[发明专利]激光雷达阵列接收器前端读出集成电路

说明书

本发明涉及一种激光雷达阵列接收器前端读出集成电路(100)，包括：模拟前端电路(120)、位置检测器(130)、1024路开关选择器(140)、4路模拟输出缓冲器(150)、分频器(160)、像元位置信号读出电路(170)、时钟信号端(CLK)、移位使能信号端(EN_SHIFT)；本发明激光雷达阵列型接收器前端读出集成电路可检测面阵列中任意四个相邻位置受光照像元光功率强度，以及输出受光照像元在面阵列中的位置信息。对光电流所采用的模拟前端信号处理方式，方法简单可靠。本发明采用阵列光电检测器消除了传统4象限或者8象限激光雷达接收器探测范围窄，视场小的应用限制。

技术领域

本发明属于激光雷达技术领域，具体涉及一种激光雷达阵列接收器前端读出集成电路。

背景技术

在航空航天，造船，轨道交通、高端制造等领域中，位置检测激光雷达广泛应用于目标跟踪和定位。位置检测激光雷达主要由激光发射器，接收器，信号处理模块和显示构成，其中接收器是激光雷达的核心部件之一，接收器系统结构由光电二极管以及前端读出电路组成。传统的位置检测器激光雷达接收器按光电检测像元排列结构分为：四象限和八象限单元，每一个象限单元为一个分立光电二极管，四象限探测器的光敏面窗口分布为四个面积相等、形状相同、位置对称的四个象限，每个象限为一个光电器件，照射在光敏面上的光斑被四个象限分为四个部分，根据像元接收到的光功率，输出四路光电流，前端读出电路对每个象限光电二极管的输出光电流进行放大并转换为电压信号，最后利用和差电路来测定目标相对于光轴的偏移量大小和偏移量方位，从而控制相应的机械转动部分使传感器对准目标。传统位置探测器受光电检测器件的数目限制，为获取大探测视场，需采用复杂的光学系统设计，但这种方式获取的视场越大，其线性度越差，为后续获得精确位置信息带来困难。为获取更大视场，减小光学设计的复杂度，本发明采用面阵列APD光电二极管作为光电敏感器件，扩大了激光雷达探测的视场，像元光电二极管工作在线性模式，前端采用读出集成电路对面阵光电流进行线性放大处理，并实时获取面阵APD像元位置信息。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种激光雷达阵列接收器前端读出集成电路。

本发明的一个实施例提供了一种激光雷达阵列接收器前端读出集成电路100，包括：模拟前端电路120、位置检测器130、1024路开关选择器140、4路模拟输出缓冲器150、分频器160、像元位置信号读出电路170、时钟信号端CLK、移位使能信号端EN_SHIFT；其中，

所述模拟前端电路120的输入端输入电信号i_in，所述模拟前端电路120的输出端分别与所述位置检测器130的第一输入端和所述1024路开关选择器140的第一输入端电连接；

所述位置检测器130的第二输入端与所述分频器160的输出端电连接，且其第一输出端与所述1024路开关选择器140的第二输入端和所述像元位置信号读出电路170的第一输入端电连接并输出并行行信号D_ROW<1:32>，其第二输出端分别与所述1024路开关选择器140的第三输入端和所述像元位置信号读出电路170的第二输入端电连接并输出并行列信号D_COL<1:32>；

所述分频器160的输入端与所述时钟信号端CLK电连接；

所述1024路开关选择器140的四个输出端分别对应与所述4路模拟输出缓冲器150的四个输入端电连接；

所述像元位置信号读出电路170的第三输入端与所述时钟信号端CLK电连接，其第四输入端与所述移位使能信号端EN_SHIFT电连接，且其两个输出端分别输出串行行信号D_ROW，series和串行列信号D_COL，series；