多阈值比较TDC集成电路、控制方法及其激光雷达技术

本发明专利技术提出了一种多阈值比较TDC集成电路、控制方法及其激光雷达，包括高带宽跨阻放大器TIA，输入端接入探测器的输入信号，输出端同时连接每个比较器；比较器，分为多路独立的比较器，多路比较器设为不同高低阈值的比较器触发信号，且每路比较器的输出口对应一个TDC；计数器，与每个比较器一一对应，用于记录能量过阈的事件数量；TDC，用于将数字脉冲信号量化出对应的二进制时间信息；数字编码单元，与每个计数器和每个TDC的输出端连接；主控，分别与数字编码单元和TDC通信连接。通过实时调整比较器阈值，可以大大降低系统中处理的数据量，节省系统数据处理开支以及芯片功耗，并提高了数据帧率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光雷达，特别是一种涉及多阈值比较tdc集成电路、控制方法及其激光雷达。

技术介绍

1、在传统的激光雷达技术中，其信号接收链路设计普遍采用线性光电探测器件（如apd）与高速adc采样相结合的方式。激光回波脉冲包含众多光子能量，高速adc会将回波信息与背景噪声同时进行采样，随后通过时间相关算法从背景噪声中分辨出有效回波信号，再依据有效回波信号携带的时间信息来计算探测物体的距离信息，并反映在点云图上。

2、其中，高速adc通常采用流水线型（pipeline）架构。鉴于激光雷达接收信号的带宽特性，adc的采样率往往需要达到几百mhz甚至超过1ghz。然而，过高的采样率带来了一系列问题：

3、1.电路设计复杂：需要更为复杂的电路ic设计，这直接导致芯片面积增大以及成本的显著上升。

4、2.功耗大：高采样率使得芯片功耗大幅增加，进而对系统散热提出了更高的要求。

5、3.运算负担重：大量的采样数据给后级系统运算带来了巨大压力，一般由fpga（现场可编程门阵列）完成相关运算处理，但这不仅数据处理开销大，还限制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于激光雷达的多阈值比较TDC集成电路，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种用于激光雷达的多阈值比较TDC集成电路，其特征在于，还包括TDC T0通道，该通道用于记录外部触发信号到达时间，用于定时。

3.如权利要求1所述的一种用于激光雷达的多阈值比较TDC集成电路，其特征在于，每个所述比较器的阈值通过主控利用SPI接口设置不同的参数和阈值。

4.如权利要求1所述的一种用于激光雷达的多阈值比较TDC集成电路，其特征在于，每个所述TDC的集成电路内置有电压输出型DAC，并通过主控将基准电压细分成设定毫伏的步进单元，以实现不同高低阈值的比较...

【技术特征摘要】

1.一种用于激光雷达的多阈值比较tdc集成电路，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种用于激光雷达的多阈值比较tdc集成电路，其特征在于，还包括tdc t0通道，该通道用于记录外部触发信号到达时间，用于定时。

3.如权利要求1所述的一种用于激光雷达的多阈值比较tdc集成电路，其特征在于，每个所述比较器的阈值通过主控利用spi接口设置不同的参数和阈值。

4.如权利要求1所述的一种用于激光雷达的多阈值比较tdc集成电路，其特征在于，每个所述tdc的集成电路内置有电压输出型dac，并通过主控将基准电压细分成设定毫伏的步进单元，以实现不同高低阈值的比较器触发信号。

5.如权利要求4所述的一种用于激光雷达的多阈值比较tdc集成电路，其特征在于，每个所述tdc使用压控振荡器原理，该压控振荡器由n个差分非门串联组成输出2n个相位，每个相位代表一个最小时间单元，作为对应tdc的细计数，每个相位输出作为粗计数，且整个压控振荡器一直处于计数状态，通过比较器输入的数字脉冲信号触发一个d类型触发器将当前的细计数和粗计数锁存并通过译码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱利鹏，许鹤松，贺润芃，沈炜，
申请(专利权)人：杭州宇称电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：