[发明专利]一种用于激光测距系统的尖峰脉冲采样装置及方法

权利要求书

1.一种用于激光测距系统的尖峰脉冲采样装置，其特征在于：包括光电探测器阵列、N个限幅放大器、原子钟、频率综合模块、N个比较器、N个异或门和测距信号处理模块；光电探测器阵列分别连接N个限幅放大器，每个限幅放大器连接对应比较器，对应比较器连接对应异或门，N个异或门分别连接测距信号处理模块；原子钟连接频率综合模块，频率综合模块分别连接N个比较器和N个异或门；

所述光电探测器阵列用于将接收到的测距光信号转换为测距电信号，得到N路并行尖峰脉冲信号；

所述限幅放大器用于放大输入的尖峰脉冲电平，输出第一电信号，同时抑制过高毛刺脉冲以保护后端电路；

所述原子钟为采样系统提供时钟源；

所述频率综合模块用于对时钟源进行锁相倍频，得到N路第一时钟和N路第二时钟，分别作为比较器和异或门的输入时钟；

所述比较器在第一时钟的驱动下，对输入的第一电信号与参考电压进行比较，得到整形后的第二电信号；

所述异或门用于将第二电信号与第二时钟进行异或计算，得到脉冲的边沿位置信息作为第三电信号；

所述测距信号处理模块用于根据第三电信号提取各路脉冲的边沿位置信息进行时间估计，得到距离测量结果。

2.如权利要求1所述的一种用于激光测距系统的尖峰脉冲采样装置，其特征在于：所述光电探测器采用超导纳米线单光子探测器阵列。

3.如权利要求1所述的一种用于激光测距系统的尖峰脉冲采样装置，其特征在于：所述限幅放大器采用HMC750芯片。

4.如权利要求1所述的一种用于激光测距系统的尖峰脉冲采样装置，其特征在于：所述比较器采用HMC875芯片。

5.如权利要求1所述的一种用于激光测距系统的尖峰脉冲采样装置，其特征在于：所述异或门采用HMC851芯片。

6.一种用于激光测距系统的尖峰脉冲采样方法，其特征在于：基于如权利要求1、2、3、4或5所述的一种用于激光测距系统的尖峰脉冲采样装置实现，包括如下步骤：

步骤一、激光测距系统接收测距光信号；

步骤二、将步骤一得到的光信号经过光电探测器阵列进行光电转换，得到尖峰脉冲电信号；

步骤三、对步骤二得到的低电平尖峰脉冲经过限幅放大器进行功率放大，并抑制过高毛刺，得到第一电信号；

步骤四、频率综合模块对原子钟提供的低频时钟源进行锁相倍频，产生第一时钟和第二时钟；

步骤五、将步骤三得到的第一电信号和步骤四得到的第一时钟经过比较器进行整形，得到第二电信号；

步骤六、将步骤五得到的第二电信号和步骤四得到的第二时钟进行异或运算输出测距信号的边沿位置信息，得到第三电信号，异或运算的计算公式为其中s₃(n)表示第三电信号，s₂(n)表示第二电信号，c₃(n)表示第二时钟；

步骤七、对步骤六得到的第三电信号提取各路脉冲的边沿位置信息进行时间估计，得到距离测量结果。