[發(fā)明專利]一種適用于高精度激光測距的信號處理電路

在審

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• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111487605A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 董濤;羅瀟;裴淑曼;張國雷;郭凱凱;王明義;周巍;張凱祥;崔息戈
• 申請（專利權）人: 洛陽頂揚光電技術有限公司
• 主分類號: G01S7/4913
• 分類號: G01S7/4913;G01S17/08
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 衛(wèi)煜睿

一種適用于高精度激光測距的信號處理電路，包括位于前端的信號隔直電路、位于中間的單端轉差分信號處理電路以及位于后端的A/D采樣電路，信號隔直電路、單端轉差分信號處理電路、A/D采樣電路依次連接；所述信號隔直電路由電容C9控制，其輸出信號再通過電阻R9下拉接地；所述單端轉差分信號處理電路包括差分運放U6、匹配電阻R51、匹配電阻R53、電阻R58、電阻R59、電阻R60、電阻R50、電阻R1、電阻R2；所述A/D采樣電路包括電阻R52、電阻R4、電阻R3、電阻R55、電阻R7、電阻R15、電容C4、AD采樣芯片U2；本發(fā)明克服了現(xiàn)有數(shù)字式激光測距系統(tǒng)中信號處理電路中存在的問題，能夠不失真還原回波模擬信號波形，有效提高半導體激光測距機測程和精度。

技術領域

本發(fā)明屬于激光光電技術領域，涉及模擬信號處理電路，具體涉及一種適用于高精度激光測距的信號處理電路。

背景技術

高精度數(shù)字式激光測距系統(tǒng)中，常用數(shù)字疊加平均技術來提高測程和精度，對信號處理電路模塊的要求很高。在處理輸入的模擬信號時，需要將經(jīng)過放大、整形的模擬激光回波信號通過信號處理電路進行離散化，然后將數(shù)字信號傳給FPGA進行處理，因此信號處理電路的性能優(yōu)劣直接影響FPGA接收信號的強弱，進而影響到激光測距機測程和精度。

目前，前端信號處理電路應用較多的是單端輸入AD芯片，這種設計存在輸出信號相位不匹配、阻抗不匹配的缺點，直接影響AD采樣結果。另外，現(xiàn)有技術的模擬信號處理電路，容易出現(xiàn)偶數(shù)階諧波，并且信號采集質量差，影響ADC性能。

發(fā)明內容

有鑒于此，為解決上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種適用于高精度激光測距的信號處理電路，克服現(xiàn)有數(shù)字式激光測距系統(tǒng)中信號處理電路中存在的問題，能夠不失真還原回波模擬信號波形，有效提高半導體激光測距機測程和精度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種適用于高精度激光測距的信號處理電路，包括位于前端的信號隔直電路、位于中間的單端轉差分信號處理電路以及位于后端的A/D采樣電路，信號隔直電路、單端轉差分信號處理電路、A/D采樣電路依次連接；

所述單端轉差分信號處理電路包括差分運放U6、匹配電阻R51、匹配電阻R53、電阻R58、電阻R59、電阻R60、電阻R50、電阻R1、電阻R2，所述差分運放U6的1腳連接匹配電阻R51后接地，差分運放U6的1腳通過電阻R50后連接差分運放U6的4腳，差分運放U6的8腳連接匹配電阻R53后接信號隔直電路隔直后的回波模擬信號，差分運放U6的8腳還通過電阻R60連接到差分運放U6的5腳，差分運放U6的2腳接電阻R58、電阻R59組成的分壓電路，電阻R59并聯(lián)電容C5并接地，差分運放U6的3腳連接電源正極，并連接電容C1、電容C2并聯(lián)組成的濾波電路，差分運放U6的6腳接地，差分運放U6的4、5腳輸出信號且分別串聯(lián)電組R1、電阻R2進行阻抗匹配；

所述A/D采樣電路包括電阻R52、電阻R4、電阻R3、電阻R55、電阻R7、電阻R15、電容C4、AD采樣芯片U2，所述電阻R52的一端連接到電阻R1的輸出端，電阻R52的另一端通過電阻R7連接到AD采樣芯片U2的26腳、通過電阻R4連接到AD采樣芯片U2的30腳、并通過電容C4接地，所述電阻R3的一端連接電阻R2的輸出端，電阻R3的另一端通過電阻R15連接到AD采樣芯片U2的26腳、通過電阻R55連接到AD采樣芯片U2的29腳。

進一步的，半導體激光測距機進行測距時，激光打到被測目標，進行回波反射，通過接收電路進行光電轉換成激光回波模擬信號，激光回波模擬信號經(jīng)過信號處理電路進行離散化，然后由FPGA主控電路對離散信號進行采集和處理。

進一步的，所述差分運放U6為單端轉差分運放AD8138。

進一步的，所述差分運放U6包括8個引腳。

進一步的，所述AD采樣芯片U2為差分輸入芯片ADS9634。