[实用新型]时刻鉴别电路系统

说明书

一种时刻鉴别电路系统，包括依次电性连接的脉冲接收单元、高通容阻单元、信号放大单元、主比较器单元、以及电平转换单元；所述脉冲接收单元用于接收测距激光脉冲的激光回波脉冲信号，并将所述激光回波脉冲信号转换为单极性的脉冲信号；所述高通容阻单元用于将所述单极性的脉冲信号转换为双极性信号，所述单极性的脉冲信号的极值点被转换为所述双极性信号的零点并被用作计时时刻点；所述信号放大单元用于对所述双极性信号进行放大；所述主比较器单元用于基于经过放大的所述双极性信号捕捉时刻跳变点并产生主输出信号，所述电平转换单元用于基于所述主比较器单元产生的主输出信号产生及输出用于触发激光测距的计时停止时间的计时脉冲。

技术领域

本实用新型涉及激光测量技术领域，特别涉及一种时刻鉴别电路系统，可用于激光雷达、激光引信、激光制导等具体领域。

背景技术

脉冲激光测距技术是通过使用激光脉冲光束对远距离目标进行非接触式测量，通过测量激光脉冲的飞行时间(Time of Flight，简称TOF)获得距离信息。其一般工作过程是：将激光器产生起始脉冲的时间确定为飞行时间的起始时刻(记为T_start)；激光器产生的结束脉冲被雪崩光电二极管探测到并转换为光电信号，对该光电信号进行信号放大处理后，将其输入到时刻鉴别电路中，转换成数字逻辑电平信号，该数字逻辑电平信号的后沿被确定为飞行时间的结束时刻(记为T_stop)，然后计算T_stop与T_start之间的差值(T_stop-T_start)，将该差值作为激光脉冲在被测距离中的飞行时间。因此，只要能够精确地确定飞行时间的起始时刻和结束时刻，就可实现高精度的激光测距。

但是在实际工作中，激光脉冲容易受到大气衰减和目标散射特性等干扰因素的影响，使得接收到的回波脉冲在形状和幅度上可能与发射脉冲具有很大的不同。另外，输入噪声可能引起时间抖动，这也会给测量造成误差。因此，研究高精度的时刻鉴别技术以达到有效抑制漂移误差以及时间抖动的目的，是提高定距精度的一个关键因素。

目前，在激光测距领域中用于时刻鉴别的技术主要有前沿时刻鉴别法、恒比定时时刻鉴别法、恒比定比时刻鉴别法等方法。但是这些传统方法都存在较明显的缺点。例如，前沿时刻鉴别法是通过固定阈值的方式确定脉冲时间的起止时刻,其中脉冲形状和幅度的变化会引起与阈值的设置、接收带宽等因素有关的漂移误差，而时间游动误差也可能较大，接近脉冲的上升时间。恒比定时时刻鉴别法将回波信号分两路分别进行延时和衰减进入高速比较器的正负极来捕捉信号跳变，可以减小因激光脉冲信号幅度变化引起的时间鉴别误差；但是其中在延时信号到来之前，衰减信号与延时信号幅度相当，这样容易导致高速比较器输出不稳定甚至发生振荡；而且该方法通常需要加入偏置电路来保证两路信号在比较时刻前互不相等，这也增加了电路的复杂性。恒比定比时刻鉴别法适用于上升时间相同但幅度不同的脉冲信号，而对于脉冲信号幅度不同且上升时间也不同的情况，也会存在一定的误差。

因此，在激光测距领域中有必要提供一种更完善的时刻鉴别电路系统，实现高精度的时刻鉴别，并且避免上述传统方法存在的缺点。

实用新型内容

2.为了解决上述传统方法存在的问题，本实用新型提供了一种时刻鉴别电路系统，其能够有效地提高时间飞行法类激光雷达的定距精度，可以应用于激光雷达、激光引信、激光制导等具体领域。