一種脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路及其鑒別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路及其鑒別方法，該電路包括兩個比較器AD8611、有源延遲線DS1100、第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器。該電路使用的比較器輸出為TTL輸出，傳播延時為4ns，輸出波形的上升時間約為3ns；同時使用兩個高速D觸發(fā)器來對比較器的輸出進(jìn)行整形和去抖，從而得到高質(zhì)量的信號進(jìn)行測時。同時還使用了有源延遲線DS1100，該延遲線封裝小，精度高，能在保證精度和系統(tǒng)體積的情況下完成調(diào)整時序的任務(wù)。本發(fā)明對現(xiàn)有的前沿鑒別技術(shù)進(jìn)行了改良，具有精度較高，電路簡單的特點，是一種具有較高測距精度的電路。該電路適宜于脈沖激光的脈沖上升沿為幾十納秒的激光測距電路中。
【專利說明】一種脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路及其鑒別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于脈沖激光測距【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種鑒別電路，尤其是一種脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路。
【背景技術(shù)】
[0002]為了消除激光回波脈沖信號幅度效應(yīng)引起的時間游動和噪聲引起的時間抖動，保證測距精度，現(xiàn)有的激光測距儀一般會采用不同的時刻鑒別技術(shù)?，F(xiàn)在使用較多的時刻鑒別技術(shù)有兩種，一種是前沿鑒別技術(shù)，另一種叫做恒比定時技術(shù)。這兩種方法各有優(yōu)缺點前沿鑒別技術(shù)電路簡單，易于實現(xiàn)，然而精度不高；而恒比定時技術(shù)的精度較高，但是由于需要使用高精度的模擬延遲線，這會使得電路變得復(fù)雜，同時增大整套系統(tǒng)的體積。相比于恒比定時技術(shù)，前沿鑒別技術(shù)更易于實現(xiàn)，同時也更加適合于小型的激光測距儀中，但是由于其本身精度存在缺陷，所以有必要對其進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路，該電路能夠提聞了如沿鑒別技術(shù)的精度、
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0005]這種脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路，其特征在于，將通過探測器得到的電壓脈沖信號通過導(dǎo)線分別連接到兩個比較器AD8611的正向輸入端，該兩個比較器AD8611的負(fù)向輸入端連接兩個不同的電壓:電壓Va和電壓Vb ;其中電壓Va大于電壓Vb ；以電壓Vb為負(fù)輸入的比較器AD8 611在輸出端用導(dǎo)線連接一個有源延遲線DSl 100，作為鑒別輸出；以電壓Va為負(fù)輸入的比較器AD8611的輸出端直接作為預(yù)警輸出；所述預(yù)警輸出通過導(dǎo)線連接到第一觸發(fā)器的CPl引腳，提供時鐘信號，同時第一觸發(fā)器的;fDl和Dl引腳都通過導(dǎo)線連接高電平，第一觸發(fā)器的_引腳通過導(dǎo)線與第二觸發(fā)器的Q2輸出相連接；第二觸發(fā)器2的CP2引腳與鑒別輸出通過導(dǎo)線連接，第二觸發(fā)器的S /)2引腳與第一觸發(fā)器的Ql輸出相連接，第二觸發(fā)器的D2引腳則通過導(dǎo)線與第一觸發(fā)器的輸出相連接，同時第二觸發(fā)
器的/?/.)2引腳直接與高電平相連接；所述第二觸發(fā)器的輸出作為整個電路的輸出。
[0006]進(jìn)一步，上述高電平電壓為5V。
[0007]進(jìn)一步，上述第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器均為74AHCT74。
[0008]本發(fā)明還提出一種基于上述脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路的鑒別方法，包括以下步驟:
[0009]I)當(dāng)探測器得到的電壓脈沖信號到來的時候，通過兩個比較器AD8611會有兩路相位不同的輸出，再通過有源延遲線DSllOO的調(diào)整之后，最后得到兩路輸出，一路為預(yù)警輸出，一路為鑒別輸出，同時預(yù)警輸出的相位超前于鑒別輸出；[0010]2)當(dāng)預(yù)警輸出信號到達(dá)使第一觸發(fā)器的輸出Ql輸出高電開…輸出低電平，使得第二觸發(fā)器的D2為低電平，Λ’/)2為高電平；
[0011]3)鑒別輸出信號到達(dá)使第二觸發(fā)器的Q2輸出低電平02輸出高電平；這使得第一觸發(fā)器的引腳置低,該第一觸發(fā)器被置O,使Ql輸出為低電平；
[0012]4)第二觸發(fā)器的S/)2引腳與第一觸發(fā)器的輸出Ql相連，所以被置為低電平，這使得第二觸發(fā)器被置1，于是由高電平變?yōu)榈碗娖?，形成一個窄脈寬信號；準(zhǔn)確的包含了原始輸入信號的時刻信息。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0014]1.相比于現(xiàn)有的前沿鑒別技術(shù)，由于本發(fā)明的前沿閾值可以設(shè)置的較低，所以精度有了很大的提高，同時加入了預(yù)警環(huán)節(jié)，最大程度上減少了誤觸發(fā)的可能。
[0015]2.相比現(xiàn)有的恒比定時技術(shù)，本發(fā)明無需使用體積較大的模擬延時線，從而能在保證精度的前提下，使得電路結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)體積較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的電路連接示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0018]參見圖1，本發(fā)明的脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路，該電路包括兩個比較器AD8611、有源延遲線DS1100、第一觸發(fā)器I和第二觸發(fā)器2。首先將通過探測器得到的電壓脈沖信號通過導(dǎo)線分別連接到兩個比較器AD8611的正向輸入端，該兩個比較器AD8611的負(fù)向輸入端連接兩個不同的 電壓:電壓Va和電壓Vb ;其中電壓Va大于電壓Vb ；以電壓Vb為負(fù)輸入的比較器AD8611在輸出端用導(dǎo)線連接一個有源延遲線DSl 100，作為鑒別輸出；以電壓Va為負(fù)輸入的比較器AD8611的輸出端直接作為預(yù)警輸出；所述預(yù)警輸出通過導(dǎo)線連接到第一觸發(fā)器I的CPl引腳，提供時鐘信號，同時第一觸發(fā)器I的友Dl和Dl引腳都通過導(dǎo)線連接高電平，第一觸發(fā)器I的AVH引腳通過導(dǎo)線與第二觸發(fā)器2的Q2輸出相連接；第二觸發(fā)器2的CP2引腳與鑒別輸出通過導(dǎo)線連接，第二觸發(fā)器2的SD2引腳與第一觸發(fā)器I的Ql輸出相連接，第二觸發(fā)器2的D2引腳則通過導(dǎo)線與第一觸發(fā)器I的β?輸出相連
接，同時第二觸發(fā)器2的JiD2引腳直接與高電平相連接；所述第二觸發(fā)器2的02輸出作
為整個電路的輸出。其中，上述高電平電壓為5V。上述第一觸發(fā)器I和第二觸發(fā)器2均為74AHCT74。
[0019]基于以上脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路，本發(fā)明還提出一種該電路的鑒別方法，具體包括以下步驟:
[0020]I)當(dāng)探測器得到的電壓脈沖信號到來的時候，通過兩個比較器AD8611會有兩路相位不同的輸出，再通過有源延遲線DSllOO的調(diào)整之后，最后得到兩路輸出，一路為預(yù)警輸出，一路為鑒別輸出，同時預(yù)警輸出的相位超前于鑒別輸出；[0021]2)當(dāng)預(yù)警輸出信號到達(dá)使第一觸發(fā)器I的輸出Ql輸出高電平，講輸出低電平，使得第二觸發(fā)器2的D2為低電平，,V In為高電平；
[0022]3)鑒別輸出信號到達(dá)使第二觸發(fā)器2的Q2輸出低電平，02輸出高電平；這使得第一觸發(fā)器I的IDl引腳置低，該第一觸發(fā)器I被置0，使Ql輸出為低電平；
[0023]4)第二觸發(fā)器2的Λ/)2引腳與第一觸發(fā)器I的輸出Ql相連，所以被置為低電平，這使得第二觸發(fā)器2被置1，于是02由高電平變?yōu)榈碗娖剑纬梢粋€窄脈寬信號；該脈沖信號上升時間為3ns左右，脈寬為兩個d觸發(fā)器的門延遲時間，約為IOns左右，準(zhǔn)確的包含了原始輸入信號的時刻信息。
[0024]綜上所述，本發(fā)明在一定程度上提高了前沿鑒別技術(shù)的精度。對于前沿鑒別技術(shù)來說，閾值電壓的大小在很大程度上會影響整套測距系統(tǒng)的精度。閾值電壓越大，精度越低，閾值電壓越小，精度越高。所以，為了提高測距精度，就需要將閾值電壓設(shè)置的盡量小。然而，小的閾值電壓容易使整套系統(tǒng)誤報，故此需要設(shè)置一個大于閾值電壓的預(yù)警電壓，只有當(dāng)信號大于此電壓的時候，整套系統(tǒng)才能夠輸出。
[0025]本發(fā)明的電路使用的比較器為高速高精度比較器AD8611，其輸出為TTL輸出，傳播延時為4ns，輸出波形的上升時間約為3ns ;同時使用兩個高速D觸發(fā)器74AHCT74來對比較器的輸出進(jìn)行整形和去抖，從而得到高質(zhì)量的信號進(jìn)行測時。同時為了調(diào)整時序，本電路還使用了一個有源延遲線DS1100，該延遲線封裝小，精度高，能在保證精度和系統(tǒng)體積的情況下完成調(diào)整時序的任務(wù)。然而由于使用了延遲線，所以對于脈沖激光的光源質(zhì)量提出了要求，一般要求激光脈沖的上升時間為幾十ns。
【權(quán)利要求】
1.一種脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路，其特征在于，將通過探測器得到的電壓脈沖信號通過導(dǎo)線分別連接到兩個比較器AD8611的正向輸入端，該兩個比較器AD8611的負(fù)向輸入端連接兩個不同的電壓:電壓Va和電壓Vb ;其中電壓Va大于電壓Vb ;以電壓Vb為負(fù)輸入的比較器AD8611在輸出端用導(dǎo)線連接一個有源延遲線DSl 100，作為鑒別輸出；以電壓Va為負(fù)輸入的比較器AD8611的輸出端直接作為預(yù)警輸出；所述預(yù)警輸出通過導(dǎo)線連接到第一觸發(fā)器(I)的CPl引腳，提供時鐘信號，同時第一觸發(fā)器(I)的Λ Pi PPDl引腳都通過導(dǎo)線連接高電平，第一觸發(fā)器(I)的及Dl引腳通過導(dǎo)線與第二觸發(fā)器(2)的Q2輸出相連接；第二觸發(fā)器2的CP2引腳與鑒別輸出通過導(dǎo)線連接，第二觸發(fā)器(2)的Λ'/)2引腳與第一觸發(fā)器(I)的Ql輸出相連接，第二觸發(fā)器(2)的D2引腳則通過導(dǎo)線與第一觸發(fā)器(I)的輸出相連接，同時第二觸發(fā)器(2)的她引腳直接與高電平相連接；所述第二觸發(fā)器(2)的02輸出作為整個電路的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路，其特征在于，所述高電平電壓為5V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路，其特征在于，所述第一觸發(fā)器(I)和第二觸發(fā)器(2)均為74AHCT74。
4.一種基于權(quán)利要求1所述脈沖激光測距高低閾值前沿鑒別電路的鑒別方法，其特征在于，包括以下步驟: O當(dāng)探測器得到的電壓脈沖信號到來的時候，通過兩個比較器AD8611會有兩路相位不同的輸出，再通過有源延遲線DSllOO的調(diào)整之后，最后得到兩路輸出，一路為預(yù)警輸出，一路為鑒別輸出，同時預(yù)警輸出的相位超前于鑒別輸出； 2)當(dāng)預(yù)警輸出信號到達(dá)使第一觸發(fā)器(I)的輸出Ql輸出高電平，輸出低電平，使得第二觸發(fā)器(2)的D2為低電平，SD2為高電平； 3)鑒別輸出信號到達(dá)使第二觸發(fā)器(2)的Q2輸出低電平，02輸出高電平；這使得第一觸發(fā)器(I)的引腳置低，該第一觸發(fā)器(I)被置O,使Ql輸出為低電平； 4)第二觸發(fā)器(2)的友/)2引腳與第一觸發(fā)器(I)的輸出Ql相連，所以被置為低電平，這使得第二觸發(fā)器(2)被置1，于是02由高電平變?yōu)榈碗娖剑纬梢粋€窄脈寬信號；準(zhǔn)確的包含了原始輸入信號的時刻信息。
【文檔編號】G01S7/48GK103439700SQ201310332598
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】孫劍, 張潮, 田征, 郭希良, 楊鵬飛 申請人:西安交通大學(xué)