自动功率控制电路及方法技术

本公开实施例提供了一种自动功率控制电路及方法，自动功率控制电路包括电压测量单元，被配置为获取特定测量点处的指示电压，所述指示电压用于指示激光二极管的正向导通电压，并向处理器输出所述指示电压；以及处理器，被配置为响应于所述指示电压的改变，输出脉冲参数控制信号，所述脉冲参数控制信号用于控制对所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数进行调整以使激光发射功率保持在预设范围内，其中，所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数用于设置预定时间段内的脉冲总时长。采用该自动功率控制电路无需设置光电二极管，且可实现根据温度的变化自适应的调整脉冲参数，达到不改变激光二极管的驱动电流设置值即可将发射功率维持稳定的效果。维持稳定的效果。维持稳定的效果。

【技术实现步骤摘要】
自动功率控制电路及方法


[0001]本公开的实施例涉及激光测距领域，并且具体涉及一种用于激光二极管的自动功率控制电路及方法。

技术介绍

[0002]利用激光实现测距已经是一项成熟的技术，其通常包括测量相位差的非直接飞行时间(ITOF，Indirect Time of Flight)方法和测量时间的直接飞行时间(DTOF，Direct Time of Flight)方法。DTOF方法是通过发出短脉冲光，然后测量发射的光返回所需的时间来检测测距器件与物体之间的距离。相对于ITOF方法，DTOF的发射端通常使用纳秒甚至皮秒级别的短脉冲激光，并且需要探测器在光子到达时刻立即做出反应。DTOF方法具有测量精准、响应快速、低功耗以及多物体同步检测准确等优点，但是DTOF方法同时对温度具有高敏感性。即DTOF方法易于受到温度的影响，在环境温度变化时，测距器件的发射功率会随着温度变化，从而影响DTOF测距的准确度。例如，测距器件中的内阻通常为负温度系数，在相同的电源供应下，内阻值与温度呈现反比，从而流经该内阻的驱动电流与温度就呈现正比，这导致随着温度的升高，驱动电流逐渐增大。
[0003]对于温度带来的发射功率不稳定的问题，现有技术中通常通过调节驱动电流的大小，来控制发射功率保持恒定。
[0004]图1示出了一种现有技术中的用于激光测距的激光头端的结构示意图。如图1所示，激光头端100包括激光二极管(LD，Laser Diode)101和光电二极管(PD，Photo Diode)102。LD 101和PD 102的一端共用相同的正电压，PD 102的另一端连接驱动器管理器103，而LD 101的另一端连接激光二极管驱动器104。其中，LD 101用于发射激光，PD 102检测LD 101的发光强度，LD 101发出的光越强，PD 102输出的电流就越大，而LD 101发出的光越弱，PD 102输出的电流就越小。PD 102输出的电流的变化会导致驱动器管理器103的输出电压变化，进而控制激光二极管驱动器104的电压，这会导致LD 101两端的电压降变化，从而调整流经LD 101的电流。例如，在25摄氏度时，激光二极管的发射功率为4mW，其所需要的激光二极管的驱动电流为20mA，即将驱动电流的目标值设置为20mA。而在50摄氏度时，若不调整激光二极管的驱动电流，则发射功率可能仅有0.2mW，从而就会导致发光效率差。在这种情况下，为了仍将发射功率维持在4mW，就需要将激光二极管的驱动电流的目标值/设置值提高至24mA。为了改变驱动电流的目标值/设置值，就需要改变激光二极管LD的驱动电路的电路参数，这会使激光二极管LD发出的激光的光学性质有所改变，也会导致后续的计算变得复杂。并且目前的DTOF方法通常都需要PD以及进一步的放大器，这进一步导致电路复杂且成本高。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本公开的实施例提供了一种用于激光二极管的自动功率控制电路及方法，自动功率控制电路根据激光二极管的正向导通电压，来自适应地调整激
光二极管的激光脉冲的脉冲参数，所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数用于设置预定时间段内的脉冲总时长，从而使激光发射功率保持在预设范围内。采用该自动功率控制电路无需设置光电二极管PD，且可实现根据温度变化自适应地调整脉冲参数以达到不改变激光二极管的驱动电流设置值即可将发射功率维持稳定的效果。
[0006]根据本公开实施例，提供了一种自动功率控制电路，包括：电压测量单元，被配置为获取特定测量点处的指示电压，所述指示电压用于指示所述激光二极管的正向导通电压，并输出所述指示电压；以及处理器，被配置为响应于所述指示电压，输出脉冲参数控制信号，所述脉冲参数控制信号用于控制对所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数进行调整，以使激光发射功率保持在预设范围内，其中，所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数用于设置预定时间段内的脉冲总时长。
[0007]根据本公开实施例，所述自动功率控制电路还包括：功率控制单元，与所述处理器和所述激光二极管连接，并且被配置为根据所述处理器输出的脉冲参数控制信号，调整所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数。
[0008]根据本公开实施例，所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数包括脉冲数量、脉冲周期和占空比中至少一项。
[0009]根据本公开实施例，在所述脉冲参数包括所述脉冲数量时，所述处理器还被配置为响应于所述正向导通电压的取值增大，输出用于减少所述脉冲数量的脉冲参数控制信号。
[0010]根据本公开实施例，在所述脉冲参数包括所述脉冲数量时，所述处理器还被配置为响应于所述正向导通电压的取值减小，输出用于增加所述脉冲数量的脉冲参数控制信号。
[0011]根据本公开实施例，所述脉冲总时长通过以下任一项来设置：在预定脉冲周期和预定占空比的情况下，设置预定时间段内激光脉冲的脉冲数量；以及在预定脉冲数量的情况下，设置预定时间段内的激光脉冲的脉冲周期和占空比。
[0012]根据本公开实施例，在预定时间段内，保持所述激光脉冲的脉冲周期和占空比，调整所述激光脉冲的脉冲数量，使得所述脉冲总时长与有效驱动电流的乘积保持在预设阈值区间内，其中，所述脉冲总时长等于所述脉冲数量与每个激光脉冲的脉冲时长的乘积，所述有效驱动电流等于流过所述激光二极管的驱动电流与所述激光二极管的阈值电流之差。
[0013]根据本公开实施例，所述功率控制单元包括：多个开关，所述多个开关中每个开关的一端与所述激光二极管的负极连接，每个开关的另一端接地；驱动电流选择模块，被配置为提供与所述多个开关一一对应的多个电流控制输出，以控制流经所述激光二极管的电流大小；脉冲时间控制模块，被配置为提供与所述多个开关一一对应的多个时间控制输出，以控制所述激光二极管的开启时长；以及逻辑门模块，包括与所述多个开关一一对应的多个逻辑门，每个逻辑门接收与其对应的电流控制输出和时间控制输出，以控制与其对应的开关的导通或关断。
[0014]根据本公开实施例，所述脉冲时间控制模块被配置为根据所述处理器的所述脉冲参数控制信号，控制所述多个时间控制输出中的至少一个时间控制输出为高电平或低电平的时长。
[0015]根据本公开实施例，与所述多个开关一一对应的多个时间控制输出提供同一时间
控制输出信号。
[0016]根据本公开实施例，所述处理器还被配置为在所述激光二极管发射激光脉冲之前，输出驱动电流设置值，以控制流经所述激光二极管的驱动电流；所述驱动电流选择模块被配置为根据所述处理器的所述驱动电流设置值，控制所述多个电流控制输出中的至少一个电流控制输出为高电平或低电平；以及所述处理器还被配置为在所述激光二极管发射激光脉冲之后，保持所述驱动电流设置值不变，并且输出所述脉冲参数控制信号；所述脉冲时间控制模块被配置为根据所述脉冲参数控制信号，控制所述多个时间控制输出中与所设置的驱动电流相对应的时间控制输出为高电平或低电平的时长。
[0017]根据本公开实施例，所述电压测量单元包括模拟测量部分和模拟到数字转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动功率控制电路，包括：电压测量单元，被配置为获取特定测量点处的指示电压，所述指示电压用于指示所述激光二极管的正向导通电压，并输出所述指示电压；以及处理器，被配置为响应于所述指示电压，输出脉冲参数控制信号，所述脉冲参数控制信号用于控制对所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数进行调整，以使激光发射功率保持在预设范围内，其中，所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数用于设置预定时间段内的脉冲总时长。2.根据权利要求1所述的自动功率控制电路，还包括：功率控制单元，与所述处理器和所述激光二极管连接，并且被配置为根据所述处理器输出的脉冲参数控制信号，调整所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数。3.根据权利要求1或2所述的自动功率控制电路，其中，所述激光二极管的激光脉冲的脉冲参数包括脉冲数量、脉冲周期和占空比中至少一项。4.根据权利要求3所述的自动功率控制电路，其中，在所述脉冲参数包括所述脉冲数量时，所述处理器还被配置为响应于所述正向导通电压的取值增大，输出用于减少所述脉冲数量的脉冲参数控制信号。5.根据权利要求3所述的自动功率控制电路，其中，在所述脉冲参数包括所述脉冲数量时，所述处理器还被配置为响应于所述正向导通电压的取值减小，输出用于增加所述脉冲数量的脉冲参数控制信号。6.根据权利要求3所述的自动功率控制电路，其中，所述脉冲总时长通过以下任一项来设置：在预定脉冲周期和预定占空比的情况下，设置预定时间段内激光脉冲的脉冲数量；以及在预定脉冲数量的情况下，设置预定时间段内的激光脉冲的脉冲周期和占空比。7.根据权利要求6所述的自动功率控制电路，其中，在预定时间段内，保持所述激光脉冲的脉冲周期和占空比，调整所述激光脉冲的脉冲数量，使得所述脉冲总时长与有效驱动电流的乘积保持在预设阈值区间内，其中，所述脉冲总时长等于所述脉冲数量与每个激光脉冲的脉冲时长的乘积，所述有效驱动电流等于流过所述激光二极管的驱动电流与所述激光二极管的阈值电流之差。8.根据权利要求2所述的自动功率控制电路，其中，所述功率控制单元包括：多个开关，所述多个开关中每个开关的一端与所述激光二极管的负极连接，每个开关的另一端接地；驱动电流选择模块，被配置为提供与所述多个开关一一对应的多个电流控制输出，以控制流经所述激光二极管的电流大小；脉冲时间控制模块，被配置为提供与所述多个开关一一对应的多个时间控制输出，以控制所述激光二极管的开启时长；以及逻辑门模块，包括与所述多个开关一一对应的多个逻辑门，每个逻辑门接收与其对应的电流控制输出和时间控制输出，以控制与其对应的开关的导通或关断。
9.根据权利要求8所述的自动功率控制电路，其中，所述脉冲时间控制模块被配置为根据所述处理器的所述脉冲参数控制信号，控制所述多个时间控制输出中的至少一个时间控制输出为高电平或低电平的时长。10.根据权利要求8或9所述的自动功率控制电路，其中，与所述多个开关一一对应的多个时间控制输出提供同一时间控制输出信号。11.根据权利要求8所述的自动功率控制电路，其中，所述处理器还被配置为在所述激光二极管发射激光脉冲之前，输出驱动电流设置值...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉欣，邱俊谚，
申请(专利权)人：神盾股份有限公司，
类型：发明
国别省市：