[发明专利]LiDAR接收器的低噪声前端和用于控制其的方法

说明书

公开了一种光信号检测系统，其包括多个光电检测器，这些光电检测器被配置为检测从该光信号检测系统周围的环境反射的光信号并将该光信号转换成电信号。该光信号检测系统还包括耦合到多个光电检测器的放大器。该放大器被所述多个光电检测器共用并且被配置成通过放大由对应光电检测器转换的单个电信号来生成输出信号。该光信号检测系统还包括多路复用电路，该多路复用电路被配置为在多个光电检测器之一与该放大器之间选择性地建立连接以放大由该光电检测器转换的电信号。

技术领域

本公开涉及如光检测和测距(LiDAR)装置的光信号检测装置，更具体地，涉及用于将由光信号检测装置检测到的光信号转换的电信号放大的低噪声放大器。

背景技术

如LiDAR系统的光信号检测系统已广泛应用于自动驾驶和制作高清地图。例如，典型的LiDAR系统通过以用脉冲激光照射目标并以如光电检测器的传感器测量反射的脉冲来测量到目标的距离。然后可以使用激光返回时间差和/或波长差和/或相位差来制作目标的数字三维(3D)表示。用于LiDAR扫描的激光可以是紫外线、可见光或近红外线。由于使用窄激光束作为入射光能够以非常高的分辨率映射物理特征，因此LiDAR系统特别适用于如自动驾驶中的感测和/或高清地图勘察等应用。

如LiDAR系统检测到的激光的光信号可以被例如光电检测器转化成电信号，然后再由LiDAR系统的其他部件处理。光电检测器生成的电信号通常非常小，并且需要被放大。当使用多个光电检测器时，常规的LiDAR系统使用多个放大器，例如一个放大器对应一个光电检测器，以便放大这些电信号。使用多个放大器成本很高，并可能会导致其他问题，如高功耗、占用面积大、不同放大器之间不一致等。减少放大器数量的努力一直很不成功，因为在多个光电检测器之间共用一个放大器是挑战所在。例如，与需要放大的电信号相比，在不同光电检测器之间切换相关联的噪声通常太高。

本公开的实施例通过提供被多个光电检测器共用的低噪声放大器或在光信号检测系统中使用的低噪声多通道放大器来解决上述问题。

发明内容

本公开的实施例提供一种光信号检测系统。该光信号检测系统包括多个光电检测器，这些多个光电检测器被配置为检测从该光信号检测系统周围的环境反射的光信号并将该光信号转换成电信号。该光信号检测系统还包括耦合到多个光电检测器的放大器，其中该放大器被多个光电检测器共用并且被配置为通过放大由对应光电检测器转换的单个电信号来生成输出信号。该光信号检测系统还包括多路复用电路，该多路复用电路被配置为在多个光电检测器之一与该放大器之间选择性地建立连接以放大由该光电检测器转换的电信号。

本公开的实施例还提供一种处理光信号的方法。该方法包括由多个光电检测器检测从该光信号检测系统周围的环境反射的光信号并由这些光电检测器将该光信号转换成电信号。该方法还包括由多路复用电路在多个光电检测器之一与放大器之间选择性地建立连接。该放大器耦合到多个光电检测器且被多个光电检测器共用。该方法还包括由该放大器通过将由与该放大器建立连接的光电检测器转换的单个电信号放大来生成输出信号。

本公开的实施例还提供一种多通道运算放大器电路。该多通道运算放大器电路包括多个输入通道，多个输入通道被配置为接收由多个光电检测器生成的输入信号。该多通道运算放大器还包括放大单元，该放大单元通过多个输入通道耦合到多个光电检测器。该放大单元被多个输入通道共用，并且被配置为通过将由对应输入信道接收的单个输入信号放大来生成输出信号。该多通道运算放大器电路还包括多路复用电路，该多路复用电路被配置为为该放大单元选择多个输入通道中的一个以放大由所选输入通道接收的输入信号。

要理解的是，前文的概述和下文的详细描述仅是示例性和说明性的，并且不作为如权利要求所述的本发明的限制。

附图说明

图1示出根据本公开实施例的配备有LiDAR光信号检测系统的示例性车辆的示意图。

图2示出根据本公开实施例的具有发射器和接收器的示例性LiDAR光信号检测装置的框图。