[發明專利]激光接收裝置的偏置電壓控制方法、調整方法、控制裝置以及補償電路系統

有效

• 申請號: 201811221500.2
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN111077934B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 聶成林;譚龍德;陳瑞健
• 申請（專利權）人: 浙江舜宇智能光學技術有限公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 上海領洋專利代理事務所(普通合伙) 31292
• 代理人: 羅曉飛

一激光接收器的偏置電壓的控制方法，其中，所述激光接收器包括多個激光接收單元，其中，所述多個激光接收單元電連接于一高壓電路，包括：獲得各個激光接收單元的溫度；基于溫度和偏置電壓之間的對應關系，獲得各個溫度下的偏置電壓；基于偏置電壓和脈沖調制信號的空占比之間的對應關系，獲得各個偏置電壓下的各個脈沖調制信號的占空比；以及輸出各個占空比的脈沖調制信號，以基于各個脈沖調制信號的空占比控制相對應的各個激光接收單元的各個偏置電壓。從而避免因溫度變化造成的激光接收器接收靈敏度的降低，同時保證了激光接收器接收的信號性能一致。

技術領域

本發明涉及一種激光測距領域，尤其涉及一激光接收裝置的偏置電壓控制方法、調整方法、控制裝置以及補償電路系統。

背景技術

隨著科技的發展和進步，激光測距產業已經得到迅速的發展和普及。尤其是，基于脈沖式的激光測距技術已成為民用和工業不可或缺的一部分。

脈沖式激光測距指的是利用脈沖發射的激光對目標的距離進行準確測定。其具體原理為：在工作時向目標射出一束激光，由激光接收器接收目標反射的激光束，并通過計時器測定該激光束從發射到接收的時間，以計算出從激光測距設備到目標的距離。在此過程中，激光接收器的作用是將光信號轉換成電信號。目前，常用的激光接收器為雪崩光電二極管(APD)，其具有比較高的靈敏度和內部增益，因而，能夠提高激光測距系統的探測靈敏度和信噪比。

然而，在實際作業過程中，雪崩光電二極管的內部增益和靈敏度具有溫敏性。換言之，其內部增益和靈敏度隨著溫度變化而產生劇烈的變化，因此，在實際工作過程中，整個激光測距系統會因雪崩二極管的性能變化而發生劇烈的波動，影響測量精度。

為了彌補上述問題，現有的處理方式通過改變雪崩光電二極管兩端的偏置電壓來溫度補償，以確保該雪崩光電二極管的內部增益。同時，現有的基于偏置電壓溫度補償電路通常采用一對一的補償模式，即，一個補償電路對應一個雪崩光電二極管。然而，這樣的補償模式卻具有諸多缺陷

首先，一對一的補償模式使得激光測距系統的整體補償電路架構變得十分復雜。復雜的補償電路系統通常會帶來補償控制的不穩定性，而不利于后期故障檢測和維修。同時，無疑會增加設計成本和生成成本。

其次，在實際作業過程中，位于不同位置的雪崩光電二極管的實際工作溫度不同，其對應所需的補償電壓也存在差異。傳統的一對一的電路補償模式難以針對于個體雪崩光電二極管進行自適應地調整。并且，也不能保證多顆雪崩光電二極管接收信號的一致性。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一激光接收裝置的偏置電壓控制方法、調整方法、控制裝置及其補償電路系統，其中，在本發明所提供的所述補償電路系統中，多個激光接收單元電連接于同一高壓電路，通過這樣的電路架構解決因溫度變化引起的激光接收單元接收靈敏度的問題，極大地簡化了硬件電路。

本發明的另一個目的在于提供一激光接收裝置的偏置電壓控制方法、調整方法、控制裝置及其補償電路系統，其中，所述偏置電壓控制方法能夠針對于每一激光接收單元的工作溫度進行自適應調整，以避免因溫度變化引起各激光接收單元的靈敏度降低之問題。

本發明的另一個目的在于提供一激光接收裝置的偏置電壓控制方法、調整方法、控制裝置及其補償電路系統，其中，所述偏置電壓控制方法能夠針對于每一激光接收單元的工作溫度進行自適應調整，以確保在工作過程中各所述激光接收單元的放大倍數始終保持相近，以確保各激光接收單元所接收到的信號性能一致。

本發明的另一個目的在于提供一激光接收裝置的偏置電壓控制方法、調整方法、控制裝置及其補償電路系統，其中，所述偏置電壓控制方法基于各所述激光接收單元的工作溫度輸出對應的脈沖調制信號，以通過不同的脈沖調制信號的占空比對各所述激光接收單元的偏置電壓進行自適應地調整，通過這樣的方式，使得在工作過程重各所述激光接收單元的增益始終保持恒定。