激光接收装置的偏置电压控制方法、调整方法、控制装置以及补偿电路系统制造方法及图纸

一激光接收器的偏置电压的控制方法，其中，所述激光接收器包括多个激光接收单元，其中，所述多个激光接收单元电连接于一高压电路，包括：获得各个激光接收单元的温度；基于温度和偏置电压之间的对应关系，获得各个温度下的偏置电压；基于偏置电压和脉冲调制信号的空占比之间的对应关系，获得各个偏置电压下的各个脉冲调制信号的占空比；以及输出各个占空比的脉冲调制信号，以基于各个脉冲调制信号的空占比控制相对应的各个激光接收单元的各个偏置电压。从而避免因温度变化造成的激光接收器接收灵敏度的降低，同时保证了激光接收器接收的信号性能一致。

Bias voltage control method, adjustment method, control device and compensation circuit system of laser receiver

【技术实现步骤摘要】
激光接收装置的偏置电压控制方法、调整方法、控制装置以及补偿电路系统
本专利技术涉及一种激光测距领域，尤其涉及一激光接收装置的偏置电压控制方法、调整方法、控制装置以及补偿电路系统。
技术介绍
随着科技的发展和进步，激光测距产业已经得到迅速的发展和普及。尤其是，基于脉冲式的激光测距技术已成为民用和工业不可或缺的一部分。脉冲式激光测距指的是利用脉冲发射的激光对目标的距离进行准确测定。其具体原理为：在工作时向目标射出一束激光，由激光接收器接收目标反射的激光束，并通过计时器测定该激光束从发射到接收的时间，以计算出从激光测距设备到目标的距离。在此过程中，激光接收器的作用是将光信号转换成电信号。目前，常用的激光接收器为雪崩光电二极管(APD)，其具有比较高的灵敏度和内部增益，因而，能够提高激光测距系统的探测灵敏度和信噪比。然而，在实际作业过程中，雪崩光电二极管的内部增益和灵敏度具有温敏性。换言之，其内部增益和灵敏度随着温度变化而产生剧烈的变化，因此，在实际工作过程中，整个激光测距系统会因雪崩二极管的性能变化而发生剧烈的波动，影响测量精度。为了弥补上述问题，现有的处理方式通过改变雪崩光电二极管两端的偏置电压来温度补偿，以确保该雪崩光电二极管的内部增益。同时，现有的基于偏置电压温度补偿电路通常采用一对一的补偿模式，即，一个补偿电路对应一个雪崩光电二极管。然而，这样的补偿模式却具有诸多缺陷首先，一对一的补偿模式使得激光测距系统的整体补偿电路架构变得十分复杂。复杂的补偿电路系统通常会带来补偿控制的不稳定性，而不利于后期故障检测和维修。同时，无疑会增加设计成本和生成成本。其次，在实际作业过程中，位于不同位置的雪崩光电二极管的实际工作温度不同，其对应所需的补偿电压也存在差异。传统的一对一的电路补偿模式难以针对于个体雪崩光电二极管进行自适应地调整。并且，也不能保证多颗雪崩光电二极管接收信号的一致性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一激光接收装置的偏置电压控制方法、调整方法、控制装置及其补偿电路系统，其中，在本专利技术所提供的所述补偿电路系统中，多个激光接收单元电连接于同一高压电路，通过这样的电路架构解决因温度变化引起的激光接收单元接收灵敏度的问题，极大地简化了硬件电路。本专利技术的另一个目的在于提供一激光接收装置的偏置电压控制方法、调整方法、控制装置及其补偿电路系统，其中，所述偏置电压控制方法能够针对于每一激光接收单元的工作温度进行自适应调整，以避免因温度变化引起各激光接收单元的灵敏度降低之问题。本专利技术的另一个目的在于提供一激光接收装置的偏置电压控制方法、调整方法、控制装置及其补偿电路系统，其中，所述偏置电压控制方法能够针对于每一激光接收单元的工作温度进行自适应调整，以确保在工作过程中各所述激光接收单元的放大倍数始终保持相近，以确保各激光接收单元所接收到的信号性能一致。本专利技术的另一个目的在于提供一激光接收装置的偏置电压控制方法、调整方法、控制装置及其补偿电路系统，其中，所述偏置电压控制方法基于各所述激光接收单元的工作温度输出对应的脉冲调制信号，以通过不同的脉冲调制信号的占空比对各所述激光接收单元的偏置电压进行自适应地调整，通过这样的方式，使得在工作过程重各所述激光接收单元的增益始终保持恒定。为了达到以上至少一目的，本专利技术提供了一激光接收装置的偏置电压控制方法，其中，所述激光接收装置包括一第一激光接收单元和一第二激光接收单元，包括：获得所述第一激光接收单元的第一工作温度和所述第二激光接收单元的第二工作温度，其中，所述第一激光接收单元和所述第二激光接收单元电连接于同一高压电路；基于温度和偏置电压之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一工作温度时对应的第一偏置电压；基于温度和偏置电压的之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二工作温度时对应的第二偏置电压；基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一偏置电压时对应的一第一脉冲调制信号的占空比；基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二偏置电压时对应的一第二脉冲信号的占空比；以及输出所述第一脉冲调制信号的占空比和所述第二脉冲信号的占空比，以基于所述第一脉冲调制信号的占空比控制所述第一激光接收单元的偏置电压和基于所述第二脉冲信号的占空比控制所述第二激光接收单元的偏置电压。在本专利技术的一实施例中，基于温度和偏置电压之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一温度时的第一偏置电压，包括：获得所述第一激光接收单元的第一工作温度与预设标准温度之间的差值；以及基于两者之间的差值与偏置电压之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一温度时的第一偏置电压。在本专利技术的一实施例中，基于温度和偏置电压的之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二工作温度时对应的第二偏置电压，包括：获得所述第二激光接收单元的第二工作温度与预设标准温度之间的差值；以及基于两者之间的差值与偏置电压之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二温度时的第二偏置电压。在本专利技术的一实施例中，所述预设标准温度为环境温度。在本专利技术的一实施例中，激光单元的工作温度与预设温度之间的差值和偏置电压之间的关系为：VC＝K*[UBR-a*(T0-Ti)],其中，VC为偏置电压，T0为预设温度，UBR为在T0温度下的击穿电压，a为温度系数，K为增益系数，Ti为激光单元的实时工作温度,以及，T0-Ti表示激光单元的工作温度与预设温度之间的差值。在本专利技术的一实施例中，在基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一偏置电压时的所述第一脉冲调制信号的占空比，以及基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二偏置电压时的所述第二脉冲信号的占空比步骤中，偏置电压和脉冲信号的占空比之间的关系为：VC＝VIN/(1+D)，其中，VC为偏置电压，VIN为所述高压电路的输入电压，D为脉冲调制信号的占空比。在本专利技术的一实施例中，在输出所述第一脉冲调制信号的占空比和所述第二脉冲信号的占空比，以基于所述第一脉冲调制信号的占空比控制所述第一激光接收单元的偏置电压和基于所述第二脉冲信号的占空比控制所述第二激光接收单元的偏置电压中，基于所述第一脉冲调制信号的占空比可选择地导通电连接于所述第一激光接收单元的第一补偿电路，以通过调整所述第一补偿电路中的第一储能电容两端电压的方式控制所述第一激光接收单元的偏置电压，以及，基于所述第二脉冲调制信号的占空比可选择地导通电连接于所述第二激光接收单元的第二补偿电路，以通过调整所述第二补偿电路中的第二储能电容两端电压的方式控制所述第一激光接收单元的偏置电压。在本专利技术的一实施例中，所述第一、第二激光接收单元为雪崩光电二极管。为了达到以上至少一目的，本专利技术还提供了一激光接收器的偏置电压控制装置，所述激光接收器包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一激光接收装置的偏置电压控制方法，其中，所述激光接收装置包括一第一激光接收单元和一第二激光接收单元，其特征在于，包括：/n获得所述第一激光接收单元的第一工作温度和所述第二激光接收单元的第二工作温度，其中，所述第一激光接收单元和所述第二激光接收单元电连接于同一高压电路；/n基于温度和偏置电压之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一工作温度时对应地第一偏置电压；/n基于温度和偏置电压的之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二工作温度时对应地第二偏置电压；/n基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一偏置电压时对应地一第一脉冲调制信号的占空比；/n基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二偏置电压时对应地一第二脉冲信号的占空比；以及/n输出所述第一脉冲调制信号的占空比和所述第二脉冲信号的占空比，以基于所述第一脉冲调制信号的占空比控制所述第一激光接收单元的第一偏置电压和基于所述第二脉冲信号的占空比控制所述第二激光接收单元的第二偏置电压。/n

【技术特征摘要】
1.一激光接收装置的偏置电压控制方法，其中，所述激光接收装置包括一第一激光接收单元和一第二激光接收单元，其特征在于，包括：
获得所述第一激光接收单元的第一工作温度和所述第二激光接收单元的第二工作温度，其中，所述第一激光接收单元和所述第二激光接收单元电连接于同一高压电路；
基于温度和偏置电压之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一工作温度时对应地第一偏置电压；
基于温度和偏置电压的之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二工作温度时对应地第二偏置电压；
基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一偏置电压时对应地一第一脉冲调制信号的占空比；
基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二偏置电压时对应地一第二脉冲信号的占空比；以及
输出所述第一脉冲调制信号的占空比和所述第二脉冲信号的占空比，以基于所述第一脉冲调制信号的占空比控制所述第一激光接收单元的第一偏置电压和基于所述第二脉冲信号的占空比控制所述第二激光接收单元的第二偏置电压。


2.如权利要求1所述的激光接收器的偏置电压的控制方法，其中，基于温度和偏置电压之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一温度时对应地第一偏置电压，包括：
获得所述第一激光接收单元的第一工作温度与一预设标准温度之间的差值；以及
基于两者之间的差值与偏置电压之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一温度时的第一偏置电压。


3.如权利要求2所述的偏置电压控制方法，其中，基于温度和偏置电压的之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二工作温度时对应的第二偏置电压，包括：
获得所述第二激光接收单元的第二工作温度与一预设标准温度之间的差值；以及
基于两者之间的差值与偏置电压之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二温度时的第二偏置电压。


4.如权利要求2或者3所述的激光接收器的偏置电压的控制方法，其中，所述预设标准温度为环境温度。


5.如权利要求2或3所述的偏置电压控制方法，其中，激光单元的工作温度与预设温度之间的差值和偏置电压之间的关系为：VC＝K*[UBR-a*(T0-Ti)],其中，VC为偏置电压，T0为预设温度，UBR为在T0温度下的击穿电压，a为温度系数，K为增益系数，Ti为激光单元的实时工作温度,以及，T0-Ti表示激光单元的工作温度与预设温度之间的差值。


6.如权利要求5所述的激光接收器的偏置电压的控制方法，其中，在基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一偏置电压时的所述第一脉冲调制信号的占空比，以及基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二偏置电压时的所述第二脉冲信号的占空比步骤中，偏置电压和脉冲信号的占空比之间的关系为：D＝(VIN/VC-1)，其中，VC为偏置电压，VIN为所述高压电路的输入电压，D为脉冲调制信号的占空比。


7.如权利要求6所述的激光接收器的偏置电压的控制方法，其中，在输出所述第一脉冲调制信号的占空比和所述第二脉冲信号的占空比，以基于所述第一脉冲调制信号的占空比控制所述第一激光接收单元的第一偏置电压和基于所述第二脉冲信号的占空比控制所述第二激光接收单元的第二偏置电压中，基于所述第一脉冲调制信号的占空比可选择地导通电连接于所述第一激光接收单元的第一补偿电路，以通过调整所述第一补偿电路中的第一储能电容两端电压的方式控制所述第一激光接收单元的偏置电压，以及，基于所述第二脉冲调制信号的占空比可选择地导通电连接于所述第二激光接收单元的第二补偿电路，以通过调整所述第二补偿电路中的第二储能电容两端电压的方式控制所述第二激光接收单元的第二偏置电压。


8.如权利要求1至7任一偏置电压控制方法，其中，所述第一、第二激光接收单元为雪崩光电二极管。


9.一激光接收器的偏置电压控制装置，所述激光接收器包括第一激光接收单元和一第二激光接收单元，其特征在于，包括：
一温度获取模块，用于获得所述第一激光接收单元的第一工作温度和所述第二激光接收单元的第二工作温度，其中，所述第一激光接收器和所述第二激光接收器电连接于同一高压电路；
一偏置电压获取模块，用于基于温度和偏置电压之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一工作温度时对应的第一偏置电压；以及，基于温度和偏置电压的之间的对应关系，获得所述第二激光接收单元在第二工作温度时对应的第二偏置电压；
一占空比获取模块，用于基于偏置电压和脉冲调制信号的占空比之间的对应关系，获得所述第一激光接收单元在第一偏置电压时对应的第一脉冲调制信号的占空比；以及，基于偏置电压和脉冲调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂成林，谭龙德，陈瑞健，
申请(专利权)人：浙江舜宇智能光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33