[发明专利]可用于激光雷达的放大电路、激光雷达、控制方法

说明书

本公开提供一种可用于激光雷达的放大电路、激光雷达、可用于激光雷达的控制方法。所述可用于激光雷达的放大电路，包括：可变增益放大器，配置成可接收输入信号，并输出放大的信号；增益调节单元，所述增益调节单元与所述可变增益放大器耦接，并配置成根据所述放大的信号，调节所述可变增益放大器的增益。本发明能够解决激光雷达的放大电路中由于信号幅度不同引起的定时误差。

技术领域

本公开涉及激光领域，特别提供一种可用于激光雷达的放大电路、激光雷达、可用于激光雷达的控制方法。

背景技术

在激光测距技术中，发射相同的激光脉冲，测量不同位置不同反射率的物体，接收到脉冲的幅度会有几十倍的差异，如采用固定阈值的定时方法，触发时刻的游走将会很大。

如图1所示，其中示出了固定阈值带来的定时误差。三个脉宽相同、幅度不同的回波脉冲(回波信号的脉宽代表了信号的强弱，脉宽前沿主要用于得到回波信号的时间，信号的强弱和目标物的距离反射率以及发射脉冲的强度等有关)，在同一电平V₀处触发，其相应的触发时刻t₁、t₂和t₃是不同的，这就带来了定时误差。根据过阈值的时间进行处理就是回波信号的实际返回时间。如果每个回波过阈时间都不同，后续处理起来特别麻烦；如果都是同时，那么后续不需要针对每个回波进行校正来得到实际返回时间。

另外，在电路设计中，过阈值触发功能通常是通过比较器实现的。比较器的传播延迟会受输入信号幅度大小和边沿斜率的影响，通常输入信号的幅度越大，边沿斜率越大，比较器的传播延迟越小，这也会引入定时误差。

目前一般采用恒比定时(constant fraction discrimination，CFD)的方法来处理信号幅度不同引起的定时误差的问题。CFD触发方式，即在波形的固定比例处触发，从而使不同幅度的波形具有接近的触发时刻。

常用的CFD实现方式如下：输入信号被分为两路，一路信号按一定比例f缩小，一路信号经过一个延迟td，幅度大小不变。选择特定的延迟时间，可以使延迟td后的脉冲和衰减f倍的脉冲在脉冲顶部相交，交点即为恒比定时点，恒比系数为f。

上述的CFD方案存在一些缺点。首先，延迟td和信号上升沿有关，不同信号幅度，上升沿的变化很大，如果td采用固定值会带来很大误差。另外，如第一部分所述，比较器的传播延时会受限于输入信号幅度和斜率，CFD不能解决比较器带来的定时误差。

发明内容

本公开提供一种可用于激光雷达的放大电路、激光雷达、可用于激光雷达的控制方法，以解决激光雷达的放大电路中由于信号幅度不同引起的定时误差。

一方面，本发明提供一种可用于激光雷达的放大电路，包括：

可变增益放大器，配置成可接收输入信号，并输出放大的信号；

增益调节单元，所述增益调节单元与所述可变增益放大器耦接，并配置成根据所述放大的信号，调节所述可变增益放大器的增益。

根据本发明的另一方面，所述放大电路还包括多个比较器，所述多个比较器分别具有不同的比较阈值，输入端分别耦接到所述可变增益放大器的输出端以接收所述放大的信号，所述多个比较器的输出端耦接到所述增益调节单元，所述增益调节单元从而根据所述多个比较器的输出调节所述可变增益放大器的增益。

根据本发明的另一方面，所述输入信号包括多组回波脉冲信号，每组回波脉冲信号包括多个回波脉冲，所述增益调节单元配置成：在每组回波脉冲信号中的第一个回波脉冲输入到所述可变增益放大器之后，根据所述第一个回波脉冲被放大后的幅值，调节所述可变增益放大器的增益。

根据本发明的另一方面，所述放大电路包括三个比较器，所述三个比较器的比较阈值分别为VFS/2、VFS/4和VFS/8，其中VFS是所述可变增益放大器的最大幅度输出范围。