CN108646252B - 一种脉冲激光回波信号调理电路及脉冲式激光扫描系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脉冲激光回波信号调理电路，其包括有：饱和信号检测与自复位单元，用于当脉冲激光回波信号的宽度和幅度达到预设值时输出锁定状态的电平信号，当下一脉冲激光发射信号输入结束后输出复位状态的电平信号；时间衰减控制信号产生单元，用于根据所述饱和信号检测与自复位单元的输出信号产生衰减因子为M＝4π×(t×C)2的控制信号；可调衰减器单元，用于衰减脉冲激光回波信号的幅度；阻抗变换单元，用于对其输入端和输出端进行阻抗匹配；限幅放大器单元，用于将其输入的模拟信号转换成数字信号后输出。本发明能获得最佳信噪比，后级信号衰减比例可调，可提高测量距离和测距精度。

Description

一种脉冲激光回波信号调理电路及脉冲式激光扫描系统
技术领域
本发明涉及激光雷达、激光扫描仪、激光测距仪等设备，尤其涉及一种脉冲激光回波信号调理电路及脉冲式激光扫描系统。
背景技术
脉冲式激光扫描仪是在发射时开始计时，并利用近外红激光照射到目标后反射回来，再通过接收镜把光信号转换成电信号，该电信号作为计时的结束信号，可计算激光在空中飞行的时间，再根据飞行时间计算出目标的距离，是目前一种最快速测距的方法。发射及接收装置与可以旋转的反射镜组合在一起，随着反射镜旋转，可以在非常短的时间完成线阵式的距离测量，搭配飞机、无人机、车载，可以快速的对地形、建筑物、隧道、大型设备的表面进行测量、建模，在地质勘探、土方测量、植被覆盖率测量、电力巡线、公路平整度测量方面都有广泛应用。脉冲式激光扫描仪工作在人眼不可见的近红外波段，光线对其影响不明显，隐蔽性好，在激光制导、战术测距也有大量使用。
脉冲式激光扫描仪国内在民用领域起步比较晚，主要受制于大功率窄脉冲激光器的制造以及脉冲激光回波信号处理难度大。回波信号在远近不同距离时，激光能量相差几个数量级，信号不易处理，回波信号处理不好，测量到的激光飞行时间误差大，影响到测量的精度，所以对激光回波信号的处理以及回波信号转换成数字信号并准确提取激光到达的时间，是非常重要的。目前国内的脉冲式激光扫描仪，在测量距离上比较近，测量精度上误差比较大，对脉冲激光回波信号处理采用的方法包括：1、采用固定增益式回波处理电路；2是采用前端光电转换电路采用小增益，后级再采用可调增益放大器方法；3采用自动增益式回波处理电路。其中：
方法1，固定增益法。在满足较强近距离信号不能失真和过饱和条件，远距离的信号会太小以至后级数字甄别电路识别出，测距比较近。远近不同距离时信号幅值差别很大，后级的数字甄别电路提取的信号信息精度低。
方法2，采用前端增益较小的光电转换电路，后级再使用可调增益的放大器方法，因为回波信号的信噪声比主要由前级电路决定，前级增益越大，信噪比越高。后级增益增益时，噪声也会被放大。该方法实施的电路，远处回波的噪声大于近处的回波的噪声。时间甄别电路对远近不同回波信号，提取的时间信息精度也不高。后级增益增加了噪声，测到飞点也会多。
方法3，采用自动增益式回波处理电路，由于激光扫描仪的激光发出时是经过旋转反射镜发射的，连续两次的激光照射到目标是不同的，并不能以前次的激光回信强度来判定这一次激光回波强度，自动增益控制的方法在距离层次差别大的交界处丢失近距离目标的距离信息。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能获得最佳信噪比、后级信号衰减比例可调、可提高测量距离、测距精度高的脉冲激光回波信号调理电路及脉冲式激光扫描系统。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种脉冲激光回波信号调理电路，其包括有：一饱和信号检测与自复位单元，其输入端接入脉冲激光回波信号和脉冲激光发射信号，所述饱和信号检测与自复位单元用于：当脉冲激光回波信号的宽度和幅度达到预设值时输出锁定状态的电平信号，当下一脉冲激光发射信号输入结束后输出复位状态的电平信号；一时间衰减控制信号产生单元，其输入端连接于饱和信号检测与自复位单元的输出端，所述时间衰减控制信号产生单元用于根据所述饱和信号检测与自复位单元的输出信号产生衰减因子为M＝4π×(t×C)2的控制信号，其中，t是脉冲激光发射信号结束后至脉冲激光回波信号到来时的时间差，C是光速；一可调衰减器单元，其输入端用于接入脉冲激光回波信号，其控制端连接于所述时间衰减控制信号产生单元的输出端，所述可调衰减器单元用于衰减脉冲激光回波信号的幅度；一阻抗变换单元，其输入端连接于可调衰减器单元的输出端，所述阻抗变换单元用于对其输入端和输出端进行阻抗匹配；一限幅放大器单元，其输入端连接于阻抗变换单元的输出端，所述限幅放大器单元用于将其输入的模拟信号转换成数字信号后输出。
优选地，所述饱和信号检测与自复位单元包括有比较器U1、NPN管Q8、NPN管Q3、二极管D1和二极管D2，所述比较器U1的反相端连接有电阻R7、电阻R5和电阻R6，所述电阻R7的另一端用于接入脉冲激光回波信号，所述电阻R5的另一端连接高电位，所述电阻R6的另一端连接于NPN管Q3的集电极，所述NPN管Q3的发射极接地，所述NPN管Q3的基极连接于比较器U1的输出端，所述比较器U1的同相端连接有电阻R11、电阻R13和电阻R15，所述电阻R11的另一端连接高电位，所述电阻R15的另一端接地，所述电阻R13的另一端连接于NPN管Q8的集电极，所述NPN管Q8的发射极接地，所述NPN管Q8的基极连接有电阻R17，所述电阻R17的另一端与二极管D2的阳极相互连接后用于接入脉冲激光发射信号，所述比较器U1的输出端连接于二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极和二极管D2的阴极相互连接后作为所述饱和信号检测与自复位单元的输出端。
优选地，所述NPN管Q3的基极与比较器U1的输出端之间连接有电阻R1。
优选地，所述电阻R5并联有电容C5。
优选地，所述时间衰减控制信号产生单元包括有NPN管Q6、NPN管Q7、PNP管Q4和PNP管Q5，所述NPN管Q6的基极连接有电阻R9，所述电阻R9的另一端作为时间衰减控制信号产生单元的输入端，所述NPN管Q6的发射极接地，所述NPN管Q6的集电极通过电阻R3而连接于高电位，所述NPN管Q6的集电极还通过依次串联的电阻R10和电阻R16而连接于负压电位，所述电阻R10和电阻R16的连接点与所述NPN管Q7的基极相连接，所述NPN管Q7的发射极连接于负压电位，所述NPN管Q7的集电极通过依次串联的电阻R8和电阻R2接地，所述电阻R8和电阻R2的连接点与PNP管Q4的基极相连接，所述PNP管Q4的发射极接地，所述PNP管Q4的集电极通过电阻R12连接于负压电位，所述PNP管Q4的集电极还连接于PNP管Q5的基极，所述PNP管Q5的发射极接地，所述PNP管Q5的集电极通过电阻R14连接于负压电位，所述PNP管Q5的集电极作为所述时间衰减控制信号产生单元的输出端。
优选地，所述PNP管Q5的基极与发射极之间连接有电阻R4。
优选地，所述电阻R14并联有电容C6。
优选地，所述可调衰减器单元包括有依次串联的可调衰减器Q1和可调衰减器Q2，所述可调衰减器Q1的控制端和可调衰减器Q2的控制端均连接于时间衰减控制信号产生单元的输出端。
优选地，所述阻抗变换单元包括有传输线变压器，所述阻抗变换单元用于将脉冲激光回波信号由50欧的单端信号转换成50欧的差分信号。
一种脉冲式激光扫描系统，其包括有激光发射单元、回波信号接收单元、监控信号接收单元、监控信号调理单元、回拨信号调理单元和激光脉冲计时单元，所述激光发射单元的脉冲激光发射信号依次经过监控信号接收单元和监控信号调理单元而传输至回拨信号调理单元与激光脉冲计时单元，所述激光发射单元发射的脉冲激光经反射后传输至回波信号接收单元，所述回波信号接收单元输出的脉冲激光回波信号传输至回拨信号调理单元，所述回拨信号调理单元输出的激光回拨信号传输至激光脉冲计时单元，所述回拨信号调理单元包括上述脉冲激光回波信号调理电路。
本发明公开的脉冲激光回波信号调理电路，其能够在前端光电转换电路满足信号带宽时使用最大的增益，以获得系统最佳信噪比，测量到更远距离的信号。同时，在时间衰减控制信号产生单元的控制信号作用下，后级可调衰减单元根据光信号在空间传播时能量的衰减与距离的平方成反比关系，调节信号衰减的比例，使近处的大信号衰减的比例大，随着激光飞行时间的增加，调节衰减的比例减小，以保证后面的信号在远近距离时幅值都在一个小的范围内。此外，限幅放大器本身有良好的时间抖动误差，非常适合做超高速模拟信号到数字信号的转换。相比现有技术而言，本发明脉冲激光回波信号调理电路可以满足测量更远距离的小信号，其不仅能获得最佳信噪比、后级信号衰减比例可调，而且能提高测量距离和测距精度。
附图说明
图1为本发明脉冲式激光扫描系统的原理图。
图2为本发明脉冲激光回波信号调理电路的原理图。
图3为本发明脉冲激光回波信号调理电路执行过程的流程图。
图4为本发明脉冲激光回波信号调理电路的仿真波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本实施例提出了一种脉冲式激光扫描系统，请参照图1，其包括有激光发射单元600、回波信号接收单元100、监控信号接收单元500、监控信号调理单元400、回拨信号调理单元200和激光脉冲计时单元300，所述激光发射单元600的脉冲激光发射信号依次经过监控信号接收单元500和监控信号调理单元400而传输至回拨信号调理单元200与激光脉冲计时单元300，所述激光发射单元600发射的脉冲激光经反射后传输至回波信号接收单元100，所述回波信号接收单元100输出的脉冲激光回波信号传输至回拨信号调理单元200，所述回拨信号调理单元200输出的激光回拨信号传输至激光脉冲计时单元300。
结合图1、图2和图3所示，上述回拨信号调理单元200包括有脉冲激光回波信号调理电路，所述脉冲激光回波信号调理电路包括有：
一饱和信号检测与自复位单元210，其输入端接入脉冲激光回波信号和脉冲激光发射信号，所述饱和信号检测与自复位单元210用于：当脉冲激光回波信号的宽度和幅度达到预设值时输出锁定状态的电平信号，当下一脉冲激光发射信号输入结束后输出复位状态的电平信号；
一时间衰减控制信号产生单元220，其输入端连接于饱和信号检测与自复位单元210的输出端，所述时间衰减控制信号产生单元220用于根据所述饱和信号检测与自复位单元210的输出信号产生衰减因子为M＝4π×(t×C)2的控制信号，其中，t是脉冲激光发射信号结束后至脉冲激光回波信号到来时的时间差，C是光速；
一可调衰减器单元230，其输入端用于接入脉冲激光回波信号，其控制端连接于所述时间衰减控制信号产生单元220的输出端，所述可调衰减器单元230用于衰减脉冲激光回波信号的幅度；
一阻抗变换单元240，其输入端连接于可调衰减器单元230的输出端，所述阻抗变换单元240用于对其输入端和输出端进行阻抗匹配；
一限幅放大器单元250，其输入端连接于阻抗变换单元240的输出端，所述限幅放大器单元250用于将其输入的模拟信号转换成数字信号后输出。
上述脉冲激光回波信号调理电路，其能够在前端光电转换电路满足信号带宽时使用最大的增益，以获得系统最佳信噪比，测量到更远距离的信号。同时，在时间衰减控制信号产生单元220的控制信号作用下，后级可调衰减单元根据光信号在空间传播时能量的衰减与距离的平方成反比关系，调节信号衰减的比例，使近处的大信号衰减的比例大，随着激光飞行时间的增加，调节衰减的比例减小，以保证后面的信号在远近距离时幅值都在一个小的范围内。此外，限幅放大器本身有良好的时间抖动误差，非常适合做超高速模拟信号到数字信号的转换。相比现有技术而言，本发明脉冲激光回波信号调理电路可以满足测量更远距离的小信号，其不仅能获得最佳信噪比、后级信号衰减比例可调，而且能提高测量距离和测距精度。
关于信号类型，所述的脉冲激光回波信号为模拟信号，是激光回波信号经过光电转换器最大增益时转换成的模拟信号。脉冲激光发射信号为数字信号，是激光发出的同步信号或激光发出的激励信号，可做为激光在空间飞行时间的起始信号。
作为一种优选方式，所述饱和信号检测与自复位单元210包括有比较器U1、NPN管Q8、NPN管Q3、二极管D1和二极管D2，所述比较器U1的反相端连接有电阻R7、电阻R5和电阻R6，所述电阻R7的另一端用于接入脉冲激光回波信号，所述电阻R5的另一端连接高电位，所述电阻R6的另一端连接于NPN管Q3的集电极，所述NPN管Q3的发射极接地，所述NPN管Q3的基极连接于比较器U1的输出端，所述比较器U1的同相端连接有电阻R11、电阻R13和电阻R15，所述电阻R11的另一端连接高电位，所述电阻R15的另一端接地，所述电阻R13的另一端连接于NPN管Q8的集电极，所述NPN管Q8的发射极接地，所述NPN管Q8的基极连接有电阻R17，所述电阻R17的另一端与二极管D2的阳极相互连接后用于接入脉冲激光发射信号，所述比较器U1的输出端连接于二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极和二极管D2的阴极相互连接后作为所述饱和信号检测与自复位单元210的输出端。进一步地，所述NPN管Q3的基极与比较器U1的输出端之间连接有电阻R1。所述电阻R5并联有电容C5。
上述电路中，所述饱和信号检测与自复位单元210接收脉冲激光回波信号后，通过电阻R7、电阻R5、电容C5的分压，进入快速比较器U1的反向输入端，用以检测出饱和的回波信号，饱和的回波信号使比较器U1的输出反转输出高电平，NPN管Q3导通，饱和状态输出的高电平被锁定。此外，脉冲激光发射信号作为激光发射的起始信号，通过电阻R17、NPN管Q8输入到比较器U1的同向输入端。NPN管Q8和电阻R13串联减小电阻R15和电阻R11的分压，比较器U1的输出变为低电平，完成比较器U1输出的复位功能。在脉冲激光发射信号结束时，二极管D2截止，比较器U1的输出由脉冲激光回波信号的幅度决定，饱和时比较器U1输出高电平，不饱和时比较器U1输出低电平，每个激光发射周期的开始，所述饱和信号检测与自复位单元210都会输出一个高电平信号做复位信号输出到衰减控制信号产生单元220。
所述饱和信号检测与自复位单元可以检测脉冲激光回波信号的宽度和幅度，当检测到饱和的脉冲激光回波信号，输出锁定状态的电平信号，并在下一次激光发射后复位这一状态的电平信号。饱和信号检测与自复位单元的两个功能：1是检测所述信号的强度和宽度，所述信号饱和时幅度较大，峰值宽度也会被展宽，峰值超过设定的宽度该功能单元会输出一个持续的高电平作饱和状态锁定信号；功能2是下一次脉冲激光发射信号输入高电平结束后，该功能单元的输出会被复位，输出低电平信号；如果输入的脉冲激光回波信号不是饱和信号，该功能单元不会输出持续高电平的锁定信号。饱和状态锁定信号和脉冲激光发射信号进行逻辑或运算后输出下一级的时间衰减控制信号产生单元。
本实施例中，所述时间衰减控制信号产生单元220包括有NPN管Q6、NPN管Q7、PNP管Q4和PNP管Q5，所述NPN管Q6的基极连接有电阻R9，所述电阻R9的另一端作为时间衰减控制信号产生单元220的输入端，所述NPN管Q6的发射极接地，所述NPN管Q6的集电极通过电阻R3而连接于高电位，所述NPN管Q6的集电极还通过依次串联的电阻R10和电阻R16而连接于负压电位，所述电阻R10和电阻R16的连接点与所述NPN管Q7的基极相连接，所述NPN管Q7的发射极连接于负压电位，所述NPN管Q7的集电极通过依次串联的电阻R8和电阻R2接地，所述电阻R8和电阻R2的连接点与PNP管Q4的基极相连接，所述PNP管Q4的发射极接地，所述PNP管Q4的集电极通过电阻R12连接于负压电位，所述PNP管Q4的集电极还连接于PNP管Q5的基极，所述PNP管Q5的发射极接地，所述PNP管Q5的集电极通过电阻R14连接于负压电位，所述PNP管Q5的集电极作为所述时间衰减控制信号产生单元220的输出端。进一步地，所述PNP管Q5的基极与发射极之间连接有电阻R4。所述电阻R14并联有电容C6。
其中，时间衰减控制信号产生单元可以产生一个与时间相关的控制信号调节后级功能单元的衰减比例，根据激光回波能量与距离的平方成反比关系，生成的信号幅值是和时间相关的一个控制信号，脉冲激光发射信号结束后，该功能单元产生的信号幅度开始变化，变化的速率是时间的函数。所述时间衰减控制信号产生单元220每接收到一个复位信号，都产生一个幅值随时间变化的电压信号，控制可调衰减器单元230调节激光回波信号的幅值强度，控制信号的衰减因子M＝4π×(t×C)2，t是脉冲激光发射信号结束后至脉冲激光回波信号到时来的时间差，C是光速。
上述电路中，电阻R9、NPN管Q6、电阻R3、电阻R10、电阻R16、NPN管Q7完成复位信号的电平转换，由0V至5V的电平转换到-3V至0V，电阻R8、电阻R2、PNP管Q4、电阻R4、PNP管Q5作为高边驱动电路，由PNP管Q5给电阻R14和电容C6充电，放电时间τ＝R14×C6，可通过调节电阻R14和电容C6的参数，使其输出的电压信号控制可调衰减器单元230符合回波能量与距离的平方成反比的比例关系。
作为一种优选方式，所述可调衰减器单元230包括有依次串联的可调衰减器Q1和可调衰减器Q2，所述可调衰减器Q1的控制端和可调衰减器Q2的控制端均连接于时间衰减控制信号产生单元220的输出端。本实施例中的可调衰减器单元230采用可调衰减器Q1和可调衰减器Q2两级串联，可调衰减器Q1和可调衰减器Q2的控制端并联，输入输出端级联，总衰减Sdb＝SQ1+SQ2。但是在本发明的替换实施例中，可调衰减器单元可以是一个衰减器元件，也可以是多个可调衰减器元件组合或固定衰减器元件与可调衰减器元件的组合，该功能单元也可以是集成电路的某一功能单元。
本实施例中，所述阻抗变换单元240包括有传输线变压器，所述阻抗变换单元240用于将脉冲激光回波信号由50欧的单端信号转换成50欧的差分信号。其中，所述阻抗变换单元240是传输线变压器，用于实现50欧阻抗的单端输入变换成50欧阻抗的差分输出，脉冲激光回波信号由50欧的单端信号转换成50欧的差分信号。实际应用中，所述阻抗变换单元240不限于变压器的电感元件和有源放大器组成的端口变换电路。
作为一种优选方式，所述限幅放大器单元250用于输入经过调理后的差分脉冲激光，输出可供计时逻辑电路使用的数字信号。该限幅放大器单元用于将输入的模拟信号转换成数字信号输出，用来计算激光回波到达时间，该单元可将可识别的最小输入信号转换成数字信号输出，该单元可由限幅放大器元件或快速比较器元件及外围电路组成。本实施例中的限幅放大器单元250由限幅放大器及外围元件组成，当输入的差分信号超过3mV就可以转换成数字信号，且输入和输入的时间差抖动极低。所述限幅放大器单元250极低的输入输出时差的抖动，保证了数字时间信号提取的准确性，提高了激光在空中飞行时间计时的精度。
关于器件选型，所述饱和信号检测与自复位单元210中，比较器U1使用LMV7219高速比较器，NPN管Q3、NPN管Q8均为MRF947BT1型NPN高频三极管，二极管D1、二极管D2均为NSR024HT1G肖特基二极管。所述时间衰减控制信号产生单元220中，NPN管Q7、NPN管Q6使用两个MRF947BT1型NPN高频三极管，PNP管Q4、PNP管Q5均为MMBTH69LT1型PNP高频三极管。可调衰减器单元230中，可调衰减器Q1、可调衰减器Q2均为MAAVSS0006电压可调式衰减器。阻抗变换单元240中，T1为传输线变压器MABA-007871-CT1A40。限幅放大器单元250中，放大器U2使用ADN2891ACPZ限幅放大器。
本发明脉冲激光回波信号调理电路的仿真结果如图4所示：脉冲激光发射信号VF1，作为脉冲激光测距中开始计时的信号，该信号是固定周期的数字信号；脉冲激光回波信号VF2，作为脉冲激光测距中结束计时的信号，该信号的特点近处回波信号幅值大，离发射时刻越远的回波信号幅值越小；VF3是饱和信号检测与自复位单元210的输出信号；VF4是时间衰减控制信号产生单元220的输出，电平最高时，控制衰减的比例最大，随着时间的增加，控制衰减的比例越来越小；VF5是可调衰减器单元230的输出；VF6是限放大器单元的输出。其中：
图4中VF1的第一个激光发射信号：VF2只在远处有一个小的回波信号；VF3没有检测到VF2饱和信号，输出只产生一个高电平的复位信号；VF4输出根据激光发射出来的时间信息产生可变的衰减信号；图4中VF4电平越高，衰减的比例越大，电平越低衰减的比例越小；VF5是经过衰减的后的信号，第一个回波信号，离发激光发射时刻较远，只衰减了很小的比例；VF6作为数字甄别电路提取到的时间信息，计算图中VF6第一个信号和VF1第一个信号的时间差值，可以计算出本次测量目标的距离信息。
图4中VF1的第二个激光发射信号：VF2只在近处有一个较大且饱和的回波信号；VF3产生一个高电平的复位信号，随后检测到VF2的饱和信号，输出高电平并保持这个电平状态；随着VF3的电平保持状态，VF4就不会产生可调衰减控制信号，衰减比例最大；VF5是被衰减后的信号，为近处返回的回波信号，目标距离较近，衰减比例大；VF6为提取到的时间信息，原始回波的饱信号被拉宽，数字甄别后的信号也会比较宽，时间提取在前边沿，不影响计时。
图4中VF1的第三个激光发射信号，分析结果与第一个激光发射信号相同。
图4中VF1的第四个激光发射信号，分析结果与第二个激光发射信号相同。
实施例仿真结果表明，本发明脉冲激光回波信号调理电路具有如下特点：1根据激光飞行时间产生的衰减控制信号，可以保证回波信号在近距离和远距离时，信号幅值都控制在一个很小的范围内，以帮助提高后级电路时间提取的精度。2本发明电路的前级，光电转换电路部分可使用最大增益以达到最大化的信噪比，本发明电路使信号噪声一直保持低水平，减少测量时的飞点数据。3近距离回波信号饱和时，锁定本次的最大衰减状态，防止激光在壳体内或近距离多次反射产生错误信号被识别。下一次激光发射时锁定状态会被复位，前次信号状态不会影响下一次的测量。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种脉冲激光回波信号调理电路，其特征在于，包括有：
一饱和信号检测与自复位单元(210)，其输入端接入脉冲激光回波信号和脉冲激光发射信号，所述饱和信号检测与自复位单元(210)用于：当脉冲激光回波信号的宽度和幅度达到预设值时输出锁定状态的电平信号，当下一脉冲激光发射信号输入结束后输出复位状态的电平信号；
一时间衰减控制信号产生单元(220)，其输入端连接于饱和信号检测与自复位单元(210)的输出端，所述时间衰减控制信号产生单元(220)用于根据所述饱和信号检测与自复位单元(210)的输出信号产生衰减因子为M＝4π×(t×C)2的控制信号，其中，t是脉冲激光发射信号结束后至脉冲激光回波信号到来时的时间差，C是光速；
一可调衰减器单元(230)，其输入端用于接入脉冲激光回波信号，其控制端连接于所述时间衰减控制信号产生单元(220)的输出端，所述可调衰减器单元(230)用于衰减脉冲激光回波信号的幅度；
一阻抗变换单元(240)，其输入端连接于可调衰减器单元(230)的输出端，所述阻抗变换单元(240)用于对其输入端和输出端进行阻抗匹配；
一限幅放大器单元(250)，其输入端连接于阻抗变换单元(240)的输出端，所述限幅放大器单元(250)用于将其输入的模拟信号转换成数字信号后输出；
所述饱和信号检测与自复位单元(210)包括有比较器U1、NPN管Q8、NPN管Q3、二极管D1和二极管D2，所述比较器U1的反相端连接有电阻R7、电阻R5和电阻R6，所述电阻R7的另一端用于接入脉冲激光回波信号，所述电阻R5的另一端连接高电位，所述电阻R6的另一端连接于NPN管Q3的集电极，所述NPN管Q3的发射极接地，所述NPN管Q3的基极连接于比较器U1的输出端，所述比较器U1的同相端连接有电阻R11、电阻R13和电阻R15，所述电阻R11的另一端连接高电位，所述电阻R15的另一端接地，所述电阻R13的另一端连接于NPN管Q8的集电极，所述NPN管Q8的发射极接地，所述NPN管Q8的基极连接有电阻R17，所述电阻R17的另一端与二极管D2的阳极相互连接后用于接入脉冲激光发射信号，所述比较器U1的输出端连接于二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极和二极管D2的阴极相互连接后作为所述饱和信号检测与自复位单元(210)的输出端。
2.如权利要求1所述的脉冲激光回波信号调理电路，其特征在于，所述NPN管Q3的基极与比较器U1的输出端之间连接有电阻R1。
3.如权利要求1所述的脉冲激光回波信号调理电路，其特征在于，所述电阻R5并联有电容C5。
4.如权利要求1所述的脉冲激光回波信号调理电路，其特征在于，所述时间衰减控制信号产生单元(220)包括有NPN管Q6、NPN管Q7、PNP管Q4和PNP管Q5，所述NPN管Q6的基极连接有电阻R9，所述电阻R9的另一端作为时间衰减控制信号产生单元(220)的输入端，所述NPN管Q6的发射极接地，所述NPN管Q6的集电极通过电阻R3而连接于高电位，所述NPN管Q6的集电极还通过依次串联的电阻R10和电阻R16而连接于负压电位，所述电阻R10和电阻R16的连接点与所述NPN管Q7的基极相连接，所述NPN管Q7的发射极连接于负压电位，所述NPN管Q7的集电极通过依次串联的电阻R8和电阻R2接地，所述电阻R8和电阻R2的连接点与PNP管Q4的基极相连接，所述PNP管Q4的发射极接地，所述PNP管Q4的集电极通过电阻R12连接于负压电位，所述PNP管Q4的集电极还连接于PNP管Q5的基极，所述PNP管Q5的发射极接地，所述PNP管Q5的集电极通过电阻R14连接于负压电位，所述PNP管Q5的集电极作为所述时间衰减控制信号产生单元(220)的输出端。
5.如权利要求4所述的脉冲激光回波信号调理电路，其特征在于，所述PNP管Q5的基极与发射极之间连接有电阻R4。
6.如权利要求4所述的脉冲激光回波信号调理电路，其特征在于，所述电阻R14并联有电容C6。
7.如权利要求1所述的脉冲激光回波信号调理电路，其特征在于，所述可调衰减器单元(230)包括有依次串联的可调衰减器Q1和可调衰减器Q2，所述可调衰减器Q1的控制端和可调衰减器Q2的控制端均连接于时间衰减控制信号产生单元(220)的输出端。
8.如权利要求1所述的脉冲激光回波信号调理电路，其特征在于，所述阻抗变换单元(240)包括有传输线变压器，所述阻抗变换单元(240)用于将脉冲激光回波信号由50欧的单端信号转换成50欧的差分信号。
9.一种脉冲式激光扫描系统，其特征在于，包括有激光发射单元(600)、回波信号接收单元(100)、监控信号接收单元(500)、监控信号调理单元(400)、回波信号调理单元(200)和激光脉冲计时单元(300)，所述激光发射单元(600)的脉冲激光发射信号依次经过监控信号接收单元(500)和监控信号调理单元(400)而传输至回波信号调理单元(200)与激光脉冲计时单元(300)，所述激光发射单元(600)发射的脉冲激光经反射后传输至回波信号接收单元(100)，所述回波信号接收单元(100)输出的脉冲激光回波信号传输至回波信号调理单元(200)，所述回波信号调理单元(200)输出的激光回波信号传输至激光脉冲计时单元(300)，所述回波信号调理单元(200)包括权利要求1-8任一项所述的脉冲激光回波信号调理电路。
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