振荡器控制系统的延迟测量、监测和补偿技术方案

本公开各实施例涉及振荡器控制系统的延迟测量、监测和补偿。振荡器控制系统，包括：振荡器结构；相位误差检测器，被配置为基于经延迟的事件时间信号和经延迟的参考信号生成相位误差信号；模拟信号路径，被耦合在振荡器结构与相位误差检测器之间，模拟信号路径被配置为接收事件时间信号并产生经延迟的事件时间信号；控制电路，被配置为生成参考信号；可编程延迟电路，被配置为接收参考信号并在参考信号上引起可编程延迟，生成经延迟的参考信号；模拟延迟测量电路，被配置为将测试信号注入模拟信号路径、从模拟信号路径接收经延迟的测试信号、测量经延迟的测试信号的模拟延迟和生成配置信号，配置信号被配置为根据所测量的模拟延迟调整可编程延迟。迟调整可编程延迟。迟调整可编程延迟。

【技术实现步骤摘要】
振荡器控制系统的延迟测量、监测和补偿


[0001]本公开的各实施例总体上涉及振荡器控制系统的延迟测量、监测和补偿。

技术介绍

[0002]光探测和测距(LIDAR)是一种遥感方法，它使用脉冲激光形式的光来测量到视场中的一个或多个物体的距离(可变距离)。具体地，微机电系统(MEMS)反射镜被用于跨视场扫描光。光电检测器阵列接收来自被光照明的物体的反射，并且反射到达光电检测器阵列中的各个传感器所花费的时间被确定。这也被称为测量飞行时间(TOF)。LIDAR系统通过基于飞行时间的计算，将距离映射到物体，从而形成深度测量并进行距离测量。因此，飞行时间计算可以创建距离和深度映射，距离和深度映射可以被用于生成图像。
[0003]LIDAR扫描系统包括扫描反射镜和用于扫描视场的对应电路装置。扫描反射镜在扫描视场时，围绕一个或多个扫描轴线振荡。准确地感测扫描反射镜关于其一个或多个扫描轴线的位置信息(例如，旋转角度)的能力对于精确的激光射击至关重要。该位置信息越准确且精确，就可以使得接收器处的激光射击和光检测更加准确。然而，由于MEMS反射镜处的驱动和感测电路装置以及从驱动和感测电路装置延伸至MEMS驱动器的模拟信号路径所引起的许多模拟延迟，典型位置感测电路装置的该位置信息的准确性被损害。模拟信号路径包括各种模拟组件(电流钳、跨阻放大器(TIA)、低通滤波器等)和印刷电路板(PCB)互连件。模拟延迟也可能随温度和系统寿命的变化而变化。因此，模拟延迟不是静态的并且可能随时间变化。在系统的扫描操作期间，模拟延迟可能会发生变化。如果该模拟延迟无法被适当补偿，则会损害激光射击的准确性。
[0004]因此，可能需要能够实时补偿模拟延迟和定时误差的模拟延迟补偿系统。

技术实现思路

[0005]一个或多个实施例提供了振荡器控制系统，振荡器控制系统包括：振荡器结构，被配置为围绕旋转轴线振荡；相位误差检测器，被配置为基于经延迟的事件时间信号和经延迟的参考信号来生成相位误差信号，其中经延迟的事件时间信号指示振荡器结构围绕旋转轴线振荡的所测量的事件时间，以及经延迟的参考信号指示振荡器结构围绕旋转轴线振荡的预期事件时间；模拟信号路径，被耦合在振荡器结构与相位误差检测器之间，模拟信号路径被配置为接收指示所测量的事件时间的事件时间信号并且在事件时间信号上引起模拟延迟，从而生成经延迟的事件时间信号；控制电路，被配置为生成指示预期事件时间的参考信号并且基于相位误差信号来生成驱动信号，以驱动振荡器结构的振荡；可编程延迟电路，利用可编程延迟来进行配置，可编程延迟电路被配置为接收参考信号并且在参考信号上引起可编程延迟，从而生成经延迟的参考信号；以及模拟延迟测量电路，被配置为将测试信号注入模拟信号路径中、从模拟信号路径接收经延迟的测试信号、基于经延迟的测试信号来测量模拟延迟、以及生成配置信号，配置信号被配置为根据所测量的模拟延迟来调整可编程延迟电路的可编程延迟。
[0006]一个或多个实施例提供了用于控制振荡器结构的方法，振荡器结构被配置为根据驱动信号而围绕旋转轴线振荡。方法包括根据驱动信号而驱动振荡器结构围绕旋转轴线振荡；通过相位误差检测器，基于经延迟的事件时间信号和经延迟的参考信号来生成相位误差信号，其中经延迟的事件时间信号指示振荡器结构围绕旋转轴线振荡的所测量的事件时间，并且经延迟的参考信号指示振荡器结构围绕旋转轴线振荡的预期事件时间；通过模拟信号路径，在事件时间信号上引起模拟延迟，从而生成经延迟的事件时间信号，其中模拟信号路径被耦合在振荡器结构与相位误差检测器之间；生成指示预期事件时间的参考信号；基于相位误差信号来生成驱动信号，以驱动振荡器结构的振荡；在参考信号上引起可编程的延迟，从而生成经延迟的参考信号；将测试信号注入模拟信号路径中；通过模拟信号路径，在测试信号上引起模拟延迟，从而生成经延迟的测试信号；基于所注入的测试信号和经延迟的测试信号来测量模拟延迟；以及生成配置信号，配置信号被配置为根据所测量的模拟延迟来调整可编程延迟。
[0007]一个或多个实施例提供了光探测和测距(LIDAR)控制系统，光探测和测距(LIDAR)控制系统包括：微机电系统(MEMS)反射镜，被配置为围绕旋转轴线振荡；相位误差检测器，被配置为基于经延迟的事件时间信号和经延迟的参考信号来生成相位误差信号，其中经延迟的事件时间信号指示MEMS反射镜围绕旋转轴线振荡所测量的事件时间，并且经延迟的参考信号指示MEMS反射镜围绕旋转轴线振荡的预期事件时间；模拟信号路径，被耦合在MEMS反射镜与相位误差检测器之间，模拟信号路径被配置为接收指示所测量的事件时间的事件时间信号，并且在事件时间信号上引起模拟延迟，从而生成经延迟的事件时间信号；控制电路，被配置为生成指示预期事件时间的参考信号、并且基于相位误差信号来生成驱动信号，以驱动MEMS反射镜的振荡；可编程延迟电路，利用可编程延迟来进行配置，可编程延迟电路被配置为接收参考信号、并且在参考信号上引起可编程延迟，从而生成经延迟的参考信号；以及模拟延迟测量电路，被配置为将测试信号注入模拟信号路径、从模拟信号路径接收经延迟的测试信号、基于经延迟的测试信号来测量模拟延迟以及生成配置信号，配置信号被配置为根据所测量的模拟延迟来调整可编程延迟电路的可编程延迟。
附图说明
[0008]本文参考附图来描述实施例。
[0009]图1是根据一个或多个实施例的LIDAR扫描系统的示意图；
[0010]图2是根据一个或多个实施例的LIDAR扫描系统的示意性框图。
[0011]图3图示了根据一个或多个实施例的由MEMS驱动器基于反射镜角θ和/或位置生成的各种信号的信号图；
[0012]图4示出了根据一个或多个实施例的MEMS驱动器的示意性框图；以及
[0013]图5是根据一个或多个实施例的MEMS驱动和位置感测系统的示意性框图。
具体实施方式
[0014]在下文中，将参考附图来详细描述各种实施例。应当注意，这些实施例仅用于例示性目的，而不应被解释为限制。例如，尽管实施例可以被描述为包括多个特征或元素，但是这不应被解释为指示实现实施例需要所有这些特征或元素。相反，在其他实施例中，一些特
征或元素可以被省略或者可以由备选特征或元素来替换。附加地，可以提供除了明确示出和描述的特征或元素之外的其他特征或元素，例如传感器设备的常规组件。
[0015]除非另外特别指出，否则来自不同实施例的特征可以被组合来形成其他实施例。关于实施例中的一个实施例描述的变型或修改也可以适用于其他实施例。在一些实例中，以框图的形式而不是详细地示出了公知的结构和设备，以避免使得实施例模糊。
[0016]此外，在以下描述中使用等同或相似的附图标记表示等同或相似的元素或具有等同或相似功能的元素。由于在附图中相同或功能等效的元素被赋予相同的附图标记，因此可以省略对具有相同附图标记的元素的重复描述。因此，为具有相同或相似附图标记的元素提供的描述可以相互交换。
[0017]除非另有说明，否则附图中所示或本文所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种振荡器控制系统，包括：振荡器结构，被配置为围绕旋转轴线振荡；相位误差检测器，被配置为基于经延迟的事件时间信号和经延迟的参考信号来生成相位误差信号，其中所述经延迟的事件时间信号指示所述振荡器结构围绕所述旋转轴线振荡的所测量的事件时间，以及所述经延迟的参考信号指示所述振荡器结构围绕所述旋转轴线振荡的预期事件时间；模拟信号路径，被耦合在所述振荡器结构与所述相位误差检测器之间，所述模拟信号路径被配置为接收指示所测量的事件时间的事件时间信号、并且在所述事件时间信号上引起模拟延迟，从而生成所述经延迟的事件时间信号；控制电路，被配置为生成指示所述预期事件时间的参考信号、并且基于所述相位误差信号来生成驱动信号，以驱动所述振荡器结构的振荡；可编程延迟电路，利用可编程延迟来进行配置，所述可编程延迟电路被配置为接收所述参考信号、并且在所述参考信号上引起所述可编程延迟，从而生成所述经延迟的参考信号；以及模拟延迟测量电路，被配置为将测试信号注入所述模拟信号路径中、从所述模拟信号路径接收经延迟的测试信号、基于所述经延迟的测试信号来测量所述模拟延迟、以及生成配置信号，所述配置信号被配置为根据所测量的模拟延迟来调整所述可编程延迟电路的所述可编程延迟。2.根据权利要求1所述的振荡器控制系统，其中：所测量的事件时间被测量为在所述振荡器结构围绕所述旋转轴线振荡时，所述振荡器结构的旋转角度为0
°
的过零时间，以及所述预期事件时间是所述振荡器结构的所述旋转角度预期为0
°
的预期过零时间。3.根据权利要求2所述的振荡器控制系统，其中所述相位误差检测器被配置为：确定所测量的过零时间与所述预期过零时间之间的定时差，其中定时差针对所测量的过零时间中的每一个过零时间以及所述预期过零时间中的相应一个预期过零时间来确定；以及生成表示所确定的定时差的所述相位误差信号。4.根据权利要求1所述的振荡器控制系统，其中：所述模拟延迟测量电路被配置为在所述振荡器结构围绕所述旋转轴线振荡时，将所述测试信号注入所述模拟信号路径中；并且所述可编程延迟电路被配置为在所述振荡器结构围绕所述旋转轴线振荡时，调整所述可编程延迟。5.根据权利要求1所述的振荡器控制系统，其中：所述模拟延迟测量电路被配置为在所述振荡器结构围绕所述旋转轴线振荡时，将所述测试信号周期性地注入所述模拟信号路径，并且所述可编程延迟电路被配置为在所述振荡器结构围绕所述旋转轴线振荡时，周期性地调整所述可编程延迟。6.根据权利要求1所述的振荡器控制系统，其中所述模拟信号路径包括耦合至所述振荡器结构的模拟电路装置。7.根据权利要求1所述的振荡器控制系统，其中所述可编程延迟电路被配置为接收所
述配置信号、调整所述可编程延迟并且基于经调整的可编程延迟和所述参考信号来生成所述经延迟的参考信号。8.根据权利要求1所述的振荡器控制系统，其中：所述模拟延迟测量电路被配置为将所测量的模拟延迟与延迟阈值进行比较，以及在所测量的模拟延迟超过所述延迟阈值的条件下，生成指示系统故障的警报信号。9.一种用于控制振荡器结构的方法，所述振荡器结构被配置为根据驱动信号而围绕旋转轴线振荡，所述方法包括：根据驱动信号而驱动所述振荡器结构围绕旋转轴线振荡；通过相位误差检测器，基于经延迟的事件时间信号和经延迟的参考信号来生成相位误差信号，其中所述经延迟的事件时间信号指示所述振荡器结构围绕所述旋转轴线振荡的所测量的事件时间，并且所述经延迟的参考信号指示所述振荡器结构围绕所述旋转轴线振荡的预期事件时间；通过模拟信号路径，在所述事件时间信号上引起模拟延迟，从而生成所述经延迟的事件时间信号，其中所述模拟信号路径被耦合在所述振荡器结构与所述相位误差检测器之间；生成指示所述预期事件时间的参考信号；基于所述相位误差信号来生成所述驱动信号，以驱动所述振荡器结构的振荡；在所述参考信号上引起可编程延迟，从而生成所述经延迟的参考信号；将测试信号注入所述模拟信号路径中；通过所述模拟信号路径，在所述测试信号上引起所述模拟延迟，从而生成所述经延迟的测试信号；基于所注入的测试信号和经延迟的测试信号来测量所述模拟延迟；以及生成配置信号，所述配置信号被配置为根据所测量的模拟延迟来调整所述可编程延迟。10.根据权利要求9所述的方法，其中：所测量的事件时...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：