具有用于光测距系统的可调谐滤波器的接收器技术方案

本公开涉及具有用于光测距系统的可调谐滤波器的接收器。公开一种用于光检测和测距系统的接收器。接收器可包括光电装置，接收从目标反射的光脉冲并将所述光脉冲转换为电流脉冲。接收器还可包括跨阻抗放大器(TIA)以将电流脉冲转换为电压脉冲。接收器还可包括可调谐滤波器，具有耦合到所述TIA的输出的输入。可调谐滤波器可具有可调节的频率响应。TIA和可调谐滤波器可设置在单个集成电路(IC)管芯上。

Receiver with Tunable Filter for Optical Ranging System

【技术实现步骤摘要】
具有用于光测距系统的可调谐滤波器的接收器
本公开的实施方案总体上涉及接收器，并且更具体地，涉及用于光测距系统的接收器。
技术介绍
光检测和测距系统用于各种情况。例如，测距系统可以与飞机，汽车，双筒望远镜或单筒望远镜等一起使用，以检测例如系统和物体之间的距离。激光测距系统中的总体群延迟响应在飞行时间应用中可能是显着的。需要改进的激光测距系统。
技术实现思路
权利要求中描述的创新每个都具有若干特征，其中没有一个特征单独负责其期望的属性。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将简要描述本公开的一些突出特征。在一个方面，公开一种用于光检测和测距系统的接收器。接收器包括光电装置，接收从目标反射的光脉冲并将所述光脉冲转换为电流脉冲。接收器还包括跨阻抗放大器(TIA)以从电流脉冲产生电压脉冲。接收器还包括可调谐滤波器，具有耦合到所述TIA的输出的输入。可调谐滤波器具有可调节的频率响应。TIA和可调谐滤波器设置在单个集成电路(IC)管芯上在一些实施方案中，可调谐滤波器可包括可调低通滤波器。在一些实施方案中，可调谐滤波器包括有源电路元件。在一些实施方案中，光电装置设置在IC管芯外部。在一些实施方案中，光电装置是光电二极管。在一些实施方案中，接收器还包括模数转换器(ADC)，其具有耦合到所述可调谐滤波器的输出的输入。在一些实施方案中，可调谐滤波器可包括配置为驱动所述ADC的放大器。在一些实施方案中，可调谐滤波器可包括包括电阻器、电容器和放大器。在一些实施方案中，可调谐滤波器可被配置为通过至少调节所述电阻器的电阻来调节所述频率响应。在一些实施方案中，可调谐滤波器可被配置为通过至少调节所述电容器的电容来调节所述频率响应。在一些实施方案中，可调谐滤波器可包括包括第一子滤波器和第二子滤波器，其中所述第一子滤波器的输出耦合到所述第二子滤波器的输入，并且其中所述第一滤波器或所述第二滤波器中的至少一个是可调谐的。在一个方面，公开光检测和测距(LIDAR)系统。LIDAR系统包括光源，被配置为将发射光脉冲发射到目标。LIDAR系统还包括接收器，被配置为接收从所述目标反射的光。接收器包括可调谐滤波器，被配置为对指示从所述目标反射的光的接收脉冲进行滤波。接收器被配置为调谐所述可调谐滤波器的频率响应。在一些实施方案中，光源可包括包括激光。在一些实施方案中，可调谐滤波器可包括具有可调电容的电容器或具有可调电阻的电阻器中的至少一种。在一些实施方案中，接收器还可包括跨阻抗放大器(TIA)，其具有耦合到所述可调谐滤波器的输入的输出。在一些实施方案中，可调谐滤波器和TIA可设置在单个集成电路(IC)上，并且可调谐滤波器可包括有源电路元件。在一个方面，公开一种调谐光检测和测距(LIDAR)接收器的可调谐滤波器的频率响应的方法。该方法包括调节所述可调谐滤波器的电路元件的阻抗，以使所述可调谐滤波器的输出脉冲中的峰值减小。可调谐滤波器耦合在LIDAR接收器的跨阻抗放大器(TIA)和LIDAR接收器的模数转换器(ADC)之间。单个管芯包括可调谐滤波器和TIA。可调谐滤波器被配置为从所述TIA滤波指示从所述目标反射的光的脉冲。在一些实施方案中，可调谐滤波器可包括放大器。在一些实施方案中，调节阻抗可包括调节所述可调谐滤波器的电阻器的电阻。在一些实施方案中，调节阻抗可包括调节所述可调谐滤波器的电容器的电容。出于概述本公开的目的，本文已经描述了本专利技术的某些方面，优点和新颖特征。应该理解，根据任何特定实施例，不一定能够实现所有这些优点。因此，可以以实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点的方式实施或实施创新，而不一定实现本文可能教导或建议的其他优点。附图说明现在将参考附图通过非限制性示例描述本公开的实施例。图1是与汽车集成的光检测和测距(LIDAR)系统的示意图，示出了操作示例。图2是根据一个实施例的激光测距系统中的发射器和接收器信号链的框图。图3是根据一个实施例的激光测距系统的接收器信号链的框图。图4是根据实施例的LIDAR系统的接收器的可调谐滤波器的滤波器拓扑的示意图。图5是根据一个实施例的包括第一子滤波器和第二子滤波器的可调谐滤波器的另一滤波器拓扑的示意图。图6A是示出图5的第一子滤波器的群延迟响应和幅度响应的曲线图。图6B是示出图5的第二子滤波器的群延迟响应和幅度响应的曲线图。图6C是示出图5的可调谐滤波器的群延迟响应和幅度响应的曲线图。图7A是示出在图2的跨阻抗放大器(TIA)的输出处测量的频域响应的曲线图。图7B是示出在图2的可调谐滤波器的滤波器输出处测量的频域响应的曲线图。图7C是示出在图2的TIA的输出处测量的时域响应的图。图7D是示出在图2的可调谐滤波器的滤波器输出处测量的时域响应的曲线图。图8是根据一个实施例的具有可调谐滤波器的接收器链的框图，该可调谐滤波器还用作模数转换器的驱动器。具体实施方式某些实施例的以下详细描述呈现了特定实施例的各种描述。然而，这里描述的创新可以以多种不同的方式实现，例如，如权利要求所定义和覆盖的。在本说明书中，参考附图，其中相同的附图标记可表示相同或功能相似的元件。应当理解，图中所示的元件不一定按比例绘制。此外，应当理解，某些实施例可以包括比图中所示的元件更多的元件和/或图中所示的元件的子集。此外，一些实施例可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适组合。光测距系统可包括发射器和接收器。光测距系统可以是激光测距系统。该系统的发射器可以包括数模转换器(DAC)、低通滤波器(LPF)、可编程增益放大器(PGA)、光源驱动器和光源。该系统的接收器可以包括光电二极管、跨阻抗放大器(TIA)、PGA、LPF、模数转换器(ADC)驱动器和ADC。发射器可以产生光并将光脉冲发射到物体，并且接收器可以接收和分析指示从物体反射的光的反射脉冲。在ADC的模数转换之前，在接收脉冲的频率中进行改变(例如，群延迟失真等)是不可取的，并且通常需要高保真度脉冲(例如，平坦群延迟等)。频率的这种变化可能导致峰值、过冲、下冲等，这可能损害检测质量和/或估计值。在各种LIDAR系统中，接收器的低通滤波器可以引起接收脉冲频率的变化。接收器的低通滤波器可以相对于ADC的采样速度使用。一些低通滤波器包括分立电容器、电阻器和/或电感器。这些分立元件的公差可能不匹配。低通滤波器可以滤除ADC的奈奎斯特区域内的脉冲噪声。本公开的实施例涉及激光测距系统的接收器。接收器可以包括TIA和可调谐滤波器(例如，可调谐LPF)。可调谐滤波器可以是抗混叠滤波器。可调谐滤波器可以集成在模拟前端接收器中。TIA和可调谐滤波器可以包括在单个集成电路(IC)中。可调谐滤波器可包括一个或多个可调节组件，例如可调电容器、可调电阻器或可调电感器中的一个或多个。接收器还可以包括光电二极管和ADC。图1示出了与汽车2集成的光检测和测距(LIDAR)系统。图1示出了与汽车2集成的两个LIDAR系统：一个靠近右侧大灯，另一个靠近左侧大灯。例如，靠近右前照灯的LIDAR的发射器可以以角度4发射光3的光。光3可以穿过空气并到达物体5。物体5可以反射回接收光脉冲6到LIDAR系统的接收器。如图1所示的光脉冲3是二维透射的，但光脉冲3可以三维透射，以获得周围环境的三维信息。更多LIDAR系统可以与汽车2集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光检测和测距系统的接收器，所述接收器包括：光电装置，被配置为接收从目标反射的光脉冲并将所述光脉冲转换为电流脉冲；跨阻抗放大器(TIA)，被配置为从所述电流脉冲产生电压脉冲；和可调谐滤波器，具有耦合到所述TIA的输出的输入，所述可调谐滤波器具有可调节的频率响应，其中所述TIA和所述可调谐滤波器设置在单个集成电路(IC)管芯上。

【技术特征摘要】
2018.01.12 US 15/870,3401.一种用于光检测和测距系统的接收器，所述接收器包括：光电装置，被配置为接收从目标反射的光脉冲并将所述光脉冲转换为电流脉冲；跨阻抗放大器(TIA)，被配置为从所述电流脉冲产生电压脉冲；和可调谐滤波器，具有耦合到所述TIA的输出的输入，所述可调谐滤波器具有可调节的频率响应，其中所述TIA和所述可调谐滤波器设置在单个集成电路(IC)管芯上。2.权利要求1所述的接收器，其中所述可调谐滤波器包括可调低通滤波器。3.权利要求1所述的接收器，其中所述可调谐滤波器包括有源电路元件。4.权利要求1所述的接收器，其中所述光电装置是所述IC管芯的外部。5.权利要求1所述的接收器，其中所述光电装置是光电二极管。6.权利要求1所述的接收器，还包括模数转换器(ADC)，其具有耦合到所述可调谐滤波器的输出的输入。7.权利要求6所述的接收器，其中所述可调谐滤波器包括配置为驱动所述ADC的放大器。8.权利要求1所述的接收器，其中所述可调谐滤波器包括电阻器、电容器和放大器。9.权利要求8所述的接收器，其中所述可调谐滤波器被配置为通过至少调节所述电阻器的电阻来调节所述频率响应。10.权利要求8所述的接收器，其中所述可调谐滤波器被配置为通过至少调节所述电容器的电容来调节所述频率响应。11.权利要求1所述的接收器，其中所述可调谐滤波器包括第一子滤波器和第二子滤波器，其中所述第一子滤波器的输出耦合到所述第二子滤波器的输入，并且其中所述第一滤波器或所述第二滤波器中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·托克马克，S·阿莱达尔，
申请(专利权)人：亚德诺半导体无限责任公司，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM