[實(shí)用新型]單穩(wěn)態(tài)電路和延遲單元

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021199209.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN213152021U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·扎姆普羅戈諾;A·塔杰法
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03K3/0232
• 分類(lèi)號(hào): H03K3/0232;H03K3/64;H03K3/012;H03K3/017;G01S17/10;G01S7/484
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 董莘

本公開(kāi)的實(shí)施例涉及單穩(wěn)態(tài)電路和延遲單元。單穩(wěn)態(tài)電路包括：具有基準(zhǔn)發(fā)生器的延遲單元，基準(zhǔn)發(fā)生器基于PVT不變電阻和閾值電壓來(lái)生成基準(zhǔn)電流；以及具有輸出電容器和輸出電路的延遲塊，輸出電路響應(yīng)于輸入信號(hào)，根據(jù)基準(zhǔn)電流來(lái)改變?cè)谳敵鲭娙萜魃洗鎯?chǔ)的電荷量。反相器具有耦合到輸出電路的輸入。邏輯電路將反相器的輸出與輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯組合，以生成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)脈沖。輸出電路包括：響應(yīng)于輸入信號(hào)的第一邏輯狀態(tài)而向輸出電容器發(fā)出基準(zhǔn)電流的電流源；以及響應(yīng)于輸入信號(hào)的第二邏輯狀態(tài)而從輸出電容器汲取電流以使得輸出電容器放電的電流宿。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及激光驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，并且具體地涉及用于針對(duì)激光驅(qū)動(dòng)電路來(lái)生成觸發(fā)脈沖的電路。

背景技術(shù)

飛行時(shí)間測(cè)距應(yīng)用(例如，光檢測(cè)和測(cè)距(LIDAR))利用激光二極管(通常是紅外)，激光二極管由脈沖驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)，以使得其在給定方向上發(fā)射短的激光脈沖。激光脈沖在該給定方向上被(可能的)對(duì)象反射，并且接收器接收并讀取經(jīng)反射的激光脈沖。接收器利用適當(dāng)?shù)臅r(shí)間基準(zhǔn)，測(cè)量發(fā)射激光脈沖和接收經(jīng)反射的激光脈沖之間的經(jīng)過(guò)時(shí)間。根據(jù)該經(jīng)過(guò)時(shí)間，可以評(píng)估到對(duì)象的距離。

除本領(lǐng)域技術(shù)人員已知和理解的與該技術(shù)有關(guān)的典型挑戰(zhàn)(例如，暗脈沖、接收到的反射脈沖的平均化、以及使用后處理來(lái)獲得期望的準(zhǔn)確度)，期望減小激光脈沖的脈沖寬度。例如，考慮到激光脈沖到達(dá)對(duì)象、從對(duì)象反射并返回到接收器所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，因?yàn)楣馑偈且阎牟⑶沂浅?shù)，所以可以確定到對(duì)象的距離；因此，作為數(shù)值示例，每個(gè)1ns的時(shí)間t可以與距離d＝2*c*t＝60cm相關(guān)聯(lián)，其中c 是光速。因此，如果期望準(zhǔn)確地區(qū)分60cm以下的距離，那么1ns量級(jí)的光脈沖將無(wú)用。

由于光脈沖的脈沖寬度與脈沖驅(qū)動(dòng)電流的脈沖寬度相關(guān)，因此期望能夠產(chǎn)生具有較短脈沖寬度的脈沖驅(qū)動(dòng)電流，使得可以減小激光脈沖的脈沖寬度，從而提高準(zhǔn)確性并使得能夠區(qū)分更短的距離。附加地，盡管工藝、電壓和溫度變化，但是期望驅(qū)動(dòng)電流的脈沖都具有盡可能穩(wěn)定的脈沖寬度。由于該脈沖寬度不能相對(duì)于待測(cè)量的時(shí)間而被忽略，因此所描述的穩(wěn)定性是特別值得關(guān)注的。

通常，測(cè)距系統(tǒng)提供多個(gè)激光脈沖序列，接收從對(duì)象反射并返回到接收器的反射脈沖，并通過(guò)消除噪聲、干擾等來(lái)執(zhí)行平均化過(guò)程，以提取飛行時(shí)間信息。如果驅(qū)動(dòng)電流的脈沖的脈沖寬度不穩(wěn)定，則在該過(guò)程中將引起誤差，因此將降低距離測(cè)量的準(zhǔn)確度。盡管溫度和電源隨飛行時(shí)間系統(tǒng)的變化而變化，但仍期望減少其對(duì)驅(qū)動(dòng)電流的脈沖的脈沖寬度的影響，使得其低于臨界閾值。

已知的現(xiàn)有技術(shù)測(cè)距系統(tǒng)利用邊沿觸發(fā)的阻尼激光驅(qū)動(dòng)器來(lái)產(chǎn)生脈沖驅(qū)動(dòng)電流，以生成用于測(cè)距操作的激光脈沖。“邊沿觸發(fā)”是指這些激光驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)于接收到觸發(fā)信號(hào)的邊沿而開(kāi)始生成脈沖驅(qū)動(dòng)電流，并且觸發(fā)信號(hào)的后續(xù)邊沿不參與脈沖驅(qū)動(dòng)電流的生成。

這些現(xiàn)有技術(shù)測(cè)距系統(tǒng)利用邊沿觸發(fā)的阻尼激光驅(qū)動(dòng)器生成的脈沖驅(qū)動(dòng)電流在圖1A中示出。在進(jìn)行空間精度的測(cè)距測(cè)量時(shí)，需要尖銳的窄驅(qū)動(dòng)脈沖。然而，應(yīng)當(dāng)理解，現(xiàn)有技術(shù)的激光驅(qū)動(dòng)器涉及某些折衷。驅(qū)動(dòng)脈沖越窄，其上升和下降越尖銳。下降過(guò)于尖銳可能會(huì)導(dǎo)致“振鈴”，驅(qū)動(dòng)脈沖的驅(qū)動(dòng)電流由此振蕩(如標(biāo)記為“振蕩”的虛線(xiàn)所示)，振蕩的幅度可能足以引起發(fā)射第二(未計(jì)劃的)激光脈沖，這對(duì)于任何測(cè)距應(yīng)用都是不期望的。雖然可以將驅(qū)動(dòng)脈沖成形為具有尖銳上升和緩慢下降(由標(biāo)記為“緩慢”的虛線(xiàn)所示)，但是緩慢下降會(huì)影響效率，因此是不期望的。因此，現(xiàn)有的現(xiàn)有技術(shù)測(cè)距系統(tǒng)抑制(但不加寬)了驅(qū)動(dòng)脈沖的下降，從而產(chǎn)生以實(shí)線(xiàn)示出的脈沖。

盡管這些現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)使得能夠在不產(chǎn)生振鈴的情況下生成脈沖驅(qū)動(dòng)電流，但是它們不能為某些目的充分減小所產(chǎn)生的激光驅(qū)動(dòng)電流的脈沖寬度，也無(wú)法產(chǎn)生對(duì)于某些目的所期望的高的激光驅(qū)動(dòng)電流脈沖，并且恢復(fù)時(shí)間比某些目的所期望的時(shí)間長(zhǎng)。