CN115704888A - 脉冲信号峰值检测系统、激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脉冲信号峰值检测系统、激光雷达，该系统包括：峰值检测电路，用于接收待检测脉冲信号，检测所述脉冲信号的峰值信号并输出到多路采样保持电路；多路采样保持电路，用于分别对所述待检测脉冲信号的各峰值信号进行采样并保存；模数转换电路，用于逐一对所述多路采样保持电路中保存的各峰值信号进行采样，输出对应所述待检测脉冲信号的采样数据。利用本发明方案，可以提高基于中低速模数转换器的脉冲采样系统采样的准确性、以及系统的适应性。

Description

脉冲信号峰值检测系统、激光雷达

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，具体涉及一种脉冲信号峰值检测系统，还涉及一种激光雷达。

背景技术

在激光雷达接收机等应用中，接收信号通常为脉冲宽度极窄(典型值约为2-6ns)的脉冲信号，且信号的占空比很低，即大多数时候都没有信号到来。为了实现更高的测距精度等性能，需要获取脉冲信号的峰值信息。通常是利用高速ADC(Analog-to-DigitalConverter，模拟数字转换器)对脉冲信号做全波形采样，高速ADC的典型采样率不小于1GHz。假设ADC采样率为1GHz，即对应1ns采集一个数据，如图1所示，对于脉宽为5ns的脉冲，可以采集5个数据，而对于脉宽为2ns的脉冲，则仅能采集2个数据，很难形成有效波形。

由于高速ADC价格昂贵、功耗较大，对应回波脉冲信号的占空比很低的情况，高速ADC输出的信号中只有少部分有用信号，会产生较多资源及功耗的浪费，且限制了系统的应用。为此，现有技术中提出了利用峰值保持电路及中低速ADC对脉冲信号进行采样的方案。

如图2所示，是现有技术中利用峰值保持电路及中低速ADC对回波脉冲信号进行采样的电路原理图。当探测器探测到脉冲信号，经过放大器(Amplifier，AMP)对脉冲信号进行放大，其中探测器可以是SiPM(Silicon Photomultiplier，硅光电倍增管)，放大器可以是TIA(Trans-Impedance Amplifier，跨阻放大器)，通过峰值保持电路对放大后的脉冲信号保持其峰值电压，并通过ADC对峰值保持电路输出的信号进行采样，如图3所示，得到脉冲的峰值数据，ADC将采样数据输入FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，由FPGA对采样数据进行处理。这种采样方式虽然能满足一些应用需求，但当多个回波脉冲信号较为接近时，直接利用中低速ADC(例如采样率为1MHz)就无法对两个回波脉冲信号进行峰值采样，导致采样准确性降低。

发明内容

本发明实施例一方面提供一种脉冲信号峰值检测系统，以提高基于中低速模数转换器的脉冲采样系统采样的准确性、以及系统的适应性。

本发明实施例一方面提供一种激光雷达，可以提高对激光雷达接收信号采样的准确性，降低硬件成本。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

一种脉冲信号峰值检测系统，所述系统包括：

峰值检测电路，用于接收待检测脉冲信号，检测所述脉冲信号的峰值信号并输出到多路采样保持电路；

多路采样保持电路，用于分别对所述待检测脉冲信号的各峰值信号进行采样并保存；

模数转换电路，用于逐一对所述多路采样保持电路中保存的各峰值信号进行采样，输出对应所述待检测脉冲信号的采样数据。

可选地，基于所述待检测脉冲信号的脉冲频率和所述模数转换器的转换频率设置所述多路采样保持电路的数量。

可选地，所述系统还包括：第一比较器，以及时钟发生器；

所述第一比较器的两个输入端分别输入所述待检测脉冲信号及所述峰值检测电路的输出信号，以将所述待检测脉冲信号转换为数字脉冲信号并输出给所述时钟发生器；

所述时钟发生器基于所述第一比较器输出的数字脉冲信号生成第一控制信号；所述第一控制信号用于控制所述多路采样保持电路的采样时序。

可选地，所述待检测脉冲信号为负向脉冲信号时，所述待检测脉冲信号大于所述峰值检测电路的输出信号时，所述时钟发生器输出所述第一控制信号；所述第一控制信号用于控制所述多路采样保持电路对所述待检测脉冲信号中的各峰值信号进行采样并保存。

可选地，所述待检测脉冲信号为正向脉冲信号时，所述待检测脉冲信号小于所述峰值检测电路的输出信号时，所述时钟发生器输出所述第一控制信号；所述第一控制信号用于控制所述多路采样保持电路对所述待检测脉冲信号中的各峰值信号进行采样并保存。

可选地，所述时钟发生器还基于所述第一比较器输出的数字脉冲信号生成第二控制信号，所述第二控制信号为所述峰值检测电路的复位信号。

可选地，所述多路采样保持电路对所述待检测脉冲信号中的其中一个峰值信号进行采样并保存后，所述第二控制信号对所述峰值检测电路进行复位，以使所述峰值检测电路重新检测所述待检测脉冲信号中的下一个峰值信号。

可选地，所述多路采样保持电路中各采样保持电路包括：采样开关、运算放大器、以及电容，所述采样开关与所述峰值检测电路的输出端及所述运算放大器的正向输入端连接，所述电容与所述运算放大器的正向输入端和地连接，所述运算放大器的负向输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述采样开关由所述第一控制信号控制。

可选地，所述时钟发生器还基于所述第一比较器输出的数字脉冲信号生成第三控制信号；所述模数转换电路包括：多路选择器、以及与所述多路选择器输出端连接的模数转换器；

所述多路选择器基于所述第三控制信号逐一选通所述多路采样保持电路中各采样保持电路供所述模数转换器进行采样。

可选地，在所述第一控制信号控制所述多路采样保持电路中其中一路采样保持电路进行保存后，所述多路选择器基于所述第三控制信号选通所述其中一路采样保持电路，使模数转换器进行采样。

可选地，所述多路选择器包括多个控制开关，每个控制开关与一个采样保持电路的输出端及所述模数转换器的输入端连接。

可选地，所述模数转换电路包括：多个模数转换器，每个模数转换器的输入端与所述多路采样保持电路中的一个采样保持电路的输出端连接。

可选地，所述模数转换器包括：第二比较器、逻辑电路、数模转换器；

所述第二比较器的一个输入端与所述多路选择器的输出端连接，所述第二比较器的另一个输入端与所述数模转换器的输出端连接；所述第二比较器的输出端与所述逻辑电路的输入端连接；

所述逻辑电路的输出端输出所述待检测脉冲信号的采样数据，并向所述数模转换器输出反馈信号。

一种激光雷达，所述激光雷达包括：发射单元、接收单元、以及前面各项所述的脉冲信号峰值检测系统；

所述发射单元，配置成可发射探测光束用于探测目标物；

所述接收单元，配置成可接收所述探测光束在目标物上反射的回波光束，并将回波光束转换为回波脉冲信号；

所述脉冲信号峰值检测系统，用于对所述回波脉冲信号进行采样，输出采样信号。

本发明实施例提供的脉冲信号峰值检测系统，针对现有的利用峰值保持采样电路和中低速ADC在对高速脉冲信号进行采样过程中存在的问题，在峰值保持采样电路和ADC电路结构的基础上，增加多路采样保持电路，由多路采样保持电路中的各采样保持电路依次对多个回波脉冲信号的峰值信号分别采样并保存，并通过逐一选通保存的各峰值信号供ADC进行采样，从而针对待检测的脉冲信号中多个回波脉冲信号的时间间隔较为接近的情况，也能够实现对各峰值信号的采样，有效提高了回波脉冲信号采样的准确性。

附图说明

图1是现有技术中利用高速ADC对回波脉冲信号进行全波形采样的示意图；

图2是现有技术中利用峰值保持电路及中低速ADC对回波脉冲信号进行采样的电路原理图；

图3是现有技术中利用峰值保持电路及中低速ADC对回波脉冲信号进行采样的波形示意图；

图4是本发明实施例脉冲信号峰值检测系统的一种结构框图；

图5是本发明实施例中控制信号及复位信号的生成原理示意图；

图6是本发明实施例中第一比较器的输入信号和输出信号的波形示意图；

图7是本发明实施例中峰值检测电路的示意图；

图8是本发明实施例中多路采样保持电路中各多路采样保持电路的示意图；

图9是本发明实施例脉冲信号峰值检测系统中模数转换电路的一种具体结构示意图；

图10是基于图9所示模数转换电路结构的一种脉冲信号峰值检测系统的电路示意图；

图11是图10所示实施例中各信号的时序图；

图12是本发明实施例脉冲信号峰值检测系统中模数转换电路的另一种具体结构示意图；

图13是本发明实施例提供的激光雷达的一种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

针对现有技术中利用峰值保持电路及中低速ADC对回波脉冲信号进行采样方式存在的问题，本发明实施例提供一种脉冲信号峰值检测系统，在峰值保持采样电路和ADC电路结构的基础上，增加多路采样保持电路，实现对多个回波脉冲信号的峰值信号分别采样并保存，并通过逐一选通保存的各峰值信号供ADC进行采样。

如图4所示，是本发明实施例脉冲信号峰值检测系统的一种结构框图。

在该实施例中，所述系统包括：依次信号连接的峰值检测电路401、多路采样保持电路402、以及模数转换电路403。其中：

所述峰值检测电路401用于接收待检测脉冲信号，检测所述脉冲信号的峰值信号并输出到所述多路采样保持电路402；

所述多路采样保持电路402用于分别对所述待检测脉冲信号的各峰值信号进行采样并保存；

所述模数转换电路403用于逐一对所述多路采样保持电路中保存的各峰值信号进行采样，输出对应所述待检测脉冲信号的采样数据。

在实际应用中，所述多路采样保持电路402包括两个或两个以上的采样保持电路。所述多路采样保持电路的具体数量可以基于所述待检测脉冲信号的脉冲频率范围和所述模数转换器的转换频率来设置。

本发明实施例提供的脉冲信号峰值检测系统，针对现有的利用峰值保持采样电路和中低速ADC在对高速脉冲信号进行采样过程中存在的问题，在峰值保持采样电路和ADC电路结构的基础上，增加多路采样保持电路，由多路采样保持电路中的各采样保持电路依次对多个回波脉冲信号的峰值信号分别采样并保存，并通过逐一选通保存的各峰值信号供ADC进行采样，从而针对待检测的脉冲信号中多个回波脉冲信号的时间间隔较为接近的情况，也能够实现对各峰值信号的采样，有效提高了回波脉冲信号采样的准确性。

所述多路采样保持电路402的采样时序可以由第一控制信号CK<1-N>控制，即第一控制信号CK<1-N>控制所述多路采样保持电路402对所述脉冲信号中的各峰值信号依次进行采样并保存。

如图5所示，所述第一控制信号CK<1-N>可以由第一比较器51和时钟发生器52产生。其中：

所述第一比较器51的两个输入端分别输入待检测脉冲信号INPUT及所述峰值检测电路401的输出信号PKD_OUT，以将所述待检测脉冲信号INPUT转换为数字脉冲信号并输出给所述时钟发生器52。

需要说明的是，所述待检测脉冲信号可以是负向脉冲信号或正向脉冲信号。所述峰值检测电路401具有电压跟随功能，相应地，所述峰值检测电路401的输出信号PKD_OUT也可以是负向脉冲信号或正向脉冲信号。

在所述峰值检测电路401的输出信号PKD_OUT为负向脉冲信号的情况下，所述待检测脉冲信号大于所述峰值检测电路的输出信号时，表示已经采到峰值信号，所述时钟发生器输出所述第一控制信号；反之，在所述峰值检测电路401的输出信号PKD_OUT为正向脉冲信号的情况下，所述待检测脉冲信号小于所述峰值检测电路的输出信号时，所述时钟发生器输出所述第一控制信号。下面以所述峰值检测电路401的输出信号PKD_OUT为负向脉冲信号的情况举例，对所述第一控制信号的生成做进一步说明。

如图6所示，以待检测脉冲信号INPUT为负向脉冲为例，当t<t1时，INPUT<PKD_OUT，所述第一比较器51输出低电平；在t1时刻，所述峰值检测电路401检测到待检测脉冲信号INPUT的峰值，保持该峰值至t2时刻；因此，当t2>t>t1时，INPUT>PKD_OUT，所述第一比较器51输出高电平。其中，t1为所述峰值检测电路401的输出信号中的脉冲峰值保持时刻，t2为所述峰值检测电路401复位时刻。在t2时刻，所述峰值检测电路401被复位，然后开始重新检测所待检测脉冲信号INPUT中的下一个峰值信号。

所述时钟发生器52基于所述第一比较器51输出的数字脉冲信号CMP_OUT生成第一控制信号CK<1-N>。

具体地，当第一比较器51检测到输入信号INPUT的峰值到来时，即比较器输出高电平时，时钟发生器52输出第一控制信号CK<1-N>来控制采样保持电路1-N依次开启，每次只有一个采样保持电路与峰值检测电路401相连，其中，CK<1>对应待检测脉冲信号INPUT中的第1个脉冲峰值，用于控制第1个采样保持电路与峰值检测电路401相连，使第1个采样保持电路对峰值检测电路401检测到的第1个脉冲峰值进行采样并保存；CK<2>对应待检测脉冲信号INPUT中的第2个脉冲峰值，用于控制第2个采样保持电路与峰值检测电路401相连，使第2个采样保持电路对峰值检测电路401检测到的第2个脉冲峰值进行采样并保存，依此类推。采样保持电路的个数N由输入信号INPUT的脉冲频率和模数转换电路403的转换频率决定。

本发明实施例的脉冲信号峰值检测系统中，基于峰值检测电路的输出信号，利用第一比较器和时钟发生器生成第一控制信号来控制多路采样保持电路中各采样保持电路的采样时序，使各采样保持电路依次对多回波脉冲的峰值信号分别采样并保存，可以更好地保证采样信号的准确性。通过逐一选通保存的各峰值信号供ADC进行采样，从而针对待检测的脉冲信号中多个回波脉冲信号的时间间隔较为接近的情况，也能够实现对各峰值信号的采样，有效提高了回波脉冲信号采样的准确性。

进一步地，所述时钟发生器52还可基于所述第一比较器51输出的数字脉冲信号CMP_OUT生成用于对所述峰值检测电路401进行复位的第二控制信号PKD_RST，也就是说，所述第二控制信号PKD_RST作为所述峰值检测电路401的复位信号。具体地，所述多路采样保持电路402对所述待检测脉冲信号中的各峰值信号进行采样并保存后，所述第二控制信号对所述峰值检测电路401进行复位，以使所述峰值检测电路401重新检测所述待检测脉冲信号中的下一个峰值信号。

通过所述第二控制信号对所述峰值检测电路401的复位控制，可以使所述峰值检测电路401对所述待检测脉冲信号中的多个脉冲信号峰值均能有效检测。

在一种具体实施例中，所述峰值检测电路401可以如图7所示，所述峰值检测电路401包括：跨导运算放大器OTA、由MOS管M1和M2组成的整流电流镜(Rectifier CurrentMirrors，RCM)、电容C_H和MOS管M_rst。在该示例中，利用RCM(Rectifier Current Mirrors，整流电流镜)实现单向导通作用，MOS管M_rst起开关作用。该电路的工作过程分为复位、采样和保持三个阶段。

复位阶段，RST为高，MOS管M_rst导通，输出电压Vo被复位到零。

采样阶段，RST为低，MOS管M_rst关断，当Vi>Vo时，跨导放大器OTA控制RCM给电容C_H充电，其中RCM单向导通，只对电容C_H充电，Vo逐渐上升；当Vo>Vi后，跨导放大器OTA的输出电压接近VDD，充电电流下降为0。

电容C_H采样到脉冲峰值之后，进入保持状态，Vo不会随Vi变化。

在一种具体实施例中，如图8所示，所述多路采样保持电路402中各采样保持电路包括：采样开关K1、K2、…、KN、运算放大器OPA、以及电容C_SH。所述采样开关与所述峰值检测电路401的输出端及所述运算放大器OPA的正向输入端连接，所述电容C_SH与所述运算放大器OPA的正向输入端和地连接，所述运算放大器OPA的负向输入端与所述运算放大器OPA的输出端连接。所述运算放大器用于避免不同通道间串扰，同时起到缓冲器的作用。

其中，所述采样开关K1、K2、…、KN分别由所述第一控制信号CK<1-N>控制。电容C_SH用于保存脉冲信号峰值，例如，当CK<1>控制开关K1导通时，PKD_OUT输入到CK<1>对应的采样保持电路，PKD_OUT对其中的电容C_SH充电，最终电容C_SH储存PKD_OUT中的直流电压，即脉冲信号峰值电压。根据放大器的虚短和虚断原理，运算放大器OPA的输出端输出存储在电容C_SH中的脉冲信号峰值电压；当CK<1>控制开关K1断开时，C_SH放电，等待下一次CK<1>选通。

在实际应用中，所述模数转换电路403可以有多种方式来实现，下面分别举例详细说明。

如图9所示，是本发明实施例中模数转换电路的一种具体结构示意图。

在该实施例中，所述模数转换电路403包括：多路选择器431、以及与所述多路选择器431输出端连接的模数转换器432(即ADC)。

其中，所述多路选择器431用于基于第三控制信号CK_MUX<1-N>逐一选通所述多路采样保护电路402中各采样保持电路供所述模数转换器432进行采样。具体地，在所述第一控制信号CK<1-N>控制所述多路采样保持电路402中其中一路采样保持电路进行保存后，所述多路选择器431基于所述第三控制信号CK_MUX<1-N>选通所述其中一路采样保持电路，使模数转换器432进行采样。

参照图5，用于控制所述多路选择器431的选通时序的所述第三控制信号CK_MUX<1-N>也可由所述时钟发生器52基于所述第一比较器输出的数字脉冲信号CMP_OUT生成。

所述多路选择器431具体可以包括多个控制开关，每个控制开关与一路采样保护电路的输出端及所述模数转换器432的输入端连接。各控制开关的选通由所述第三控制信号CK_MUX<1-N>控制。

基于图9所示的模数转换电路结构，本发明实施例提供的一种脉冲信号峰值检测系统如图10所示。

在该实施例中，多路采样保持电路402由采样开关K1至KN、电容C_SH和运算放大器组成。多路选择器431由N个控制开关K11至K1N组成。其中，所述运算放大器用于避免不同通道间串扰，同时起到缓冲器的作用，输出电压与输入电压相同，用于驱动模数转换器432。

同时参照图5和图10，在该实施例中，输入脉冲信号INPUT分别输入到峰值检测电路401和第一比较器51。峰值检测电路401输出输入脉冲信号INPUT的峰值，N个脉冲的峰值依次被N个采样保持电路402保存，然后依次通过多路选择器431输入到模数转换器432进行采样，输出脉冲峰值对应的数字信号。

在该实施例中，通过第一控制信号CK<1-N>控制采样开关K1至KN中一个导通，电容C_SH充电，充电完成后存储脉冲峰值电压。当控制信号CK_MUX<1-N>控制控制开关K11至K1N中对应于该路的开关K11导通时，模数转换器432对该脉冲信号进行峰值采样。

需要说明的是，实际应用中，所述模数转换器432可以采用逐次逼近(SAR，successive approximation register)型、流水线型等多种不同类型的模数转换器，对此本发明实施例不做限定。

SAR型模数转换器的特点是功率损耗随采样速率而改变，以SAR型模数转换器为例，参照图10，所述模数转换器432可以包括：第二比较器61、逐次逼近逻辑电路62、电容型数模转换器63、以及电容C。其中，所述第二比较器61的一个输入端与所述多路选择器431的输出端连接，所述第二比较器61的另一个输入端与所述电容型数模转换器63的输出端连接；所述第二比较器61的输出端与所述逐次逼近逻辑电路62的输入端连接；所述逐次逼近逻辑电路62的输出端输出所述待检测脉冲信号的采样数据，并向所述电容型数模转换器63输出反馈信号。电容C用于保存脉冲信号峰值，例如，当CK_MUX<1>控制开关K11导通时，CK<1>对应的采样保持电路输出电容C_SH储存的脉冲信号峰值电压，对电容C充电；当CK_MUX<1>控制开关K11断开时，电容C放电，等待下一次控制信号CK_MUX控制多路选择器431中一个控制开关导通。所述模数转换器432的工作原理如下：先取解的一个初始估计值，然后通过一系列的步骤逐步缩小估计值的误差，一般通过迭代来实现。在实际应用中，所述模数转换器432可以保持采样时间恒定(比如每20ns)或者根据脉冲信号采用不同的采样时间，比如，采用异步SAR型模数转换器设置不同的采样时间。

图10所示实施例中各信号的时序如图11所示，同时参照图10和图11，具体说明如下：

当首个脉冲到来时，CK<1>为高电平，采样开关K1导通，其它CK<x>为低电平，即只有第一个采样保持电路与峰值检测电路401的输出连接，当脉冲达到峰值时，第一比较器输出信号CMP_OUT由低电平变为高电平，电容C_SH充电，脉冲峰值被保持。

当第一比较器输出信号CMP_OUT由高电平变为低电平时，首个脉冲的峰值信息已经被第一个采样保持电路存储，此时时钟发生器使CK<1>由高电平变为低电平，相应开关K1由导通变为断开，电容C_SH放电；同时多路选择器的控制信号CK_MUX<1>保持高电平时，控制开关K11保持导通，模数转换器432进行峰值采样，输出数字信号OUTPUT。时钟发生器产生一个峰值检测电路401的复位脉冲(PKD_RST)，控制峰值检测电路401复位，PKD_RST为低时，峰值检测电路401复位完成，并且CK_MUX<1>由高电平变为低电平，相应开关K11断开，等待下一个脉冲的到来。

然后，当第二个脉冲到来时，CK<2>为高电平，其它CK<x>为低电平，第二采样保持电路与峰值检测电路401的输出连接，重复以上过程。多路选择器432控制采样保持电路402上的输出V_IN被依次输入模数据转换器432进行转换，模数据转换器432转换完成后，CK_MUX控制多路选择器431切换到下一个通道。

在上述过程中，第一控制信号CK<1-N>控制多路采样保持电路402中其中一路采样保持电路进行保存后，多路选择器431基于第三控制信号CK_MUX<1-N>选通所述其中一路采样保持电路，使模数转换器432进行采样。比如图11中，CK_MUX<2>的上升沿选通MUX2，在CK<2>和CK<3>的上升沿之间，即当前路CK<2>产生上升沿，使CK<2>对应控制的采样保持电路进行峰值采样和保存，在保存峰值后并在下一路CK<3>产生上升沿，即CK<3>对应控制的采样保持电路进行峰值采样和保存之前，使多路选择器431选通当前路MUX2，使模数转换器432对CK<2>对应控制的采样保持电路中存储的峰值信号进行采样。

如图12所示，是本发明实施例中模数转换电路的另一种具体结构示意图。

在该实施例中，所述模数转换电路403包括：多个模数转换器ADC，每个模数转换器ADC的输入端与所述多路采样保持电路中的一个采样保持电路的输出端连接。

在该实施例中，所述模数转换器ADC也可以采用图10中所示的SAR型模数转换器。

本发明实施例提供的脉冲信号峰值检测系统，在峰值保持采样电路和ADC电路结构的基础上，增加多路采样保持电路，由多路采样保持电路中的各采样保持电路依次对多个回波脉冲信号的峰值信号分别采样并保存，并通过逐一选通保存的各峰值信号供ADC进行采样，从而针对待检测的脉冲信号中多个回波脉冲信号的时间间隔较为接近的情况，也能够实现对各峰值信号的采样，有效提高了回波脉冲信号采样的准确性。

进一步地，可以通过多种方式实现逐一对所述多路采样保持电路中保存的各峰值信号进行采样输出，如图9所示的包括多路选择器与模数转换器的结构形式，即由多路选择器逐一选通所述多路采样保护电路402中各采样保持电路供所述模数转换器432进行采样；或者如图12所示的包括多个模数转换器的结构形式，即每个模数转换器ADC的输入端与所述多路采样保持电路402中的一个采样保持电路的输出端连接，将该采样保持电路中保持的峰值信号转换为数字信号输出。通过提供不同的结构形式，丰富了电路结构的多样性，方便了用户根据应用需要进行不同选择。基于本发明实施例提供的脉冲信号峰值检测系统，可以利用中低速ADC(例如采样率为1MHz)实现高速脉冲信号峰值的准确测量，即可以利用中低速ADC来代替通常系统所需的高速ADC，相比于利用高速ADC实现脉冲信号峰值检测的方案，本发明系统可以显著降低系统的成本和功耗。

本发明实施例还提供一种激光雷达，如图13所示，所述激光雷达包括：发射单元1001、接收单元1002、以及前面各实施例所述的脉冲信号峰值检测系统1003。其中：

发射单元1001配置成可发射探测光束用于探测目标物；

接收单元1002配置成可接收所述探测光束在目标物上反射的回波光束，并将回波光束转换为回波脉冲信号；

脉冲信号峰值检测系统1003用于对所述回波脉冲信号进行采样，输出采样信号。

在一种非限定性实施例中，所述接收单元1002可以为SiPM阵列，其包括多个SiPM，各个SiPM之间间隔设置，例如可以形成多列SiPM，具体可以为矩阵式排布或者交错式排布。

基于本发明实施例中的脉冲信号峰值检测系统的激光雷达，在所述回波脉冲信号中的多个脉冲信号的时间间隔较为接近的情况，也能够实现对各峰值信号有效采样，有效提高了激光雷达对回波脉冲信号采样的准确性。由于脉冲信号峰值检测系统可以采用中低速ADC对脉冲信号进行采样，因此可以有效降低激光雷达的硬件成本。

在具体实施中，关于上述实施例中描述的各个装置、产品包含的各个模块/单元，其可以是软件模块/单元，也可以是硬件模块/单元，或者也可以部分是软件模块/单元，部分是硬件模块/单元。

例如，对于应用于或集成于芯片的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于芯片模组的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于芯片模组的同一组件(例如芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片模组内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于终端的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于终端内同一组件(例如，芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于终端内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。

本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。

本申请实施例中出现的“连接”是指直接连接或者间接连接等各种连接方式，以实现设备间的通信，本申请实施例对此不做任何限定。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种脉冲信号峰值检测系统，其特征在于，所述系统包括：

峰值检测电路，用于接收待检测脉冲信号，检测所述脉冲信号的峰值信号并输出到多路采样保持电路；

多路采样保持电路，用于分别对所述待检测脉冲信号的各峰值信号进行采样并保存；

模数转换电路，用于逐一对所述多路采样保持电路中保存的各峰值信号进行采样，输出对应所述待检测脉冲信号的采样数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，基于所述待检测脉冲信号的脉冲频率和所述模数转换器的转换频率设置所述多路采样保持电路的数量。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一比较器，以及时钟发生器；

所述第一比较器的两个输入端分别输入所述待检测脉冲信号及所述峰值检测电路的输出信号，以将所述待检测脉冲信号转换为数字脉冲信号并输出给所述时钟发生器；

所述时钟发生器基于所述第一比较器输出的数字脉冲信号生成第一控制信号；所述第一控制信号用于控制所述多路采样保持电路的采样时序。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述待检测脉冲信号为负向脉冲信号时，所述待检测脉冲信号大于所述峰值检测电路的输出信号时，所述时钟发生器输出所述第一控制信号；所述第一控制信号用于控制所述多路采样保持电路对所述待检测脉冲信号中的各峰值信号进行采样并保存。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述待检测脉冲信号为正向脉冲信号时，所述待检测脉冲信号小于所述峰值检测电路的输出信号时，所述时钟发生器输出所述第一控制信号；所述第一控制信号用于控制所述多路采样保持电路对所述待检测脉冲信号中的各峰值信号进行采样并保存。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述时钟发生器还基于所述第一比较器输出的数字脉冲信号生成第二控制信号，所述第二控制信号为所述峰值检测电路的复位信号。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多路采样保持电路对所述待检测脉冲信号中的其中一个峰值信号进行采样并保存后，所述第二控制信号对所述峰值检测电路进行复位，以使所述峰值检测电路重新检测所述待检测脉冲信号中的下一个峰值信号。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多路采样保持电路中各采样保持电路包括：采样开关、运算放大器、以及电容，所述采样开关与所述峰值检测电路的输出端及所述运算放大器的正向输入端连接，所述电容与所述运算放大器的正向输入端和地连接，所述运算放大器的负向输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述采样开关由所述第一控制信号控制。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述时钟发生器还基于所述第一比较器输出的数字脉冲信号生成第三控制信号；所述模数转换电路包括：多路选择器、以及与所述多路选择器输出端连接的模数转换器；

所述多路选择器基于所述第三控制信号逐一选通所述多路采样保持电路中各采样保持电路供所述模数转换器进行采样。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，在所述第一控制信号控制所述多路采样保持电路中其中一路采样保持电路进行保存后，所述多路选择器基于所述第三控制信号选通所述其中一路采样保持电路，使模数转换器进行采样。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多路选择器包括多个控制开关，每个控制开关与一个采样保持电路的输出端及所述模数转换器的输入端连接。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模数转换电路包括：多个模数转换器，每个模数转换器的输入端与所述多路采样保持电路中的一个采样保持电路的输出端连接。

13.根据权利要求9或12所述的系统，其特征在于，所述模数转换器包括：第二比较器、逻辑电路、数模转换器；

所述第二比较器的一个输入端与所述多路选择器的输出端连接，所述第二比较器的另一个输入端与所述数模转换器的输出端连接；所述第二比较器的输出端与所述逻辑电路的输入端连接；

所述逻辑电路的输出端输出所述待检测脉冲信号的采样数据，并向所述数模转换器输出反馈信号。

14.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括：发射单元、接收单元、以及如权利要求1至13任一项所述的脉冲信号峰值检测系统；

所述发射单元，配置成可发射探测光束用于探测目标物；

所述接收单元，配置成可接收所述探测光束在目标物上反射的回波光束，并将回波光束转换为回波脉冲信号；

所述脉冲信号峰值检测系统，用于对所述回波脉冲信号进行采样，输出采样信号。

Images