[發明專利]一種脈沖峰值保持電路及控制方法

在審

• 申請號: 202110556121.4
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113406602A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 郭建平;安彥吾;李開友
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01S7/484
• 分類號: G01S7/484
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚鵬

本發明公開了一種脈沖峰值保持電路及控制方法，所述脈沖峰值保持電路包括：第一節點；第二節點；第一脈沖峰值保持支路，所述第一脈沖峰值保持支路包括增益放大模塊、第一峰值保持器、增益衰減模塊和第一門控單元；第二脈沖峰值保持支路，所述第二脈沖峰值保持支路包括第二峰值保持器和第二門控單元；路徑選擇模塊。本發明通過第一峰值保持支路和第二峰值保持支路對輸入的高速脈沖信號進行峰值保持處理，路徑選擇模塊根據輸入的高速脈沖信號確定第一峰值保持支路的第一保持值或第二峰值保持支路的第二保持值作為最終輸出，擴大了峰值保持電路的動態范圍，可廣泛應用于電子電路技術領域。

技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種脈沖峰值保持電路及控制方法。

背景技術

基于激光飛行時間的脈沖式激光雷達，為了達到更高的測距精度，發射的激光脈沖信號的脈沖寬度通常只有幾個納秒，為了獲得被測物體的表面反射率等數據，對激光脈沖信號的回波信號的幅度進行測量必不可少。使用超高速的模數轉換器(ADC)對回波信號進行采樣可以得到精確的激光脈沖回波信號幅度，然而滿足這種需求的ADC芯片需要極高的采樣率，這樣的ADC不僅昂貴，且功耗巨大。因此對于大多數脈沖式激光雷達，通常使用峰值保持電路，將激光脈沖回波信號的峰值大小保存下來，再由后級的ADC進行采樣，這樣便可以大幅降低對ADC的性能要求，進而有效地降低整體電路的功耗和成本。

但現有技術中包括二極管的脈沖峰值保持電路，由于二極管的兩端具有一定的電壓降，電容上儲存的電壓與輸入電壓始終有一定的差別，這使得峰值保持電路的精度被降低，并且由于輸入信號的幅度必須大于二極管的壓降才能被存儲電容保持，因此峰值保持電路的輸出動態范圍也受到限制。常用的克服二極管電壓降的方法是引入跨導放大器(OTA)和一對電流鏡來代替二極管對存儲電容進行充電，由于使用電流鏡避免了引入二極管的電壓降，因此，引入了OTA和電流鏡的脈沖峰值保持電路比包括二極管的脈沖峰值保持電路具有更高的準確度和更大的動態范圍。但引入了OTA和電流鏡的脈沖峰值保持電路的小信號精度受制于峰值保持電路的響應速度以及OTA的失調電壓，若要想進一步改善其小信號下的準確度并增大其動態范圍，則需要進一步增加OTA的跨導值，然而過大的跨導值會導致OTA的靜態電流顯著增加并使得OTA的輸出擺幅降低，從而在增加了電路功耗的同時降低了大信號的動態范圍，并不能達到提升準確度和增加動態范圍的目的。因此，現有技術中的這兩種脈沖峰值保持電路均無法同時實現對高速脈沖信號的高準確度和寬動態范圍峰值檢測。

發明內容

為至少一定程度上解決現有技術中存在的技術問題之一，本發明的目的在于：提供一種脈沖峰值保持電路及控制方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種脈沖峰值保持電路，包括：

第一節點；

第二節點；

第一脈沖峰值保持支路，所述第一脈沖峰值保持支路包括增益放大模塊、第一峰值保持器、增益衰減模塊和第一門控單元；

所述增益放大模塊的輸入端與所述第一節點連接，所述增益放大模塊的輸出端與所述第一峰值保持器的輸入端連接，所述第一峰值保持器的輸出端與所述增益衰減模塊的輸入端連接，所述增益衰減模塊的輸出端與第一門控單元的輸入端連接，所述第一門控單元的輸出端與所述第二節點連接；

第二脈沖峰值保持支路，所述第二脈沖峰值保持支路包括第二峰值保持器和第二門控單元；

所述第二峰值保持器的輸入端與所述第一節點連接，所述第二峰值保持器的輸出端與所述第二門控單元的輸入端連接，所述第二門控單元的輸出端與所述第二節點連接；

路徑選擇模塊，所述路徑選擇模塊的輸入端與所述增益放大模塊的輸出端連接，所述路徑選擇模塊的輸出端與所述第一門控單元的控制端連接，所述路徑選擇模塊的輸出端還與所述第二門控單元的控制端連接。