[实用新型]单稳态电路和延迟单元

说明书

本公开的实施例涉及单稳态电路和延迟单元。单稳态电路包括：具有基准发生器的延迟单元，基准发生器基于PVT不变电阻和阈值电压来生成基准电流；以及具有输出电容器和输出电路的延迟块，输出电路响应于输入信号，根据基准电流来改变在输出电容器上存储的电荷量。反相器具有耦合到输出电路的输入。逻辑电路将反相器的输出与输入信号进行逻辑组合，以生成单稳态触发脉冲。输出电路包括：响应于输入信号的第一逻辑状态而向输出电容器发出基准电流的电流源；以及响应于输入信号的第二逻辑状态而从输出电容器汲取电流以使得输出电容器放电的电流宿。

技术领域

本申请涉及激光驱动领域，并且具体地涉及用于针对激光驱动电路来生成触发脉冲的电路。

背景技术

飞行时间测距应用(例如，光检测和测距(LIDAR))利用激光二极管(通常是红外)，激光二极管由脉冲驱动电流驱动，以使得其在给定方向上发射短的激光脉冲。激光脉冲在该给定方向上被(可能的)对象反射，并且接收器接收并读取经反射的激光脉冲。接收器利用适当的时间基准，测量发射激光脉冲和接收经反射的激光脉冲之间的经过时间。根据该经过时间，可以评估到对象的距离。

除本领域技术人员已知和理解的与该技术有关的典型挑战(例如，暗脉冲、接收到的反射脉冲的平均化、以及使用后处理来获得期望的准确度)，期望减小激光脉冲的脉冲宽度。例如，考虑到激光脉冲到达对象、从对象反射并返回到接收器所经过的时间，因为光速是已知的并且是常数，所以可以确定到对象的距离；因此，作为数值示例，每个1ns的时间t可以与距离d＝2*c*t＝60cm相关联，其中c 是光速。因此，如果期望准确地区分60cm以下的距离，那么1ns量级的光脉冲将无用。

由于光脉冲的脉冲宽度与脉冲驱动电流的脉冲宽度相关，因此期望能够产生具有较短脉冲宽度的脉冲驱动电流，使得可以减小激光脉冲的脉冲宽度，从而提高准确性并使得能够区分更短的距离。附加地，尽管工艺、电压和温度变化，但是期望驱动电流的脉冲都具有尽可能稳定的脉冲宽度。由于该脉冲宽度不能相对于待测量的时间而被忽略，因此所描述的稳定性是特别值得关注的。

通常，测距系统提供多个激光脉冲序列，接收从对象反射并返回到接收器的反射脉冲，并通过消除噪声、干扰等来执行平均化过程，以提取飞行时间信息。如果驱动电流的脉冲的脉冲宽度不稳定，则在该过程中将引起误差，因此将降低距离测量的准确度。尽管温度和电源随飞行时间系统的变化而变化，但仍期望减少其对驱动电流的脉冲的脉冲宽度的影响，使得其低于临界阈值。

已知的现有技术测距系统利用边沿触发的阻尼激光驱动器来产生脉冲驱动电流，以生成用于测距操作的激光脉冲。“边沿触发”是指这些激光驱动器响应于接收到触发信号的边沿而开始生成脉冲驱动电流，并且触发信号的后续边沿不参与脉冲驱动电流的生成。

这些现有技术测距系统利用边沿触发的阻尼激光驱动器生成的脉冲驱动电流在图1A中示出。在进行空间精度的测距测量时，需要尖锐的窄驱动脉冲。然而，应当理解，现有技术的激光驱动器涉及某些折衷。驱动脉冲越窄，其上升和下降越尖锐。下降过于尖锐可能会导致“振铃”，驱动脉冲的驱动电流由此振荡(如标记为“振荡”的虚线所示)，振荡的幅度可能足以引起发射第二(未计划的)激光脉冲，这对于任何测距应用都是不期望的。虽然可以将驱动脉冲成形为具有尖锐上升和缓慢下降(由标记为“缓慢”的虚线所示)，但是缓慢下降会影响效率，因此是不期望的。因此，现有的现有技术测距系统抑制(但不加宽)了驱动脉冲的下降，从而产生以实线示出的脉冲。

尽管这些现有技术设计使得能够在不产生振铃的情况下生成脉冲驱动电流，但是它们不能为某些目的充分减小所产生的激光驱动电流的脉冲宽度，也无法产生对于某些目的所期望的高的激光驱动电流脉冲，并且恢复时间比某些目的所期望的时间长。