一种激光测距专用电路及基于电路的测距方法技术

本发明专利技术公开了一种激光测距专用电路及基于电路的测距方法，包括主控芯片、光电处理芯片及激光驱动芯片，光电处理芯片、激光驱动芯片与主控芯片相连，主控芯片由片上微控制器、脉冲相位IP核、第一ADC模块、第二ADC模块、数字外围设备、可编程多相位锁相环、电源管理模块、存储模块组成；光电处理芯片由第一放大器、第二放大器、电容及光电二极管组成；激光驱动芯片由电源管理模块、第一低压差线性稳压器、第二低压差线性稳压器、第三低压差线性稳压器、上电复位模块、脉冲发生器、可编程多相位锁相环、数字逻辑模块、信号误差检测模块组成。本发明专利技术电路集成度高、面积小、受外界干扰影响小，大大降低了电路的硬件成本，能够实现远距离、高精度的测距。

【技术实现步骤摘要】
一种激光测距专用电路及基于电路的测距方法
本专利技术涉及电子通信
，具体涉及一种激光测距专用电路及基于电路的测距方法。
技术介绍
随着激光探测技术的高速发展，激光探测技术用来测距的应用也越来越广泛。现有的激光测距方法主要包括：脉冲法、相位法和三角法。其中，脉冲法是由激光器产生一系列的脉冲，然后由接收器检测被测物体上反射回来的激光脉冲信号，算出时间差，结合光速2.99792*108米/秒，可以算出雷达到被测物体的距离。而相位法是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。三角法中，半导体激光器被镜片聚焦到被测物体。反射光被镜片收集，投射到CCD阵列上；信号处理器通过三角函数计算阵列上的光点位置得到距物体的距离。由于脉冲光能量较大，所以脉冲法测量距离较远，但要提高精度只能提高FPGA及ADC的采样速度。受硬件的限制，民用产品一般最快采样速度是300M以内，实现500mm左右的精度。而相位法是由激光器发出带不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光测距专用电路，包括主控芯片、光电处理芯片及激光驱动芯片，光电处理芯片、激光驱动芯片与主控芯片相连，其特征在于，/n所述主控芯片由片上微控制器、脉冲相位IP核、第一ADC模块、第二ADC模块、数字外围设备、可编程多相位锁相环、电源管理模块、存储模块组成；所述脉冲相位IP核、第一ADC模块、第二ADC模块、数字外围设备都通过总线与微控制器连接；所述可编程多相位锁相环与脉冲相位IP核相连；/n所述光电处理芯片由第一放大器、第二放大器、电容及光电二极管组成；/n所述激光驱动芯片由电源管理模块、第一低压差线性稳压器、第二低压差线性稳压器、第三低压差线性稳压器、上电复位模块、脉冲发生器、可编程...

【技术特征摘要】
1.一种激光测距专用电路，包括主控芯片、光电处理芯片及激光驱动芯片，光电处理芯片、激光驱动芯片与主控芯片相连，其特征在于，
所述主控芯片由片上微控制器、脉冲相位IP核、第一ADC模块、第二ADC模块、数字外围设备、可编程多相位锁相环、电源管理模块、存储模块组成；所述脉冲相位IP核、第一ADC模块、第二ADC模块、数字外围设备都通过总线与微控制器连接；所述可编程多相位锁相环与脉冲相位IP核相连；
所述光电处理芯片由第一放大器、第二放大器、电容及光电二极管组成；
所述激光驱动芯片由电源管理模块、第一低压差线性稳压器、第二低压差线性稳压器、第三低压差线性稳压器、上电复位模块、脉冲发生器、可编程多相位锁相环、数字逻辑模块、信号误差检测模块组成。


2.根据权利要求1的激光测距专用电路，其特征在于，所述数字外围设备包括UART、键盘连接专用块、GPIO块；所述存储模块包括ROM、RAM。


3.根据权利要求2的激光测距专用电路，其特征在于，脉冲相位IP核连接引脚LASCTRL0_O、LASCTRL1_O、LASSYNC0_O、LASSYNC1_O，引脚LASCTRL0_O、LASCTRL1_O为I/F到激光驱动器的数据线，LASSYNC0_O、LASSYNC1_O为I/F到激光驱动器的控制线；
第一ADC模块通过多路选择器连接到引脚MEAS_NI/PI、REF_NI/PI，引脚MEAS_PI连接测量通道p线，引脚MEAS_NI连接测量通道n线，引脚REF_PI连接到基准通道p线，引脚REF_NI连接到基准通道n线；
第二ADC模块通过多路选择器连接到引脚DC_I[0]、DC_I[1]、DC_I[2]，引脚DC_I[0]、DC_I[1]、DC_I[2]连接到直流耦合ADC输入；
UART连接到引脚RX_I、TX_O，RX_I为UART的接收线，TX_O为UART的传输线；键盘连接专用块包括5条线路，分别连接引脚KEY_I[4:0]，用于从键盘接收输入数据；
GPIO块包括4条线路，包括GPIO0、GPIO1、GPIO2、GPIO3，分别连接引脚GPIO0_IO[3:0]、GPIO1_IO[2:0]、GPIO2_IO[2:0]、GPIO2_IO[2:0]；
可编程多相位锁相环连接引脚OSC_O、OSC_I，通过引脚OSC_O、OSC_I连接到石英。


4.根据权利要求1的激光测距专用电路，其特征在于，第一放大器的输入端与光电二极管正极连接，第一放大器的输出端与第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端通过输出引脚OUT_PO、OUT_NO输出信号A1、C1；光电二极管的负极与输入端U_APD_FILT连接；电容与输入端U_APD_FILT、第一接地线连接。


5.根据权利要求4的激光测距专用电路，其特征在于，所述电容为C502、470pF；光电二极管为雪崩光电二极管。


6.根据权利要求5的激光测距专用电路，其特征在于，第一放大器为跨阻放大器，第一地线、电容连接到引脚第一GND_TIA、第二GND_TIA，第一放大器通过引脚第一GND_TIA、第二GND_TIA接地线，第二放大器通过引脚第一GND_LDO、第二GND_LDO、GND_DD接地线，所述光电处理芯片还包括输入信号引脚PD_BI、LGAIN_I，通过工作电压VDD为光电处理芯片提供电源。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王伟毅，盛蕾佳，李跃明，
申请(专利权)人：杭州巨星科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33