[发明专利]基于FPGA芯片的多通道激光回波时间测量系统

权利要求书

1.基于FPGA芯片的多通道激光回波时间测量系统，其特征在于，包括：

阵列探测器，用于将接收的激光回波信号转换为弱电流信号；

与阵列探测器像元个数相等的多个前置放大器，用于将弱电流信号放大为电压信号；

与前置放大器个数相等的多个阈值比较器，用于比较电压信号和参考电压，产生用于标记激光回波信号的计时停止脉冲信号；

具有与阈值比较器个数相等的多个通道的FPGA芯片，用于测量接收的计时停止脉冲信号与计时开始脉冲信号之间的时间差，得到脉冲飞行时间。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波时间测量系统，其特征在于，所述FPGA芯片包括：

与阈值比较器个数相等的多个完全一致的时间数字转换器，用于检测阈值比较器输出的计时停止脉冲信号的变化，计时停止脉冲信号发生变化的时刻对应激光回波信号时间；

软核处理器，用于采集所有时间数字转换器输出的计时数据，并打包成UDP数据包，利用软件MAC或者硬件MAC进行处理；

与以太网相连的RJ45接口，用于将UDP数据包发送到网络上进行后续处理。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波时间测量系统，其特征在于，所述时间数字转换器包括：

锁相环，用于将板上晶振的时钟信号调整为具有均匀相位差的多个高频时钟信号；

多个计数器，以锁相环产生的具有均匀相位差的高频时钟信号作为计数时钟进行计时；

加法器，用于将多个计数器的计数时钟相加得到计时数据。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波时间测量系统，其特征在于，所述阵列探测器采用线阵列探测器、面阵列探测器或者采用多个单点探测器联用形式。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波时间测量系统，其特征在于，所述前置放大器采用ADI公司型号为AD8015的跨阻放大器。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波时间测量系统，其特征在于，所述阈值比较器采用型号为ADCMP604的高速比较器，其参考电压大小可以根据环境光强弱进行调节。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波时间测量系统，其特征在于，所述FPGA芯片作为系统的计时处理器，采用Xilinx公司的Virtex-5。