用于强度调制直接飞行时间LIDAR的电流域模拟前端制造技术

用于强度调制直接飞行时间LIDAR的电流域模拟前端。一种用于过滤与从物体反射的激光器到光电检测器的光的飞行时间（TOF）相对应的信号的电路，该电路包括前置放大器、DC消除环路和AC消除环路。前置放大器可以被配置为接收来自光电检测器的信号，该信号对应于从远离激光器和光电检测器的物体反射的激光器的输出。DC消除环路包括电流反馈DC伺服环路。AC消除环路包括由浮动AB类输出级驱动的反馈网络，以及被配置为驱动浮动AB类输出级的前置放大器，其中前置放大器由反馈网络的误差信号驱动，并且创建具有反馈网络和浮动AB类输出级的AC信号路径。

【技术实现步骤摘要】
用于强度调制直接飞行时间LIDAR的电流域模拟前端
本专利技术一般涉及用于强度调制直接飞行时间光检测和测距的电流域模拟前端电路。
技术介绍
光检测和测距（LIDAR）系统的发射和接收方案有各种类别，其范围从借助于相位或频率测量来测量距离的连续波频率或强度调制系统，到其中测量发射激光脉冲行程时间的直接飞行时间系统。最先进的远程汽车光检测和测距通常结合直接飞行时间单脉冲方案，其符合要求限制发射激光能量的眼睛安全的激光操作。在低物体反射率（~10%至20%）下具有远程要求（>200米）的汽车光检测和测距系统需要做得对眼睛安全。反射光信号的功率与距离成二次方地减小，并且与物体的反射率成线性，其可以容易转化到90dB量级的动态范围。为了最大化射程，发射的激光脉冲需要具有非常大的峰值光功率，大约几十瓦。眼睛安全的操作要求平均功率维持在标准的最大可允许水平，这需要将光信号的脉冲宽度减少到几纳秒。就所达到的范围而言，这提供了最好的性能，但是对于光检测和测距硬件实现强加了对成本和复杂性有贡献的系统挑战。激光光源的驱动器需要在非常短的时间内以快速的开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于LIDAR系统的电流域模拟前端（AFE）电路，包括：/n光电检测器，被配置为提供电流；/n电流反馈DC伺服环路，被配置为消除电流的DC分量；/n反馈网络，被配置为消除电流的AC分量；/n驱动反馈网络的浮动AB类输出级；和/n前置放大器，被配置为驱动浮动AB类输出级，其中，前置放大器由反馈网络的误差信号驱动，并且创建具有反馈网络和浮动AB类输出级的AC信号路径。/n

【技术特征摘要】
20191127 US 16/6985771.一种用于LIDAR系统的电流域模拟前端（AFE）电路，包括：
光电检测器，被配置为提供电流；
电流反馈DC伺服环路，被配置为消除电流的DC分量；
反馈网络，被配置为消除电流的AC分量；
驱动反馈网络的浮动AB类输出级；和
前置放大器，被配置为驱动浮动AB类输出级，其中，前置放大器由反馈网络的误差信号驱动，并且创建具有反馈网络和浮动AB类输出级的AC信号路径。


2.根据权利要求1所述的电路，其中浮动AB类输出级包括动态退化的电流镜。


3.根据权利要求1所述的电路，其中反馈网络包括耦合在浮动AB类输出级的输入与输出之间的开关。


4.根据权利要求3所述的电路，其中，响应于浮动AB类输出级的输出的绝对值超过反馈网络的电平移位开关的阈值电压的两倍，将反馈网络配置为基于由电平移位开关控制的开关的电阻通道从电容性操作转变到电阻性操作。


5.根据权利要求1所述的电路，其中前置放大器包括偏置电压调节环路，所述偏置电压调节环路为浮动AB类输出级设置输入偏置电压。


6.根据权利要求1所述的电路，其中电流反馈DC伺服环路在高通频率转折处设置AC信号路径的频率响应，所述高通频率转折基于具有低通频率转折的电流反馈DC伺服环路的输入阻抗，所述低通频率转折基于浮动AB类输出级的跨导。


7.根据权利要求1所述的电路，其中光电检测器是雪崩光电二极管。


8.根据权利要求7所述的电路，其中误差信号基于雪崩光电二极管的输出电流（IAPD）被反馈网络的输出电流（IFB，AC）降低。


9.一种操作LIDAR系统的方法，包括：
经由光电检测器提供电流；
经由电流反馈DC伺服环路消除电流的DC分量；
经由反馈网络消除电流的AC分量；
经由浮动AB类输出级驱动反馈网络；和
经由前置放大器驱动浮动AB类输出级，其中前置放大器由反馈网络的误差信号驱动。


10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括由电流反馈DC伺服环路在高通频率转折处设置AC信号路径的频...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·卡什米利，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE