[發(fā)明專利]基于FPGA芯片的多通道激光回波時(shí)間測量系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310671323.9
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103698770A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王飛;王挺峰;王化龍;郭勁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/487
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 王丹陽

1.基于FPGA芯片的多通道激光回波時(shí)間測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：

陣列探測器，用于將接收的激光回波信號轉(zhuǎn)換為弱電流信號；

與陣列探測器像元個(gè)數(shù)相等的多個(gè)前置放大器，用于將弱電流信號放大為電壓信號；

與前置放大器個(gè)數(shù)相等的多個(gè)閾值比較器，用于比較電壓信號和參考電壓，產(chǎn)生用于標(biāo)記激光回波信號的計(jì)時(shí)停止脈沖信號；

具有與閾值比較器個(gè)數(shù)相等的多個(gè)通道的FPGA芯片，用于測量接收的計(jì)時(shí)停止脈沖信號與計(jì)時(shí)開始脈沖信號之間的時(shí)間差，得到脈沖飛行時(shí)間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波時(shí)間測量系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA芯片包括：

與閾值比較器個(gè)數(shù)相等的多個(gè)完全一致的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于檢測閾值比較器輸出的計(jì)時(shí)停止脈沖信號的變化，計(jì)時(shí)停止脈沖信號發(fā)生變化的時(shí)刻對應(yīng)激光回波信號時(shí)間；

軟核處理器，用于采集所有時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)，并打包成UDP數(shù)據(jù)包，利用軟件MAC或者硬件MAC進(jìn)行處理；

與以太網(wǎng)相連的RJ45接口，用于將UDP數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行后續(xù)處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波時(shí)間測量系統(tǒng)，其特征在于，所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括：

鎖相環(huán)，用于將板上晶振的時(shí)鐘信號調(diào)整為具有均勻相位差的多個(gè)高頻時(shí)鐘信號；

多個(gè)計(jì)數(shù)器，以鎖相環(huán)產(chǎn)生的具有均勻相位差的高頻時(shí)鐘信號作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)時(shí)；

加法器，用于將多個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘相加得到計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波時(shí)間測量系統(tǒng)，其特征在于，所述陣列探測器采用線陣列探測器、面陣列探測器或者采用多個(gè)單點(diǎn)探測器聯(lián)用形式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波時(shí)間測量系統(tǒng)，其特征在于，所述前置放大器采用ADI公司型號為AD8015的跨阻放大器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波時(shí)間測量系統(tǒng)，其特征在于，所述閾值比較器采用型號為ADCMP604的高速比較器，其參考電壓大小可以根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)弱進(jìn)行調(diào)節(jié)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA芯片的多通道激光回波時(shí)間測量系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA芯片作為系統(tǒng)的計(jì)時(shí)處理器，采用Xilinx公司的Virtex-5。