本技術(shù)涉及高速回波信號(hào)處理領(lǐng)域,尤其涉及一種高速回波信號(hào)雙沿精準(zhǔn)測(cè)時(shí)電路。
背景技術(shù):
1、時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(tdc)作為一種常用的測(cè)時(shí)電路,能夠?qū)⒋郎y(cè)量的時(shí)間域信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),現(xiàn)有高速回波信號(hào)測(cè)時(shí)方法利用了tdc芯片邊沿信號(hào)檢測(cè)的能力,將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào),主要原理是上升沿檢測(cè),即測(cè)量發(fā)射脈沖上升沿至回波脈沖信號(hào)上升沿的時(shí)間間隔。如圖1所示,fpga控制脈沖發(fā)射,并將發(fā)射時(shí)刻作為tdc的開(kāi)始信號(hào),光電二極管和跨阻放大器負(fù)責(zé)將高速回波信號(hào)放大,再經(jīng)閾值可調(diào)的遲滯比較器(hcmp)轉(zhuǎn)成cml電平信號(hào),作為tdc的停止信號(hào)。如圖2所示的時(shí)序圖,主要利用tdc回波上升沿檢測(cè)功能,采集開(kāi)始信號(hào)上升沿到停止信號(hào)上升沿的時(shí)間差信息t11、t21、t31、t41,并轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息作為tdc輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給fpga處理,即可得到與物體之間的距離信息。
2、為了適應(yīng)不同回波脈寬幅值的信號(hào),遲滯比較器需要調(diào)節(jié)比較閾值用來(lái)轉(zhuǎn)化cml電平,受到噪聲干擾的回波信號(hào)具有不同的幅值,導(dǎo)致回波信號(hào)經(jīng)遲滯比較器(hcmp)產(chǎn)生的停止信號(hào)脈沖的上升沿之間存在差異,因此回波信號(hào)受到噪聲干擾時(shí),通過(guò)單一的上升沿檢測(cè)會(huì)影響測(cè)量的精度和數(shù)據(jù)的可靠性,這一問(wèn)題的根本原因在于不同幅值下的上升沿斜率不同,信號(hào)幅值較小時(shí),上升沿的斜率較大,而當(dāng)信號(hào)幅值較大時(shí),上升沿的斜率較小。針對(duì)這一缺點(diǎn)可以采用游動(dòng)誤差校準(zhǔn)方法來(lái)修正計(jì)算值,即預(yù)先測(cè)量不同幅值的上升沿斜率,結(jié)合實(shí)際測(cè)量的幅值進(jìn)行插值,此方法不僅需要峰值電壓保持電路,將幅值時(shí)刻的dc電平轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息進(jìn)行量化處理,而且需要消耗大量的時(shí)間成本去制作游動(dòng)誤差查找表,為此,提出了一種回波信號(hào)雙沿測(cè)時(shí)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本實(shí)用新型的目的是為了解決上述背景技術(shù)中提到的問(wèn)題,而提出的一種高速回波信號(hào)雙沿精準(zhǔn)測(cè)時(shí)電路。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
3、一種高速回波信號(hào)雙沿精準(zhǔn)測(cè)時(shí)電路,包括兩塊tdc芯片、fpga、hcmp,兩塊所述tdc芯片的輸入端與hcmp的輸出端相連接,兩塊所述tdc芯片的輸出端與fpga連接,所述hcmp的輸入前端連接有tia和光電接收模塊。
4、優(yōu)選地,所述hcmp的正向cml電平接第一塊tdc的正向輸入和第二塊tdc的負(fù)向輸入,所述hcmp的負(fù)向cml電平接第一塊tdc的負(fù)向輸入和第二塊tdc的正向輸入。
5、優(yōu)選地,兩塊所述tdc芯片共享同一個(gè)時(shí)鐘源和控制信號(hào)。
6、優(yōu)選地,兩塊所述tdc芯片使用串行或并行方式連接。
7、優(yōu)選地,所述hcmp的正向cml電平信號(hào)為sp_p,所述hcmp的負(fù)向cml電平信號(hào)為sp_n。
8、本實(shí)用新型中,相比于現(xiàn)有技術(shù),優(yōu)點(diǎn)在于:
9、本實(shí)用新型通過(guò)同時(shí)采集回波信號(hào)的上升沿和下降沿得到回波脈寬時(shí)間信息,配合高分辨率tdc便可提供更準(zhǔn)確的時(shí)間測(cè)量結(jié)果,相比于傳統(tǒng)上升沿測(cè)時(shí)方法,補(bǔ)足了回波后沿的時(shí)間信息,降低了信號(hào)沿受到噪聲和失真的影響,消除了不同幅值情況下的上升沿測(cè)量偏差,回波信號(hào)雙沿測(cè)時(shí)可以提供更準(zhǔn)確、更精確的時(shí)間測(cè)量結(jié)果,有助于提高測(cè)量的可靠性。
1.一種高速回波信號(hào)雙沿精準(zhǔn)測(cè)時(shí)電路,其特征在于,包括兩塊tdc芯片、fpga、hcmp,兩塊所述tdc芯片的輸入端與hcmp的輸出端相連接,兩塊所述tdc芯片的輸出端與fpga連接,所述hcmp的輸入前端連接有tia和光電接收模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速回波信號(hào)雙沿精準(zhǔn)測(cè)時(shí)電路,其特征在于,所述hcmp的正向cml電平接第一塊tdc的正向輸入和第二塊tdc的負(fù)向輸入,所述hcmp的負(fù)向cml電平接第一塊tdc的負(fù)向輸入和第二塊tdc的正向輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速回波信號(hào)雙沿精準(zhǔn)測(cè)時(shí)電路,其特征在于,兩塊所述tdc芯片共享同一個(gè)時(shí)鐘源和控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速回波信號(hào)雙沿精準(zhǔn)測(cè)時(shí)電路,其特征在于,兩塊所述tdc芯片使用串行或并行方式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速回波信號(hào)雙沿精準(zhǔn)測(cè)時(shí)電路,其特征在于,所述hcmp的正向cml電平信號(hào)為sp_p,所述hcmp的負(fù)向cml電平信號(hào)為sp_n。