步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光雷达触发信号的扩展电路，其特征在于：包括二极管D1与二极管D2、单稳态触发器U1、电阻R1、电容C1和驱动器U2；所述二极管D1的阳极与触发信号输入端Input连接，其阴极与电源连接；所述二极管D2的阴极与触发信号输入端Input连接，其阳极与地电位连接；所述触发信号输入端Input通过第一单刀双掷开关S1与所述单稳态触发器U1的第一输入端A或第二输入端B连接；如果触发信号输入端Input与单稳态触发器U1的第一输入端A端连接，则单稳态触发器U1被配置为上升沿触发；如果触发信号输入端Input与单稳态触发器U1的第二输入端B端连接，则单稳态触发器U1被配置为下降沿触发；所述电阻R1一端与电源连接，另一端与所述单稳态触发器U1的引脚RX连接；所述电容C1一端与所述单稳态触发器U1的引脚RX连接，另一端与所述单稳态触发器U1的引脚CX连接；所述单稳态触发器U1输出端与所述驱动器U2输入端连接，其输出端Qp输出上升沿与触发信号输入端Input同步的脉冲，输出端Qn输出下降沿与触发信号输入端Input同步的脉冲。

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达触发信号的扩展电路，其特征在于：包括二极管D1与二极管D2、单稳态触发器U1、电阻R1、电容C1和驱动器U2；所述二极管D1的阳极与触发信号输入端Input连接，其阴极与电源连接；所述二极管D2的阴极与触发信号输入端Input连接，其阳极与地电位连接；所述触发信号输入端Input通过第一单刀双掷开关S1与所述单稳态触发器U1的第一输入端A或第二输入端B连接；如果触发信号输入端Input与单稳态触发器U1的第一输入端A端连接，则单稳态触发器U1被配置为上升沿触发；如果触发信号输入端Input与单稳态触发器U1的第二输入端B端连接，则单稳态触发器U1被配置为下降沿触发；所述电阻R1一端与电源连接，另一端与所述单稳态触发器U1的引脚RX连接；所述电容C1一端与所述单稳态触发器U1的引脚RX连接，另一端与所述单稳态触发器U1的引脚CX连接；所述单稳态触发器U1输出端与所述驱动器U2输入端连接，其输出端Qp输出上升沿与触发信号输入端Input同步的脉冲，输出端Qn输出下降沿与触发信号输入端Input同步的脉冲。2.根据权利要求1所述的激光雷达触发信号的扩展电路，其特征在于：所述单稳态触发器U1输出端通过第二单刀双掷开关S2与所述驱动器U2的输入端A1-A8连接，其中输入端A1-A8全部并联；当驱动器U2的输入端A1-A8与单稳态触发器U...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云鹏，易帆，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42