一种基于MEMS激光雷达的放大同步模块及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于MEMS激光雷达的放大同步模块，包括：M个第一放大芯片和1个第二放大芯片；所述第一放大芯片包括K路输入端，一个输出端，通过1～3个控制引脚切换K个通路的输出，M个第一放大芯片的M个输出端连接，并连接至所述第二放大芯片的输入。该电路形式不仅能够避免阵列APD之间的光干扰及电干扰，实现精准的测距，还能够节省放大芯片及后级的时刻鉴别模块、计时模块，轻松实现小型化、低成本的三维激光雷达扫描测距。本实用新型专利技术还提供了一种基于mems激光雷达的同步装置，采用该放大同步模块，实现mems、激光、线阵APD及放大之间的同步。间的同步。间的同步。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS激光雷达的放大同步模块及装置


[0001]本技术涉及激光检测领域，特别涉及一种基于MEMS激光雷达的放大同步模块及装置。

技术介绍

[0002]随着激光检测技术的不断发展，对高扫频、高分辨率、小体积的激光雷达的需求不断增加，对激光系统的空间尺寸要求也越来越高。传统的扫描式激光雷达主要通过机械式电机实现，存在尺寸大，寿命受限的问题，另外传统的扫描式激光雷达想要实现多线扫描，必须采用多个激光才能实现。
[0003]目前，随着微机电系统(Micro
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Electro
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Mechanical System，MEMS)技术的发展，新型的MEMS振镜体积小、成本低、功耗小的优点，使其具有广泛的应用前景。而一个二维MEMS振镜可以将单个激光的光线通过二个维度的摆动扫描出多条线，从而减少发射器的资源。
[0004]目前三维激光雷达为了达到三维测距的目的，一般会采用阵列APD(线阵或面阵)或者多个单管APD，用于接收不同角度的激光回波能量；而N个APD阵列模块必须有N个对应的放大电路，占用较多的放大电路资源。

技术实现思路

[0005]为保证三维激光测距的小型化与低成本，节省测距资源，本技术提供了：
[0006]一种基于MEMS激光雷达的放大同步模块，包括：
[0007]前级放大单元：包括M个第一放大芯片；
[0008]后级放大单元：包括1个第二放大芯片；
[0009]所述第一放大芯片包括K路输入端，一个输出端，通过1～3个控制引脚切换K个通路的输出，其中2≤K≤16；
[0010]所述M个第一放大芯片的M个输出端连接，并连接至所述第二放大芯片的输入端；
[0011]所述前级放大单元共N个通道的信号输入及输出，N＝M*K。
[0012]在其中一个实施例中，第一放大芯片还包括一个使能控制引脚；任一时刻，M个第一放大芯片仅有一个芯片使能。
[0013]一种基于MEMS激光雷达的同步装置，包括：上述的放大同步模块及APD阵列模块；
[0014]APD阵列模块：包括1个N阵列的APD，用于接收激光的回波能量，并将光能量转换为电信号；
[0015]放大同步模块：连接N阵列的APD，所述前级放大单元的M*K＝N个通道对应APD的N个阵列，当第x个APD接收到激光的回波光时，第x个放大通道开启，并将微弱的电流信号放大，其中1≤x≤N。
[0016]在其中一个实施例中，基于MEMS激光雷达的同步装置还包括激光同步模块、MEMS同步模块；
[0017]激光同步模块：包括1个激光发射单元，光束方向对应MEMS微振镜的中心，用于向被测物发射激光；
[0018]MEMS同步模块：包括1个二维MEMS微振镜，通过X、Y两个维度的往复运动将激光反射至不同的障碍物，并将障碍物漫反射返回的回波光反射回接收系统的APD阵列模块上。
[0019]本技术中提供了一种基于MEMS激光雷达的放大同步模块，所采用的放大同步模块共包括N路放大，和APD阵列一一对应，但放大模块的第一放大芯片包括多个通道，可以通过控制信号控制某个通道的输出，且每个芯片带使能信号，可以将多个芯片直接连接，然后共用一个后级运放。不仅能够避免阵列APD之间的光干扰及电干扰，实现精准的测距，还能够节省放大芯片及后级的时刻鉴别模块、计时模块，轻松实现小型化、低成本的三维激光雷达扫描测距。
[0020]本技术还提出了一种基于MEMS激光雷达的同步装置，所述装置采用放大同步模块，激光同步模块、mems同步模块、APD阵列模块，通过激光发光角度与mems振镜的同步，在mems摆动下激光角度与APD阵列模块的同步，APD阵列模块与放大模块的同步，实现二维mems激光的同步扫描。
[0021]本技术采用多个多通道的前级运放芯片，分时控制选通，并连接至后级，不但避免了不同APD之间的光干扰及电干扰；还节省了放大模块、时刻鉴别模块以及计时模块的资源，可以轻松实现三维激光扫描测距。
附图说明
[0022]图1是本技术一种实施例的第一放大芯片的结构示意图；
[0023]图2是本技术一种实施例的第一放大芯片的选通控制表；
[0024]图3是本技术一种实施例的放大同步模块的结构示意图；
[0025]图4是本技术一种实施例的基于mems激光雷达的同步装置框图；
[0026]图5是本技术一种实施例的激光发射点数与MEMS振镜的同步示意图；
[0027]图6是本技术一种实施例的阵列APD与激光及MEMS振镜的同步示意图。
具体实施方式
[0028]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]在其中一个实施例中，本申请提出一种基于MEMS激光雷达的放大同步模块，包括：前级放大单元：包括M个第一放大芯片，M≥1；后级放大单元：包括1个第二放大芯片；所述第一放大芯片包括K路输入端，一个输出端，通过1～3个控制引脚切换K个通路的输出，其中2≤K≤16；所述M个第一放大芯片的M个输出端连接，并连接至所述第二放大芯片的输入端。
[0030]图1示出了以采用了4通道的第一放大芯片100的结构示意图。如图1所示，本实施例的第一放大芯片10，包括：
[0031]输入部分:包括第一输入端101、第二输入端102、第三输出端103、第四输入端104；
4个输入端用于接收APD的弱电流信号，并将弱电流信号放大为电压或电流信号；
[0032]控制部分：包括2个通道控制引脚105、106，芯片使能控制引脚107；
[0033]输出端部分：包括1个输出端108；
[0034]其中，控制部分的2个通道控制引脚105、106用于控制101、102、103及104共4个通道的选通，单次只能有1个通道选通，被选中的通道，接收对应的APD信号，然后将信号放大后输出到共用的输出端108。
[0035]如图2所示所示为本实施例中第一放大芯片的选通控制表，通道控制引脚CH2为105,CH1为106，使能引脚EN为107；
[0036]当CH2＝0，CH1＝0，EN＝1时，芯片第一通道选中；
[0037]当CH2＝0，CH1＝1，EN＝1时，芯片第二通道选中；
[0038]当CH2＝1，CH1＝0，EN＝1时，芯片第三通道选中；
[0039]当CH2＝1，CH1＝1，EN＝1时，芯片第四通道选中；
[0040]当CH2＝X，CH1＝X，EN＝0时，芯片没有通道选中，输出为高阻，X代表无论引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS激光雷达的放大同步模块，其特征在于，包括：前级放大单元：包括M个第一放大芯片，M≥1；后级放大单元：包括1个第二放大芯片；所述第一放大芯片包括K路输入端，一个输出端，通过1～3个控制引脚切换K个通路的输出，其中2≤K≤16；所述M个第一放大芯片的M个输出端连接，并连接至所述第二放大芯片的输入端；所述前级放大单元共N个通道的信号输入及输出，N＝M*K。2.根据权利要求1所述的基于MEMS激光雷达的放大同步模块，其特征在于，所述第一放大芯片还包括一个使能控制引脚；任一时刻，M个第一放大芯片仅有一个芯片使能。3.一种基于MEMS激光雷达的同步装置，其特征在于，包括：APD阵列模块以及权利要求1或2中所述的基于MEMS激光雷达的放大同步模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李媛媛，屈志巍，王泮义，邓永强，
申请(专利权)人：北京万集科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：