一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路制造技术

本技术公开了一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，涉及检测电路领域，包括数字逻辑控制部分，包括模拟部分与数字部分，所述模拟部分包括多个子单元，每一个所述子单元包括一个峰值检测电路部分和一个低速ADC部分，每一个所述子单元均通过一个主开关WSEL与数字部分连接，所述峰值检测电路部分由共享差分输入管的误差放大器与峰值电平采样读出缓冲器、保持电容Ch、多个子开关、偏置电流源、复位电压源V1以及输出缓冲驱动电路构成，本技术通过峰值保持电路与低速ADC电路结合的方式实现对窄脉宽回波信号的峰值测量与量化，降低了激光测距系统的成本面积与功耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及峰值检测电路领域，尤其涉及一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路。

技术介绍

1、激光tof测距原理主要包括激光器发射激光脉冲，经过目标反射后的回波信号被光电探测器接收，通过对光电流信号处理获得回波时刻并计算目标距离信息，而回波信号幅度将对回波过阈值的时刻产生影响而造成游动误差，为了获取回波的灰度信息需要测量回波信号的峰值电压。

2、现有应用于纳秒量级调制的窄脉冲tof激光测距领域中的峰值检测方案主要通过高速adc配合高精度延时无源器件实现，该方案峰值时刻的采样相对于回波阈值判定的时间固定，而在复杂目标场景的激光测距中，目标回波的脉宽会发生明显变化，因此峰值检测的误差较大。同时该方案的硬件规模较大，在对树林、灌木、房屋窗户、高架线缆等场景下测距中目标具有多回波反射的特性，需要对一次激光测量采集多个回波，因此基于高速adc采样的峰值检测方案可扩展性差，无法实现对多回波目标的峰值检测，本技术设计了一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路。

技术实现思路

1、本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路。

2、为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：

3、一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，包括数字逻辑控制部分，包括模拟部分与数字部分，所述模拟部分包括多个子单元，每一个所述子单元包括一个峰值检测电路部分和一个低速adc部分，每一个所述子单元均通过一个主开关wsel与数字部分连接，所述峰值检测电路部分由共享差分输入管的误差放大器与峰值电平采样读出缓冲器、保持电容ch、多个子开关、偏置电流源、复位电压源v1以及输出缓冲驱动电路构成，其中所述共享差分输入管的误差放大器与读出缓冲器由尾电流源i1、差分输入nmos场效应晶体管m1与m2，误差放大器负载pmos场效应晶体管m3与m4，读出缓冲器负载pmos场效应晶体管m7与m8组成，其中所述子开关包括s1、s2、s3、s4、s7、s8和s9。

4、作为优选，所述低速adc的基本模块分别包括：

5、采样保持电路：对输入信号进行采样并保持；

6、dac：根据控制逻辑的输出调整输出电压；

7、比较器：将dac输出的电压进行放大处理并完成比较结果输出；

8、控制逻辑：根据比较器的输出调整dac的输出电压并进行数据输出。

9、作为优选，设置所述子开关s3、s4、s7闭合（其它开关断开）时为复位状态，并设置保持电容ch的电平被复位至初始（复位）电平v1。

10、作为优选，设置所述子开关s1、s2、s8闭合（其它开关断开）时为写状态，此时电路被配置为单位增益负反馈的两级放大器作为误差放大器，第一级为一个经典五管放大器，第二级为包含上拉电流源与保持电容ch的简单反向放大器，该误差放大器可对保持电容ch单向充电实现峰值检测与保持的功能，其中m1、m2为第一级的差分输入对管；m3、m4作为电流镜为第一级放大器的有源负载；m6为第二级放大器的输入管，用来对保持电容ch充电。

11、作为优选，设置所述开关s3、s4、s9闭合（其它开关断开）为读状态，此时脉冲输入信号断开，电路被配置成输入为采样电容ch为输入的单位负反馈两级放大器作为读出缓冲器，其中第一级的差分输入对管与误差放大器共享，第二级放大器用于提供更大的带负载能力以及更大的输出摆幅。

12、本技术中，相比于现有技术，优点在于：

13、本技术通过峰值保持电路与低速adc电路结合的方式实现对窄脉宽回波信号的峰值测量与量化，降低了激光测距系统的成本面积与功耗。

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【技术保护点】

1.一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，包括数字逻辑控制部分，其特征在于，包括模拟部分与数字部分，所述模拟部分包括多个子单元，每一个所述子单元包括一个峰值检测电路部分和一个低速ADC部分，每一个所述子单元均通过一个主开关WSEL与数字部分连接，所述峰值检测电路部分由共享差分输入管的误差放大器与峰值电平采样读出缓冲器、保持电容Ch、多个子开关、偏置电流源、复位电压源V1以及输出缓冲驱动电路构成，其中所述共享差分输入管的误差放大器与读出缓冲器由尾电流源I1、差分输入NMOS场效应晶体管M1与M2，误差放大器负载PMOS场效应晶体管M3与M4，读出缓冲器负载PMOS场效应晶体管M7与M8组成，其中所述子开关包括S1、S2、S3、S4、S7、S8和S9。

2.根据权利要求1所述的一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，其特征在于：所述低速ADC的基本模块分别包括：

3.根据权利要求1所述的一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，其特征在于：设置所述子开关S3、S4、S7闭合，其它开关断开时为复位状态，并设置保持电容Ch的电平被复位至初始电平V1。

4.根据权利要求1所述的一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，其特征在于：设置所述子开关S1、S2、S8闭合，其它开关断开时为写状态，此时电路被配置为单位增益负反馈的两级放大器作为误差放大器，第一级为一个经典五管放大器，第二级为包含上拉电流源与保持电容Ch的简单反向放大器，该误差放大器可对保持电容Ch单向充电实现峰值检测与保持的功能，其中M1、M2为第一级的差分输入对管；M3、M4作为电流镜为第一级放大器的有源负载；M6为第二级放大器的输入管，用来对保持电容Ch充电。

5.根据权利要求1所述的一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，其特征在于：设置所述开关S3、S4、S9闭合，其它开关断开为读状态，此时脉冲输入信号断开，电路被配置成输入为采样电容Ch为输入的单位负反馈两级放大器作为读出缓冲器，其中第一级的差分输入对管与误差放大器共享，第二级放大器用于提供更大的带负载能力以及更大的输出摆幅。

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【技术特征摘要】

1.一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，包括数字逻辑控制部分，其特征在于，包括模拟部分与数字部分，所述模拟部分包括多个子单元，每一个所述子单元包括一个峰值检测电路部分和一个低速adc部分，每一个所述子单元均通过一个主开关wsel与数字部分连接，所述峰值检测电路部分由共享差分输入管的误差放大器与峰值电平采样读出缓冲器、保持电容ch、多个子开关、偏置电流源、复位电压源v1以及输出缓冲驱动电路构成，其中所述共享差分输入管的误差放大器与读出缓冲器由尾电流源i1、差分输入nmos场效应晶体管m1与m2，误差放大器负载pmos场效应晶体管m3与m4，读出缓冲器负载pmos场效应晶体管m7与m8组成，其中所述子开关包括s1、s2、s3、s4、s7、s8和s9。

2.根据权利要求1所述的一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，其特征在于：所述低速adc的基本模块分别包括：

3.根据权利要求1所述的一种低成本激光脉冲信号峰值检测电路，其特征在于：设置所述子开关s3、s4、s7闭合...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟世奇，吴勇，何滇，李晴，王文强，田冀楠，陶文，查梦凡，
申请(专利权)人：西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：新型
国别省市：