CN114089318A - 时间间隔测试电路、时间间隔测试方法以及测距系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种时间间隔测试电路、时间间隔测试方法以及测距系统，时间间隔测试电路包括时间间隔记录模块；延时模块，延时模块与时间间隔记录模块连接，延时模块用于输出具有预设时间间隔的计时信号和延时记录信号；其中，时间间隔记录模块根据计时信号和延时记录信号记录测试时间间隔，以根据预设时间间隔和测试时间间隔判断时间间隔记录模块的精度。本申请通过延时记录信号替代单光子雪崩二极管产生的信号来触发时间间隔记录模块，从而可以对时间间隔记录模块进行无激光源、无单光子雪崩二极管的测试标定过程，进而对于时间间隔记录模块的测试可以不用在整个ToF模组封装完成后再进行，以避免模组上其他芯片和封装物料的浪费现象。

Description

时间间隔测试电路、时间间隔测试方法以及测距系统

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，具体涉及一种时间间隔测试电路、时间间隔测试方法以及测距系统。

背景技术

目前，随着市场对3D视觉与识别技术的兴趣日益浓厚，ToF(飞行时间，Time offlight)技术不断发展，ToF主要包括两种技术路线：iToF(间接飞行时间，indirect-ToF)和dToF(直接飞行时间，direct-ToF)，其中dToF系统通过发出短脉冲光然后测量发射的光返回所需的时间，从而检测与物体的距离。

现有的dToF系统主要包括激光源、单光子雪崩二极管(Single-photon AvalancheDiode，SPAD)以及时间-数字转换器(Time-to-digital Converter，TDC)，激光源发射脉冲光，脉冲光经物体反射后被单光子雪崩二极管接收，时间-数字转换器写入该过程的时间间隔数据，然后交由数字模块读取进行处理计算得到距离。由于激光源的激光器驱动芯片和激光发射器需要不同的半导体工艺来制造，因此目前主要是将时间-数字转换器、单光子雪崩二极管集成在同一块芯片(由于具有SPAD传感器，因此一般称为SPAD传感器芯片)上，然后与激光源组装形成ToF模组。

在整个ToF模组组装完毕后，会进行一次标定来校正生产工艺产生的性能偏差，然而，如果在标定过程中发现SPAD传感器芯片因为工艺的原因导致整个ToF模组性能不符合要求时，则浪费了模组上其他芯片和封装物料的成本；同时，由于需要对时间-数字转换器阵列的精度和线性度进行的标定，ToF模组需要多次测量在不同距离下时间间隔数据，以判断时间-数字转换器阵列的精度和线性度，导致整个标定测试时间较长。因此，如何提高ToF模组的标定速度成为本领域人员的努力方向。

发明内容

本申请提供一种时间间隔测试电路、时间间隔测试方法以及测距系统，旨在解决目前ToF模组标定速度较慢且易浪费模组芯片和封装物料成本的技术问题。

第一方面，本申请提供一种时间间隔测试电路，包括：

时间间隔记录模块；

延时模块，延时模块与时间间隔记录模块连接，延时模块用于输出具有预设时间间隔的计时信号和延时记录信号；

其中，时间间隔记录模块根据计时信号和延时记录信号记录测试时间间隔，以根据预设时间间隔和测试时间间隔判断时间间隔记录模块的精度。

在一些实施例中，延时模块包括多个串联的延时寄存器以及与多个延时寄存器的输出端连接的第一多路选择器；

从串联首端至串联尾端的方向，位于串联首端的延时寄存器接入初始信号，多个延时寄存器的控制端接入同一预设时钟信号，预设时钟信号具有固定的时钟周期；

第一多路选择器被配置为选择第m个延时寄存器的输出信号输出，以在预设时钟信号的控制下，第一多路选择器输出与初始信号间隔时间为m个时钟周期的延时记录信号，其中，m为大于等于1的整数。

在一些实施例中，延时模块还包括第二多路选择器，第二多路选择器与多个延时寄存器的输出端连接；

第二多路选择器被配置为选择第n个延时寄存器的输出信号输出，以在预设时钟信号的控制下，第二多路选择器输出与初始信号间隔时间为n个时钟周期的计时信号，其中，n为大于等于1的整数，且n小于m。

在一些实施例中，延时模块还包括第三多路选择器，第三多路选择器的输出端与多个延时寄存器的控制端连接；

第三多路选择器的输入端接入第一时钟信号和第二时钟信号，第三多路选择器被配置为选择第一时钟信号或第二时钟信号输入至多个延时寄存器的控制端。

在一些实施例中，时间间隔记录模块包括：

参考时钟子模块，参考子时钟模块具有固定的运行周期；

计数子模块，计数子模块与参考时钟子模块连接；

计时子模块，计时子模块与计数子模块连接；

其中，计数子模块根据计时信号开始记录参考时钟子模块的运行周期数，计时子模块根据延时记录信号存储当前时间计数子模块的记录结果作为测试时间间隔。

在一些实施例中，时间间隔记录模块还包括第四多路选择器，第四多路选择器的输出端与计时子模块的控制端连接；

第四多路选择器的输入端接入延时记录信号和真实记录信号，第四多路选择器被配置为选择延时记录信号或真实记录信号输入至计时子模块的控制端。

第二方面，本申请提供一种时间间隔测试方法，包括：

延时模块输出第一计时信号和第一延时记录信号，第一计时信号和第二计时信号具有第一预设时间间隔；

时间间隔记录模块根据第一计时信号和第一延时记录信号记录第一测试时间间隔；

比较第一预设时间间隔和第一测试时间间隔，以判断时间间隔记录模块的精度。

在一些实施例中，方法还包括：

延时模块输出第二计时信号和第二延时记录信号，第二计时信号和第二计时信号具有第二预设时间间隔；

时间间隔记录模块根据第二计时信号和第二延时记录信号记录第二测试时间间隔；

比较第一时间差和第二时间差，以判断时间间隔记录模块的精度，其中，第一时间差为第一预设时间间隔和第二预设时间间隔的差值，第二时间差为第一测试时间间隔和第二测试时间间隔的差值。

在一些实施例中，时间间隔记录模块包括参考时钟子模块、计数子模块以及计时子模块，参考子时钟模块具有固定的运行周期，计数子模块与参考时钟子模块连接，计时子模块与计数子模块连接；

时间间隔记录模块根据第一计时信号和第一延时记录信号记录第一测试时间间隔的步骤包括：

计数子模块根据第一计时信号开始记录参考时钟子模块的运行周期数；

计时子模块根据第一延时记录信号存储当前时间计数子模块的记录结果作为第一测试时间间隔。

第三方面，本申请提供一种测距系统，包括如第一方面所述的时间间隔测试电路。

在一些实施例中，还包括：

信号发射单元，信号发射单元用于发射测距信号；

信号接收单元，信号接收单元用于接收经物体反射后的测距信号；以及

时间间隔测试电路的延时模块与信号发射单元连接，时间间隔测试电路的时间间隔记录模块与信号接收单元连接；

延时模块发出发射信号和计时信号，发射信号输入至信号发射单元，计时信号输入至时间间隔记录模块，以执行以下过程：

时间间隔记录模块在计时信号的触发下开始计时，信号发射单元在发射信号的触发下发射测距信号；

信号接收单元在接收到返回的测距信号后产生真实记录信号，以控制时间间隔记录模块结束计时，并得到测距信号的传播时间。

在一些实施例中，发射信号和计时信号具有预设时间间隔，以通过预设时间间隔抵消第一信号电路延时与第二信号电路延时的时间差；

其中，第一信号电路延时为发射信号输入至信号发射单元的时间，第二信号电路延时为计时信号输入至时间间隔记录模块的时间。

本申请通过延时模块发出模拟测试的计时信号和延时记录信号，时间间隔记录模块根据计时信号和延时记录信号记录测试时间间隔，由于计时信号和延时记录信号具有预设时间间隔，因此可以根据预设时间间隔和测试时间间隔判断时间间隔记录模块的精度，即由延时记录信号替代了单光子雪崩二极管产生的信号来触发时间间隔记录模块，从而可以对时间间隔记录模块进行无激光源、无单光子雪崩二极管的测试标定过程，进而对于时间间隔记录模块的测试可以不用在整个ToF模组封装完成后再进行，以避免模组上其他芯片和封装物料的浪费现象；同时由于延时记录信号由延时模块模拟产生，整个测试过程无需模拟真实的测试环境，也无需考虑环境光误触发单光子雪崩二极管而产生信号的现象，因此有利于缩短时间间隔记录模块的测试时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中提供的时间间隔测试电路的一种模块示意图；

图2是本申请实施例中提供的包含延时模块一种具体结构的时间间隔测试电路示意图；

图3是本申请实施例中提供的包含延时模块一种具体结构的时间间隔测试电路示意图；

图4是本申请实施例中提供的包含延时模块一种具体结构的时间间隔测试电路示意图；

图5是本申请实施例中提供的包含延时模块一种具体结构的时间间隔测试电路示意图；

图6是本申请实施例中提供的包含时间间隔记录模块一种具体结构的时间间隔测试电路示意图；

图7是本申请实施例中提供的包含时间间隔记录模块一种具体结构的时间间隔测试电路示意图；

图8是本申请实施例中提供的时间间隔测试方法的一种流程示意图；

图9是本申请实施例中提供的时间间隔测试方法的一种流程示意图；

图10是本申请实施例中提供的一种信号示意图；

图11是本申请实施例中提供的多次预设时间间隔与多次测试时间间隔的一种关系图；

图12是本申请实施例中提供的测距系统的一种模块示意图。

其中：

10时间间隔记录模块，11参考时钟子模块，12计数子模块，13计时子模块，14第四多路选择器，20延时模块，21延时寄存器，22第一多路选择器，23第二多路选择器，24第三多路选择器；

100时间间隔测试电路，200信号发射单元，300信号接收单元，400存储控制单元。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种时间间隔测试电路100、时间间隔测试方法以及测距系统，以下分别进行详细说明。

首先，参阅图1，图1示出了本申请实施例中时间间隔测试电路100的一种模块示意图，其中，时间间隔测试电路100包括：

时间间隔记录模块10；

延时模块20，延时模块20与时间间隔记录模块10连接，延时模块20用于输出具有预设时间间隔的计时信号和延时记录信号；

其中，时间间隔记录模块10根据计时信号和延时记录信号记录测试时间间隔，以根据预设时间间隔和测试时间间隔判断时间间隔记录模块10的精度。

具体的，时间间隔记录模块10用于记录时间间隔数据。一般的，对于ToF系统而言，时间间隔记录模块10是指时间-数字转换器，即时间隔记录模块可以记录激光源发射脉冲光至脉冲光经物体反射后被单光子雪崩二极管接收的时间间隔数据。

延时模块20用于输出具有预设时间间隔(例如5*10^-8秒)的计时信号和延时记录信号，以便于时间间隔记录模块10根据计时信号和延时记录信号记录测试时间间隔。以图1为例，在时间间隔记录模块10接收到计时信号后开始计时，在接收到延时记录信号后则停止计时，从而得到测试时间间隔，通过将预设时间间隔和测试时间间隔比较，则可以判断时间间隔记录模块10的精度。示例性的，预设时间间隔为5*10^-8秒，而时间间隔记录模块10记录的测试时间间隔为6*10^-8秒，则时间间隔记录模块10的误差为1*10^-8秒。

在本申请实施例中，由于延时记录信号替代了单光子雪崩二极管产生的信号来触发时间间隔记录模块10，从而可以对时间间隔记录模块10进行无激光源、无单光子雪崩二极管的测试标定过程，进而对于时间间隔记录模块10的测试可以不用在整个ToF模组封装完成后再进行，以避免模组上其他芯片和封装物料的浪费现象；同时由于延时记录信号由延时模块20模拟产生，整个测试过程无需模拟真实的测试环境，也无需考虑环境光误触发单光子雪崩二极管而产生信号的现象，因此有利于缩短时间间隔记录模块10的测试时间。

可以理解的，本申请的时间间隔测试电路100不仅可以适用于dToF系统，对于需要测试模块/模组记录时间间隔的精度的装置/系统同样适用。

作为一种示例性的，继续参阅图2，图2示出了本申请实施例中包含延时模块20一种具体结构的时间间隔测试电路100示意图。其中，延时模块20包括多个串联的延时寄存器21以及与多个延时寄存器21的输出端(Q端口)连接的第一多路选择器22，从串联首端至串联尾端的方向，位于串联首端的延时寄存器21接入初始信号，多个延时寄存器21的控制端(Clk端口)接入同一预设时钟信号，预设时钟信号具有固定的时钟周期，第一多路选择器22被配置为选择第m个延时寄存器21的输出信号输出，以在预设时钟信号的控制下，第一多路选择器22输出与初始信号间隔时间为m个时钟周期的延时记录信号，其中，m为大于等于1的整数。

在上述实施例中，初始信号、第一多路选择器22的第一选择信号可以是由存储控制单元400发出，时钟信号具有固定的时钟周期，例如1*10^-8秒。在第一个时钟周期内的高电平信号输入给多个串联的延时寄存器21时，第1个延伸寄存器则存入了初始信号，而第2个延伸寄存器其输入端(D端口)无信号，因此第2个延伸寄存器并无相关任何信号数据；在第2个时钟周期内的高电平信号输入给多个串联的延时寄存器21时，由于第2个延伸寄存器的输入端(D端口)此时具有第1个延伸寄存器保存的初始信号，因此在第2个时钟周期内的高电平信号输入时，第2个延伸寄存器保存初始信号；如此循环，在m个时钟周期时第m个延时寄存器21保存初始信号，由于第一多路选择器22选择第m个延时寄存器21的输出信号输出，因此将输出与初始信号时间间隔为m个时钟周期的延时记录信号，如图2所示，若将初始信号作为计时信号，则延时记录信号与计时信号的预设时间间隔为m个时钟周期，从而实现了延时模块20输出具有预设时间间隔的计时信号和延时记录信号的目的。

为了便于对延时记录信号与计时信号之间的预设时间间隔进行更加灵活的控制，在本申请的一些实施例中，例如对于延时模块20包括多个串联的延时寄存器21以及第一多路选择器22的实施例，继续参阅图3，图3示出了本申请实施例中包含延时模块20一种具体结构的时间间隔测试电路100示意图，其中，延时模块20还包括第二多路选择器23，第二多路选择器23与多个延时寄存器21的输出端(Q端口)连接，第二多路选择器23被配置为选择第n个延时寄存器21的输出信号输出，以在预设时钟信号的控制下，第二多路选择器23输出与初始信号时间间隔为n个时钟周期的计时信号，其中，n为大于等于1的整数，且n小于m。

同样的，第二多路选择器23的第二选择信号可以是由存储控制单元400发出，在n个时钟周期时第n个延时寄存器21保存初始信号，由于第二多路选择器23选择第n个延时寄存器21的输出信号输出，因此将输出与初始信号间隔时间为n个时钟周期的计时信号，即延时记录信号与计时信号的预设时间间隔为m-n个时钟周期，如此可以实现预设时间间隔上限值以及下限值的控制，使得延时记录信号与计时信号之间的预设时间间隔控制更加灵活。

本领域技术人员可以理解的，还可以仅通过一个多路选择器来同时实现对初始信号延时形成计时信号和延时记录信号，例如，参阅图4，图4示出了本申请实施例中包含延时模块20一种具体结构的时间间隔测试电路100示意图，其中，对第一多路选择器22输入第一选择信号和第二选择信号，分别选择第n个延时寄存器21和第m个延时寄存器21的输出信号输出，以形成预设时间间隔为m-n个时钟周期的延时记录信号和计时信号。

在本申请的一些实施例中，为了便于选择时钟信号，继续参阅图5，图5示出了本申请实施例中包含延时模块20一种具体结构的时间间隔测试电路100示意图，其中，延时模块20还包括第三多路选择器24，第三多路选择器24的输出端(Q端口)与多个延时寄存器21的控制端(Clk端口)连接，第三多路选择器24的输入端(D端口)接入第一时钟信号和第二时钟信号，第三多路选择器24被配置为选择第一时钟信号或第二时钟信号输入至多个延时寄存器21的控制端(Clk端口)。

一般的，第一时钟信号可以为PLL芯片的时钟信号，由于时间间隔记录模块10采用的时钟信号一般也来自该PLL芯片，因此可以将选择模块的时钟信号与时间间隔记录模块10的时钟信号同步；第二时钟信号可以为其他模块或者外部提供一个与时间间隔记录模块10非同步的时钟信号，如此可以使用更高频率的时钟信号以获得更高的测试精度。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图6，图6示出了本申请实施例中包含时间间隔记录模块10一种具体结构的时间间隔测试电路100示意图，其中，时间间隔记录模块10包括：

参考时钟子模块11，参考子时钟模块具有固定的运行周期；

计数子模块12，计数子模块12与参考时钟子模块11连接；

计时子模块13，计时子模块13与计数子模块12连接；

其中，计数子模块12根据计时信号开始记录参考时钟子模块11的运行周期数，计时子模块13根据延时记录信号存储当前时间计数子模块12的记录结果作为测试时间间隔。

具体的，具体的，参考时钟子模块11用于产生固定频率的重复电子信号，单个电子信号即可作为单位时间，通过计数子模块12记录测量时电子信号的重复个数从而得到测试时间间隔。在本申请的一些实施例中，参考时钟子模块11包括振荡器和锁相环电路，其中，振荡器产生固定频率的重复电子信号，锁相环用于使振荡器的频率和相位与计数子模块12的启动信号(例如计时信号)保持确定关系，从而保证测试时间间隔的准确性。

示例性的，振荡器可以为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等，其产生电子信号可以为正弦波、方波、锯齿波等。

计数子模块12用于记录参考时钟子模块11的运行周期数，例如振荡器产生正弦波的个数。由于运行周期固有固定频率，也即单个运行周期具有固定时间，例如振荡器产生正弦波的频率为50MHz，单个运行周期对应的时间为2*10^-8秒。示例性的，计数子模块12可以包括计数器，该计数器可以为同步或异步计数器，同时也可以为二进制、十进制等进制计数器。

计时子模块13用于存储计数子模块12的记录结果作为测试时间间隔。以图6为例，在测试时，计时信号控制计数子模块12启动记录参考时钟子模块11的运行周期数，延时记录信号控制计时子模块13读取计数子模块12的记录结果得到测试时间间隔，最终完成时间间隔记录模块10记录测试时间间隔的过程。

进一步的，为了完成ToF系统真实的测试过程，继续参阅图7，图7示出了本申请实施例中包含时间间隔记录模块10一种具体结构的时间间隔测试电路100示意图，时间间隔记录模块10还包括信号选择模块，信号选择模块包括第四多路选择器14，第四多路选择器14的输出端(Q端口)与计时子模块13的控制端(Clk端口)连接，第四多路选择器14的输入端(D端口)接入延时记录信号和真实记录信号，第四多路选择器14被配置为选择延时记录信号或真实记录信号输入至计时子模块13的控制端(Clk端口)。

在上述实施例中，真实记录信号是指单光子雪崩二极管(SPAD)接收到返回的激光而产生的信号，从而可以通过真实记录信号来测量激光射出以及返回的时间间隔。在第四多路选择器14的选择下，延时记录信号和真实记录信号均可以触发计时子模块13记录时间间隔，因此可以通过该第四多路选择器14实现测试模式和真实测量模式的切换，对于ToF模组而言，在ToF模组未组装前，可以单独进行时间间隔记录模块10的精度测试；在ToF模组组装后或者实际使用时，也可以切换为测试模式，通过测试实现自动校正功能，来修正因器件老化或者温度变化而带来的性能变化。

值得注意的是，上述时间间隔测试电路100的内容旨在清楚说明本申请的实施验证过程，本领域技术人员可以在本申请的指导下做出等同的修改设计，例如，第一多路选择器22、第二多路选择器23、第三多路选择器24和第四多路选择器14可以采用开关电路或者逻辑门电路来实现相同的功能。

进一步的，为了更好的实施本申请的时间间隔测试电路100，在时间间隔测试电路100之上，本申请实施例中还提供一种时间间隔测试方法，参阅图8，图8示出了本申请实施例中时间间隔测试方法的一种流程示意图，其中时间间隔测试方法包括：

步骤S801，延时模块20输出第一计时信号和第一延时记录信号，第一计时信号和第二计时信号具有第一预设时间间隔；

在本申请的一些实施例中，例如对于延时模块20包括多个串联的延时寄存器21、第一多路选择器22以及第二多路选择器23的实施例，第一多路选择器22和第二多路选择器23可以分别选择第m个延时寄存器21和第n个延时寄存器21的信号输出，以使得第一计时信号和第二计时信号的第一预设时间间隔为m-n个时钟周期。

步骤S802，时间间隔记录模块10根据第一计时信号和第一延时记录信号记录第一测试时间间隔；

在本申请的一些实施例中，时间间隔记录模块10包括参考时钟子模块11、计数子模块12以及计时子模块13，参考子时钟模块具有固定的运行周期，计数子模块12与参考时钟子模块11连接，计时子模块13与计数子模块12连接，时间间隔记录模块10根据第一计时信号和第一延时记录信号记录第一测试时间间隔的步骤包括：计数子模块12根据第一计时信号开始记录参考时钟子模块11的运行周期数，计时子模块13根据第一延时记录信号存储当前时间计数子模块12的记录结果作为第一测试时间间隔。

步骤S803，比较第一预设时间间隔和第一测试时间间隔，以判断时间间隔记录模块10的精度。

在得到第一预设时间间隔和第一测试时间间隔后，则可以比较第一预设时间间隔和第一测试时间间隔，从而判断时间间隔记录模块10的精度，例如第一预设时间间隔为5*10^-8秒，而时间间隔记录模块10记录的第一测试时间间隔为6*10^-8秒，则时间间隔记录模块10的误差为1*10^-8秒。

在本申请实施例中，由于延时记录信号替代了单光子雪崩二极管产生的信号来触发时间间隔记录模块10，从而可以对时间间隔记录模块10进行无激光源、无单光子雪崩二极管的测试标定过程，进而对于时间间隔记录模块10的测试可以不用在整个ToF模组封装完成后再进行，以避免模组上其他芯片和封装物料的浪费现象。

在本申请的测试过程中，实际上信号在电路上传输的时间会导致测试过程产生的误差，例如，计时信号传输至计数子模块12的时间，延时记录信号传输至计时子模块13的时间，为了消除信号在电路上传输的时间对测试过程的影响，继续参阅图9以及图10，图9示出了本申请实施例中时间间隔测试方法的一种流程示意图，其中，时间间隔测试方法还包括：

步骤S901，延时模块20输出第二计时信号和第二延时记录信号，第二计时信号和第二计时信号具有第二预设时间间隔；

S902，时间间隔记录模块10根据第二计时信号和第二延时记录信号记录第二测试时间间隔；

S903，比较第一时间差和第二时间差，以判断时间间隔记录模块10的精度，其中，第一时间差为第一预设时间间隔和第二预设时间间隔的差值，第二时间差为第一测试时间间隔和第二测试时间间隔的差值。

参阅图10，若时间间隔记录模块10正常工作，那么对于第一测试时间间隔、第二测试时间间隔满足如下关系式：

T1＝t1+(Δt2-Δt3)

T2＝t2+(Δt2-Δt3)

其中，T1为第一测试时间间隔，T2为第二测试时间间隔，t1为第一预设时间间隔，t2为第二预设时间间隔，Δt2为计时信号传输至时间间隔记录模块10(例如计数子模块12)的时间，Δt3为延时记录信号传输至时间间隔记录模块10(例如计时子模块13)的时间。

由于Δt2、Δt3未知，因此可以直接比较第一时间差和第二时间差，该第一时间差为第一预设时间间隔T1和第二预设时间间隔T2的差值，第二时间差为第一测试时间间隔t1和第二测试时间间隔t2的差值，以抵消Δt2、Δt3的影响，例如如下式：

T1-T2＝t1-t2

若第一时间差和第二时间差之间差值越小，则说明时间间隔记录模块10的误差越小；反之，若第一时间差和第二时间差之间差值越大，则说明时间间隔记录模块10的误差越大，因此可以通过两次测量，并以比较第一时间差和第二时间差的方式来判断时间间隔记录模块10的精度，消除由于信号在电路上传输的时间而对测试过程产生的误差影响。

进一步的，按照上述方式，还可以进行更多次的测量，来实现时间间隔记录模块10的线性度测量，即时间间隔记录模块10对于不同时间间隔的精度，例如参阅图11，图11示出了本申请实施例中多次预设时间间隔与多次测试时间间隔的一种关系图，通过多次测量得到该关系图，即可以得出时间间隔记录模块10在一定时间间隔范围内其线性度是否满足要求。

需要强调的是，对于阵列的时间间隔记录模块10，计时信号和延时记录信号是连接到每一个时间间隔记录模块10，所以在上述测试过程中，阵列的时间间隔记录模块10可以同时完成精度以及线性度测试过程，而无需逐个测量。

进一步的，为了更好的实施本申请的时间间隔测试电路100，在时间间隔测试电路100之上，本申请实施例中还提供一种测距系统，其中测距系统包括上述任一实施例的时间间隔测试电路100。本申请实施例中的测距系统因设置有上述实施例的时间间隔测试电路100，从而具有上述时间间隔测试电路100的全部有益效果，在此不再赘述。

进一步的，继续参阅图12，图12示出了本申请实施例中测距系统的一种模块示意图，其中测距系统还包括：

信号发射单元200，信号发射单元200用于发射测距信号；

信号接收单元300，信号接收单元300用于接收经物体反射后的测距信号；

时间间隔测试电路100的延时模块20与信号发射单元200连接，时间间隔测试电路100的时间间隔记录模块10与信号接收单元300连接；

延时模块20发出发射信号和计时信号，发射信号输入至信号发射单元200，计时信号输入至时间间隔记录模块10，以执行以下过程：

时间间隔记录模块10在计时信号的触发下开始计时，信号发射单元200在发射信号的触发下发射测距信号；

信号接收单元300在接收到返回的测距信号后产生真实记录信号，以控制时间间隔记录模块10结束计时，并得到测距信号的传播时间。

其中，信号接收单元300可以为单光子雪崩二极管，信号发射单元200可以激光源，测距信号对应为激光信号，在该激光信号到达测距物体后反射，最终被信号接收单元300接收。具体的，延时模块20发出发射信号和计时信号，发射信号输入至信号发射单元200，计时信号输入至时间间隔记录模块10，时间间隔记录模块10在计时信号的触发下开始计时，信号发射单元200在发射信号的触发下发射测距信号；信号接收单元300在接收到返回的测距信号后产生真实记录信号，以控制时间间隔记录模块10结束计时，并得到测距信号的传播时间，结合光的传播速度，最终计算得到与物体的距离。

实际上，对ToF系统而言，由于激光源与时间间隔记录模块10需要通过外部电路连接，因此激光源接收到的信号存在较大的延时问题，为了消除发射信号传输至激光源延时而导致测量误差现象，在本申请的一些实施例中，发射信号和计时信号具有预设时间间隔，以通过预设时间间隔抵消第一信号电路延时与第二信号电路延时的时间差，参阅图12，该第一信号电路延时为发射信号输入至信号发射单元200的时间Δt1，第二信号电路延时为计时信号输入至时间间隔记录模块10的时间Δt2。

一般的，预设时间间隔T与发射信号输入至信号发射单元200的时间Δt1、计时信号输入至时间间隔记录模块10的时间Δt2，满足如下关系式：

T＝Δt1-Δt2

在上述实施例中，延时模块20不仅可以在测试过程生成测试用的计时信号和延时记录信号，在实际测量过程中，也可以通过其延时功能生成具有预设时间间隔的计时信号和发射信号，进而消除发射信号传输至激光源、计时信号输入至时间间隔记录模块10的延时影响。

值得注意的是，上述测距系统的内容旨在清楚说明本申请的实施验证过程，本领域技术人员可以在本申请的指导下做出等同的修改设计，例如，测距系统还可以包括存储控制单元400，该存储控制单元400发出初始信号以控制激光源、时间间隔记录模块10，同时接收存储时间间隔数据。

应当理解，图12所示的系统及其单元可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，装置及其模块可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。其中，硬件部分可以利用专用逻辑电路来实现；软件部分则可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本申请的系统及其模块不仅可以有诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。

需要注意的是，以上对于装置及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。例如，图12中披露的信号接收单元300、时间间隔测试电路100可以直接一体制备同在一芯片上。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考，但与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

以上对本申请实施例所提供的一种时间间隔测试电路、时间间隔测试方法以及测距系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种时间间隔测试电路，其特征在于，包括：

时间间隔记录模块；

延时模块，所述延时模块与所述时间间隔记录模块连接，所述延时模块用于输出具有预设时间间隔的计时信号和延时记录信号；

其中，所述时间间隔记录模块根据所述计时信号和所述延时记录信号记录测试时间间隔，以根据所述预设时间间隔和所述测试时间间隔判断所述时间间隔记录模块的精度。

2.如权利要求1所述的时间间隔测试电路，其特征在于，所述延时模块包括多个串联的延时寄存器以及与多个所述延时寄存器的输出端连接的第一多路选择器；

从串联首端至串联尾端的方向，位于串联首端的延时寄存器接入初始信号，多个所述延时寄存器的控制端接入同一预设时钟信号，所述预设时钟信号具有固定的时钟周期；

所述第一多路选择器被配置为选择第m个延时寄存器的输出信号输出，以在所述预设时钟信号的控制下，所述第一多路选择器输出与所述初始信号间隔时间为m个时钟周期的延时记录信号，其中，m为大于等于1的整数。

3.如权利要求2所述的时间间隔测试电路，其特征在于，所述延时模块还包括第二多路选择器，所述第二多路选择器与多个所述延时寄存器的输出端连接；

所述第二多路选择器被配置为选择第n个延时寄存器的输出信号输出，以在所述预设时钟信号的控制下，所述第二多路选择器输出与所述初始信号间隔时间为n个时钟周期的计时信号，其中，n为大于等于1的整数，且n小于m。

4.如权利要求2或3任一项所述的时间间隔测试电路，其特征在于，所述延时模块还包括第三多路选择器，所述第三多路选择器的输出端与多个所述延时寄存器的控制端连接；

所述第三多路选择器的输入端接入第一时钟信号和第二时钟信号，所述第三多路选择器被配置为选择所述第一时钟信号或所述第二时钟信号输入至多个所述延时寄存器的控制端。

5.如权利要求1所述的时间间隔测试电路，其特征在于，所述时间间隔记录模块包括：

参考时钟子模块，所述参考子时钟模块具有固定的运行周期；

计数子模块，所述计数子模块与所述参考时钟子模块连接；

计时子模块，所述计时子模块与所述计数子模块连接；

其中，所述计数子模块根据所述计时信号开始记录所述参考时钟子模块的运行周期数，所述计时子模块根据所述延时记录信号存储当前时间所述计数子模块的记录结果作为所述测试时间间隔。

6.如权利要求5所述的时间间隔测试电路，其特征在于，所述时间间隔记录模块还包括第四多路选择器，所述第四多路选择器的输出端与所述计时子模块的控制端连接；

所述第四多路选择器的输入端接入延时记录信号和真实记录信号，所述第四多路选择器被配置为选择所述延时记录信号或所述真实记录信号输入至所述计时子模块的控制端。

7.一种时间间隔测试方法，其特征在于，包括：

延时模块输出第一计时信号和第一延时记录信号，所述第一计时信号和所述第二计时信号具有第一预设时间间隔；

时间间隔记录模块根据所述第一计时信号和所述第一延时记录信号记录第一测试时间间隔；

比较所述第一预设时间间隔和所述第一测试时间间隔，以判断所述时间间隔记录模块的精度。

8.如权利要求7所述的时间间隔测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述延时模块输出第二计时信号和第二延时记录信号，所述第二计时信号和所述第二计时信号具有第二预设时间间隔；

时间间隔记录模块根据所述第二计时信号和所述第二延时记录信号记录第二测试时间间隔；

比较第一时间差和第二时间差，以判断所述时间间隔记录模块的精度，其中，所述第一时间差为所述第一预设时间间隔和所述第二预设时间间隔的差值，所述第二时间差为所述第一测试时间间隔和所述第二测试时间间隔的差值。

9.如权利要求7所述的时间间隔测试方法，其特征在于，所述时间间隔记录模块包括参考时钟子模块、计数子模块以及计时子模块，所述参考子时钟模块具有固定的运行周期，所述计数子模块与所述参考时钟子模块连接，所述计时子模块与所述计数子模块连接；

所述时间间隔记录模块根据所述第一计时信号和所述第一延时记录信号记录第一测试时间间隔的步骤包括：

所述计数子模块根据所述第一计时信号开始记录所述参考时钟子模块的运行周期数；

所述计时子模块根据所述第一延时记录信号存储当前时间所述计数子模块的记录结果作为所述第一测试时间间隔。

10.一种测距系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的时间间隔测试电路。

11.如权利要求10所述的测距系统，其特征在于，还包括：

信号发射单元，所述信号发射单元用于发射测距信号；

信号接收单元，所述信号接收单元用于接收经物体反射后的所述测距信号；以及

所述时间间隔测试电路的延时模块与所述信号发射单元连接，所述时间间隔测试电路的时间间隔记录模块与所述信号接收单元连接；

所述延时模块发出发射信号和计时信号，所述发射信号输入至所述信号发射单元，所述计时信号输入至所述时间间隔记录模块，以执行以下过程：

所述时间间隔记录模块在所述计时信号的触发下开始计时，所述信号发射单元在所述发射信号的触发下发射测距信号；

所述信号接收单元在接收到返回的测距信号后产生真实记录信号，以控制所述时间间隔记录模块结束计时，并得到所述测距信号的传播时间。

12.如权利要求11所述的测距系统，其特征在于：所述发射信号和所述计时信号具有预设时间间隔，以通过所述预设时间间隔抵消第一信号电路延时与第二信号电路延时的时间差；

其中，所述第一信号电路延时为所述发射信号输入至信号发射单元的时间，所述第二信号电路延时为所述计时信号输入至时间间隔记录模块的时间。

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