CN116338648A - 光源发光控制方法、控制系统及激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供了一种光源发光控制方法、控制系统及激光雷达,其中,所述光源发光控制方法包括:将预置的预校正调制曲线的值与积分器的积分值进行叠加,得到数字驱动信号,并转换为模拟驱动信号以驱动所述光源输出光信号;获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频信号;将所述差频信号转换为差频方波信号;对所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。上述方案能够降低系统复杂度,进而能够降低实现成本。
Description
技术领域
本说明书实施例涉及光源控制技术领域,尤其涉及一种光源发光控制方法、控制系统及激光雷达。
背景技术
调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)激光探测是一种高精度探测技术,其基于相干探测原理,具体参照图1所示的一种激光雷达的结构示意图,其中,光源11产生高频调频光,通过分光器(图1未示出)将一部分光信号放大后传输至发射端12,发射至目标空间,被障碍物1A反射的回波光被雷达接收器14接收,另一部分光线作为本振光,耦合至混频器13;所述混频器13将所述本振光与所述雷达接收器14接收的回波光进行混频并滤波;经混频和滤波后,探测器15得到差频信号;所述差频信号经采样器16(如模数转换器)传输至信号处理器17处理。根据回波光与本振光的差频信号,可以获得障碍物的距离和速度信息。
若光源发出的激光信号为线性调频信号(如三角波),那么具有一定延迟的回波信号与本振信号(参考波)拍频后,在信号上升沿和下降沿可分别得到特定的频率差,在不存在多普勒频移时,上升沿和下降沿的频率差相同。因此,在不存在多普勒频移的情况下,将仅存在时间(或相位)延迟的信号(延迟波)与参考波进行拍频,通过测量拍频信号的频率是否恒定,可以判断信号是否处于稳定的线性扫频状态。如图2所示的FMCW的频率-时间(f-t)关系示意图,参考波Wr与延迟波We的频率之差即为拍频信号Wb的频率f0,且在不存在多普勒频移时,参考波Wr与延迟波We在上升沿和下降沿的频率差相同。
光源在驱动信号驱动下产生调频连续光,理想状态为线性调频光,但在光源响应非线性等因素影响下,会产生一定的抖动或偏差,可能输出的光信号会产生一些非线性扫频,进而探测得到的回波信号的频率和输出光信号的频率就产生了偏差,为了提高目标探测的准确性,需要对光源的输出光频率进行校正控制。
现有对光源的输出光频率进行校正控制的方案需要进行复杂的电路或芯片设计,系统复杂度较高,成本也随之增加。
发明内容
有鉴于此,本说明书实施例提供一种光源发光控制方法、控制系统及激光雷达,能够降低系统复杂度,进而能够降低实现成本。
首先,本说明书实施例提供了一种光源发光控制方法,包括:
将预置的预校正调制曲线的值与积分器的积分值进行叠加,得到数字驱动信号,并转换为模拟驱动信号以驱动所述光源输出光信号;
获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频信号;
将所述差频信号转换为差频方波信号;
对所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。
可选地,所述获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频信号,包括:
获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频光信号;
将所述差频光信号转换为差频电压信号。
可选地,所述将所述差频信号转换为差频方波信号,包括:
采用模数转换器采集所述差频电压信号,得到差频电压数字信号;
采用比较器将所述差频电压数字信号与预设参考值进行比较,输出所述差频方波信号。
可选地,所述将所述差频信号转换为差频方波信号,包括:
采用施密特触发器将所述差频电压信号转换为所述差频方波信号。
可选地,所述预校正调制曲线用于使所述光源输出线性调频光信号。
相应地,本说明书实施例提供了一种光源发光控制系统,与光源耦接,包括:光干涉处理模块、模数转换模块、数字逻辑处理模块及数模转换模块,其中:
所述数模转换模块,适于将所述数字逻辑处理模块输出的数字驱动信号转换为模拟驱动信号,以驱动所述光源输出光信号;
所述光干涉处理模块,适于对所述光信号进行延迟,并将所述光信号和经延迟的光信号进行拍频,得到差频信号;
所述模数转换模块,适于将所述差频信号转换为差频方波信号;
所述数字逻辑处理模块,适于将预置的预校正调制曲线与积分器的积分值进行叠加,得到所述数字驱动信号,以及,对将所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。
可选地,所述数字逻辑处理模块包括:
第一存储器,适于存储所述参考方波信号;
第二存储器,适于存储所述光源的预校正调制曲线;
数字鉴频鉴相器,适于将所述差频方波信号与所述第一存储器存储的参考方波信号进行鉴相比较,并输出鉴相结果;
积分器,适于将所述数字鉴频鉴相器输出的鉴相结果进行积分处理,得到积分值;
加法器,适于将所述积分值与所述第二存储器存储的所述预校正调制曲线的值进行叠加,得到所述数字驱动信号。
可选地,所述光干涉处理模块输出的为差频光信号,所述发光控制系统还包括:光电探测模块,适于获取所述光干涉处理模块输出的差频光信号,并将所述差频光信号转换为差频电压信号。
可选地,所述光电探测模块包括:
光电探测器,适于将所述差频光信号转换为差频电流信号;
互阻抗放大器,适于将所述差频电流信号进行信号放大处理,并转换为差频电压信号。
可选地,所述模数转换模块包括:
模数转换器,适于采集所述差频电压信号,得到差频电压数字信号;
比较器,适于将所述差频电压数字信号与预设参考值进行比较,输出所述差频方波信号。
可选地,所述模数转换模块包括:模数转换器,适于采集所述差频电压信号,得到差频电压数字信号;
所述数字逻辑处理模块还包括:比较器,适于将所述差频电压数字信号与预设参考值进行比较,输出所述差频方波信号。
可选地,所述模数转换模块包括:施密特触发器,适于将所述差频电压信号转换为所述差频方波信号。
可选地,所述数字逻辑处理模块为可编程逻辑器件。
可选地,所述预校正调制曲线用于使所述光源输出线性调频光信号。
相应地,本说明书实施例还提供了另一种光源发光控制系统,与光源耦接,包括:光干涉处理模块、模数转换模块、第一存储器、第二存储器、数字鉴频鉴相器、积分器、加法器及数模转换模块,其中:
所述数模转换模块,适于将所述加法器输出的数字驱动信号转换为模拟驱动信号,以驱动所述光源输出光信号;
所述光干涉处理模块,适于对所述光信号与经延迟的光信号进行拍频,得到差频信号;
所述模数转换模块,适于将所述差频信号转换为差频方波信号;
第一存储器,适于存储参考方波信号;
第二存储器,适于存储所述光源的预校正调制曲线;
数字鉴频鉴相器,适于将所述差频方波信号与所述第一存储器存储的参考方波信号进行鉴相比较,并输出鉴相结果;
积分器,适于将所述数字鉴频鉴相器输出的鉴相结果进行积分处理,得到积分值;
加法器,适于将所述第二存储器预置的预校正调制曲线的值与所述积分值进行叠加,得到所述数字驱动信号。
本说明书实施例还提供了一种激光雷达,包括:光源、光干涉处理模块、模数转换模块、数字逻辑处理模块及数模转换模块,其中:
所述光源,适于输出光信号;
所述数模转换模块,适于将所述数字逻辑处理模块输出的数字驱动信号转换为模拟驱动信号;
所述光干涉处理模块,适于对所述光信号与经延迟的光信号进行拍频处理,得到差频信号;
所述模数转换模块,适于将所述差频信号转换为差频方波信号;
所述数字逻辑处理模块,适于将预置的预校正调制曲线的值与积分值进行叠加,得到所述数字驱动信号,以及,对将所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。
可选地,所述光源包括:分布式反馈半导体激光器。
可选地,所述光干涉处理模块包括:不等臂长光纤干涉仪。
采用本说明书实施例提供的光源发光控制方法,通过将预置的预校正调制曲线的值与积分器的积分值进行叠加,能够得到数字驱动信号,并将其转换为模拟驱动信号以驱动所述光源输出光信号;以及通过获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频信号,并对其进行转换,能够得到差频方波信号,进而对所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,并对鉴相结果进行积分处理,即可得到积分值,利用该积分值可以实时地对光源输出的光信号进行校正及控制。采用这一校正控制过程,只需要将基于光源输出的光信号所得到差频信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,并对鉴相结果进行积分处理,将得到的积分值与预校正调制曲线的值进行叠加操作,即可对所述光源输出的光信号进行校正,实现对光源的发光控制,而不需要通过复杂的电路或芯片设计,因而能够降低系统复杂度,进而能够降低实现成本。
采用本说明书实施例提供的光源发光控制系统,由数字逻辑处理模块将预置的预校正调制曲线的值与积分的积分值进行叠加操作,能够得到数字驱动信号;所述数字驱动信号经数模转换器转换为对应的模拟驱动信号,以驱动光源输出光信号至光干涉处理模块;所述光干涉处理模块可以对光信号进行延迟处理,并将延迟得到的光信号与光信号进行拍频,得到相应的差频信号;并由所述模数转换模块将所述差频信号转换为差频方波信号并输出至数字逻辑处理模块;由所述数字逻辑处理模块对所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,并将得到的鉴相结果进行积分处理,即可得到积分值,利用该反馈得到的积分值可以对光源输出的光信号进行实时地校正及控制。采用这一发光控制系统,只需要通过数字逻辑处理模块将基于光源输出的光信号所得到的差频信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,并对得到的鉴相结果进行积分处理,将得到的积分值与预校正调制曲线的值进行叠加操作,即可对所述光源输出的光信号进行校正,实现对光源的发光控制,而不需要通过复杂的电路或芯片设计,因而能够降低系统复杂度,进而能够降低实现成本。
进一步地,所述数字逻辑处理模块包括第一存储器、第二存储器、数字鉴频鉴相器、积分器和加法器,其中,通过所述鉴频鉴相器能够将所述第一存储器存储的参考方波信号与差频方波信号进行鉴相比较,并由积分器对得到的鉴相结果进行积分,所述加法器可以将得到的积分值与第二存储器存储的预校正曲线的值进行叠加操作,从而能够得到驱动光源发光的数字驱动信号,因此,采用通过包含所述第一存储器、所述第二存储器、所述积分器、所述加法器和所述数字鉴频鉴相器的所述数字逻辑处理模块,一方面,能够在实现对光源的发光控制基础上,降低整个发光源光控制系统的体积;另一方面,能够降低各器件信号间的时延,提高光源光控制系统的响应速度。
进一步地,只需要施密特触发器,能够将差频电压信号直接转换为差频方波信号,无需进行多次转换,能够进一步降低系统各器件信号间的时延,提高系统的响应速度,并进一步降低整个发光控制系统的体积。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1示出了一种激光雷达的结构示意图;
图2示出了一种FMCW的频率-时间关系示意图;
图3示出了本说明书实施例中一种光源发光控制方法的流程图;
图4示出了本说明书实施例中一种光源发光控制系统的结构示意图;
图5示出了本说明书实施例中一种数字逻辑处理模块的结构示意图;
图6示出了本说明书实施例中一种光干涉处理模块的结构示意图;
图7示出了本说明书实施例中一种光源发光控制系统的具体结构示意图;
图8示出了本说明书实施例中图7相应输出信号的波形图;
图9示出了本说明书实施例中另一种光源发光控制系统的具体结构示意图;
图10示出了本说明书实施例中又一种光源发光控制系统的具体结构示意图;
图11示出了本说明书实施例中另一种光源发光控制系统的结构示意图;
图12示出了本说明书实施例中一种激光雷达的结构示意图;
图13示出了本说明书实施例中一种激光雷达的具体结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所述,目前对光源的输出频率的校正控制方案需要进行复杂的电路和芯片设计,系统复杂度较高,成本也随之增加。
目前,对光源的输出频率的校正控制方案大致分为两类,一类是模拟光锁相环(Analog Optical Phase-Locked Loop,AOPLL)方案,另一类是数字光锁相环(DigitalOptical Phase-Locked Loop,DOPLL)方案。二者的核心区别在于锁相环中的鉴相器是模拟形式还是数字形式的。
然而,现有的锁相环方案中,模拟光锁相环方案需要很多分立器件来实现,例如需要增益电路、积分电路、加法器、信号产生电路等,系统复杂度很高,成本也随之增加,此外,分立器件需要分别安装在印刷电路板(Print Circuit Board,PCB)上,会带来电信号的延迟问题,导致环路响应速度较慢,难以满足实际需求。而数字光锁相环方案一般通过芯片实现,需要进行复杂的芯片设计,制造成本高,并且制造好的芯片中大部分功能和逻辑已经固化,不便于调试和适配多种需求。
为解决上述问题,本说明书实施例提供了一种光源发光控制方法,只需要将基于光源输出的光信号所得到差频信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,并对鉴相结果进行积分处理,将得到的积分值与预校正调制曲线的值进行叠加操作,能够得到数字驱动信号,并将其转换为模拟驱动信号以驱动所述光源输出光信号,即可对所述光源输出的光信号进行校正,实现对光源的发光控制,而不需要通过复杂的电路或芯片设计,因而能够降低系统复杂度,进而能够降低实现成本。
为使本领域技术人员更好地理解本说明书实施例的光源发光控制方法的原理及优点并进行实施,以下参照附图,通过具体实施例进行详细描述。
参照图3所示的本说明书实施例中一种光源发光控制方法的流程图,在本说明书一些实施例中,具体可按以下步骤对光源进行发光控制:
S11,将预置的预校正调制曲线的值与积分器的积分值进行叠加,得到数字驱动信号,并转换为模拟驱动信号以驱动所述光源输出光信号。
其中,所述预校正调制曲线用于控制光源输出的光信号的频率与目标频率一致。
在本发明一些实施例中,所述述预校正调制曲线用于使所述光源输出线性调频光信号,可以理解的是,根据需求,所述预校正调制曲线也可以用于使所述光源输出满足预设要求的非线性的调频光信号,本说明书实施例中并不对所述预校正调制曲线的形状及具体数值作任何限定。
S12,获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频信号。
具体而言,经步骤S11,生成的模拟驱动信号能够驱动光源输出光信号,此时可以通过获取具有一定延迟的光信号和所述光信号拍频得到的差频信号。
在具体实施中,可以先获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频光信号,之后,可以将所述差频光信号转换为差频电压信号。
在具体实施中,可以仅选择光源输出的一部分光信号用于信号检测及发光控制。为此,对于光源输出的光信号,可以采用分光器将光信号分为检测光和信号光,其中,信号光可用于相干探测,以获得目标物的距离和速度。检测光可进一步分为两部分,一部分作为参考光信号(参考波),另一部分经过延迟,作为延迟光信号(延迟波),进而将参考光信号与延迟光信号进行拍频生成差频信号,例如差频电压信号。
在本说明书一些实施例中,可以采用具有光电转换功能的器件,将差频光信号转换为差频电压信号。例如,可以采用光电探测器(Photon Detector,PD)将差频光信号转换为差频电信号。作为可选示例,可以采用PD将差频光信号转换为差频电流信号,之后,可以用互阻抗放大器(Trans-Impedance Amplifier,TIA)将转换得到的差频电流信号进行放大处理,并将放大后的差频电流信号转换为差频电压信号。
在另一些具体实施中,还可以采用光电转换器、光电二极管等器件将差频光信号转换为差频电压信号。
S13,将所述差频信号转换为差频方波信号。
在具体实施中,由于得到的差频信号为模拟信号,波形不稳定,不同时刻的幅值和相位差别较大,若直接采用所述差频信号判断所述光源的输出光信号是否满足目标要求,可能需要进行复杂的运算,为避免这一问题,可以对所述差频信号进行信号转换,能够得到幅值和相位相对稳定的差频方波信号,从而降低鉴相比较的难度。
S14,对所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。
在具体实施中,所述光源可以基于所述预校正调制曲线所得到的模拟驱动信号输出光信号,若所述光信号受到干扰,经步骤S11至S13得到的差频方波信号与参考方波信号产生偏差,将二者进行鉴相比较,能够得到对应的鉴相结果,并通过对鉴相结果进行积分处理,能够得到积分值,通过将所述积分值与所述预置的预校正调制曲线的值进行叠加,能够得到经校正的驱动信号,利用所述驱动信号,能够对所述光源输出的光信号进行校正,实现对光源的发光控制。
在具体实施中,若根据应用场景需求,为了使光源输出线性调频光,所述预校正调制曲线的具体数值可以用于使所述光源输出线性调频光信号,所述光源可以基于所述预校正调制曲线的值所得到的模拟驱动信号输出光信号。若所述光信号偏离线性调频,将所述光信号与延迟后的光信号混频产生差频信号,可以利用基于差频信号与预设的参考方波信号的频率差所得到的积分值,对所述预校正调制曲线的值进行调整,从而可以使光源输出满足预设要求的线性调频光信号。
具体而言,当积分值为零时,表明差频方波信号与预设的参考方波信号的频率相等,光源能够输出满足预设要求的线性调频光信号;当积分值不为零时,通过将所述积分值叠加到预置的预校正调制曲线的值,能够调整得到的数字驱动信号的强度,使得差频方波信号与预设的参考方波信号的频率相等,进而控制光源在受到干扰的情况下,也能够被校正并输出满足预设要求的线性调频光信号。
由上可知,基于光源输出的光信号所得到差频信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,并对鉴相结果进行积分处理,将得到的积分值与预校正调制曲线的值进行叠加操作,能够得到经校正的数字驱动信号,将所述数字驱动信号进行转换,得到的模拟驱动信号能够驱动光源输出满足预设要求的调频光信号,即可对所述光源输出的光信号进行校正,实现对光源的发光控制,而不需要通过复杂的电路或芯片设计,因而能够降低系统复杂度,进而能够降低实现成本。
在具体实施中,由于要将差频信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,为降低鉴相比较的难度,在进行鉴相比较之前,例如,可以将差频电压信号转换为差频方波信号,便于在鉴相比较过程中,比较差频电压信号与预设的参考方波信号的上升沿和下降沿的频率是否存在偏差。
在具体实施中,可以采用多种方式对差频信号进行转换,以得到差频方波信号。例如,可以直接将差频电压信号转换为差频方波信号;也可以通过多次变换和处理,转换得到所述差频方波信号。作为一具体示例,可以先将差频电压信号进行信号采集,之后,再将采集得到的差频电压信号转换为差频方波信号。
在本说明书一些实施例中,可以按照以下至少一种方式,将差频电压信号转换为差频方波信号:
1)采用模数转换器采集所述差频电压信号,得到差频电压数字信号;采用比较器将所述差频电压数字信号与预设参考值进行比较,输出所述差频方波信号。
2)采用施密特触发器将所述差频电压信号转换为所述差频方波信号。
之后,将得到的差频方波信号和预设的参考方波信号进行鉴相比较,并对鉴相结果进行积分处理,得到积分值,并通过将所述积分值与预置的预校正调制曲线的值进行叠加,能够得到经校正的驱动信号的强度,从而驱动所述光源输出满足预设要求的光信号,例如,输出线性调频的光信号。
相应地,本说明书还提供了与上述光源发光控制方法对应的发光控制系统。为使本领域技术人员更好地理解和实施本说明书实施例的光源发光控制系统,以下参照附图,通过具体实施例进行详细描述。
参照图4所示的本说明书实施例中一种光源发光控制系统的结构示意图,在本说明书一些实施例中,光源发光控制系统M10与光源MA耦接,所述光源发光控制系统M10可以包括:光干涉处理模块M13、数模转换模块M12、数字逻辑处理模块M11及模数转换模块M14,其中:
所述数模转换模块M12,适于将所述数字逻辑处理模块M11输出的数字驱动信号Ds转换为模拟驱动信号As,以驱动所述光源输出光信号Ls;
所述光干涉处理模块M13,适于对所述光信号Ls进行延迟,并将所述光信号Ls和经延迟的光信号进行拍频,得到差频信号Fs;
所述模数转换模块M14,适于将所述差频信号Fs转换为差频方波信号Ws;
所述数字逻辑处理模块M11,适于将预置的预校正调制曲线与积分器的积分值进行叠加,得到所述数字驱动信号Ds,以及,将所述差频方波信号Ws与预设的参考方波信号Rs进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。
其中,所述预校正调制曲线用于控制光源输出的光信号的频率与目标频率一致。
在本发明一些实施例中,所述述预校正调制曲线用于使所述光源输出线性调频光信号,可以理解的是,根据需求,所述预校正调制曲线也可以用于使所述光源输出满足预设要求的非线性的调频光信号,本说明书实施例中并不对所述预校正调制曲线的形状及具体数值作任何限定。
以下参照图4,简要描述所述光源发光控制系统M10的工作原理:
首先,由所述数字逻辑处理模块M11根据预置的预校正调制曲线的值,输出数字驱动信号Ds,并将得到的数字驱动信号Ds输出至所述数模转换模块M12,由所述数模转换模块M12将数字驱动信号Ds转换为对应的模拟驱动信号As,在所述模拟驱动信号As的驱动下,光源MA输出光信号Ls。
所述光干涉处理模块M13可以对光源MA输出的光信号Ls进行延迟处理,并将经延迟得到的光信号与所述光信号Ls进行拍频处理,得到相应的差频信号Fs,并输出至所述模数转换模块M14,由所述模数转换模块M14转换差频信号Fs的类型,得到差频方波信号Ws并输出至数字逻辑处理模块M11。
进而,所述数字逻辑处理模块M11可以对差频方波信号Ws与预设的参考方波信号Rs进行鉴相比较,并将得到的鉴相结果进行积分处理,从而得到积分值,并将所述积分值与叠加到预置的预校正调制曲线的值上,得到经校正的数字驱动信号Ds以及模拟驱动信号As。
由上述工作原理可知,随着所述光源MA输出的光信号的变化,基于所述光信号所得到的差频信号会发生变化,进而所得到的积分值会发生相应变化,将所述积分值与所述预校正调制曲线的值进行叠加,可以实现对光源MA驱动信号的控制,进而能够对所述光源MA输出的光信号Ls进行校正,使得光源MA输出满足预设要求的光信号,实现对光源MA的发光控制。
采用上述采用光源发光控制系统M10,只需要通过数字逻辑处理模块M11将光源MA输出的光信号所得到的差频信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,并对得到的鉴相结果进行积分处理,将得到的积分值与预校正调制曲线的值进行叠加操作,即可对所述光源输出的光信号进行校正,实现对光源的发光控制,而不需要通过复杂的电路或芯片设计,因而能够降低系统复杂度,进而能够降低实现成本。
为使本领域技术人员更好地理解和实施,以下示出本说明书光源发光控制系统中各模块的一些可实现示例。
在具体实施中,所述数字逻辑处理模块可以是具有逻辑控制的电路或者是由多个器件集成得到的芯片或模块。
在本说明书实施例中,所述数字逻辑处理模块可以为可编程逻辑器件。作为一具体示例,所述数字逻辑处理模块可以是现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray,FPGA),其内部可以集成多个电路器件,以实现对光源输出光信号的校正。由于FPGA是可以自定义编程设计其功能及逻辑,而非固化的,因此便于根据具体应用场景调试及适配不同的需求,故可以降低系统实现成本。
具体而言,参照图5所示的本说明书实施例中一种数字逻辑处理模块的结构示意图,如图5所示,数字逻辑处理模块M11分别与数模转换模块M12和模数转换模块M14耦接,所述数字逻辑处理模块M11可以包括:第一存储器M111、第二存储器M112、数字鉴频鉴相器M113、积分器M114和加法器M115,其中:
所述第一存储器M111,适于存储所述参考方波信号Rs;
所述第二存储器M112,适于存储所述光源的预校正调制曲线;
所述数字鉴频鉴相器M113,适于将所述差频方波信号Ws与所述第一存储器M111存储的参考方波信号Rs进行鉴相比较,并输出鉴相结果;
所述积分器M114,适于将所述数字鉴频鉴相器M113输出的鉴相结果进行积分处理,得到积分值;
所述加法器M115,适于将所述积分值与所述第二存储器M112存储的所述预校正调制曲线的值进行叠加,得到所述数字驱动信号Ds。
在具体实施中,当所述数字逻辑处理模块M11工作时,数字鉴频鉴相器M113可以对第一存储器M111存储的参考方波信号Rs和由所述模数转换模块M14输出的差频方波信号Ws进行鉴相比较,并将得到的鉴相结果输出至积分器M114,由所述积分器M114将所述鉴相结果进行积分处理,得到对应的积分值,加法器M115可以将所述积分值与所述第二存储器M112存储的预校正调制曲线的值进行叠加操作,得到经校正的数字驱动信号Ds,并将所述数字驱动信号Ds输出至数模转换模块M12,以驱动光源输出光信号。
由上述实施例可知,采用通过包含第一存储器、第二存储器、积分器、加法器和数字鉴频鉴相器的数字逻辑处理模块,一方面,能够降低发光源光控制系统的体积;另一方面,能够降低各器件信号间的时延,提高光源光控制系统的响应速度。
在具体实施中,根据光源具体应用场景及需求的不同,可以选用不同种类和规格的光源。相应地,可以在第二存储器中存储不同的预设的预校正调制曲线;或者,所述第二存储器内部具有多个存储单元,每个存储单元可以存储不同的预校正调制曲线,以便能够适用不同的应用场景。
需要说明的是,上述实施例中数字逻辑处理模块的结构仅为示例说明,本发明实施例并不用于限定数字逻辑处理模块的具体结构。例如,在一些可选示例中,可以将第一存储器和第二存储器放置于数字逻辑处理模块的外部,或者所述第一存储器和所述第二存储器可以集成在一起,采用一个统一的存储器对相应的数据进行存储。
在具体实施中,光干涉模块输出的为差频光信号,可以先将经拍频处理得到的差频光信号转换为对应的差频电信号(可以简称为差频信号),再将得到的差频信号输入至模数转换模块。
在本说明书一些实施例中,为了实现光电信号转换,所述光源发光控制系统还可以包括:光电探测模块,适于获取所述光干涉处理模块输出的差频光信号,并将所述差频光信号转换为差频电压信号。
在一具体示例中,所述光电探测模块耦接于所述光干涉处理模块和模数转换模块之间,且所述光电探测模块可以包括:光电探测器和互阻抗放大器,其中:
所述光电探测器,适于将所述差频光信号转换为差频电流信号;
所述互阻抗放大器,适于将所述差频电流信号进行信号放大处理,并转换为差频电压信号。
采用上述实施例中的光电探测模块,其中,光电探测器可以探测到光干涉处理模块输出的差频光信号,并将所述差频光信号转换为差频电流信号,并输出至与其耦接的互阻抗放大器,所述差频电流信号流经所述互阻抗放大器,一方面,能够对差频电流信号进行放大处理;另一方面,能够转换差频电流信号的类型,从而能够得到差频电压信号,因此经互阻抗放大器后所得到的差频电压信号具有更大幅值,便于识别及处理。
可以理解的是,上述光电探测模块的具体结构仅为示例说明,并不用于限定光电探测模块的具体结构,在具体实施中,也可以采用其他结构的光电探测模块或器件将差频光信号转换为差频电压信号。例如,所述光电探测模块还可以是光电转换器、光电二极管等具有光电探测及转换功能的模块或器件。
在具体实施中,由于得到的差频电压信号为模拟信号,若受到干扰,波形不稳定,不同时刻的幅值和相位差别较大,因此,若直接将差频电信号与参考方波信号进行鉴相比较,鉴相比较过程的计算量大,鉴相比较过程占用系统资源多。为避免这一问题,在得到所述差频电压信号后,可以对差频电压信号进行转换,得到波形较为稳定的差频方波信号。
在本说明书一些实施例中,可以采用模数转换模块将差频电压信号转换为差频方波信号。
作为一具体示例,所述模数转换模块可以包括:模数转换器和比较器,其中:所述模数转换器,适于采集所述差频电压信号,得到差频电压数字信号;所述比较器,适于将所述差频电压数字信号与预设参考值进行比较,输出所述差频方波信号。
在具体实施中,为进一步减少整个光源发光控制系统的体积,降低各器件信号间的时延,提高光源光控制系统的响应速度,可以将生成差频方波信号的器件部分或全部器件,如将所述模数转换器和比较器一起,或者单独将所述比较器内置到数字逻辑处理模块中。
例如,所述模数转换模块可以只包括模数转换器,所述模数转换器适于采集所述差频电压信号,得到差频电压数字信号;相应地,所述数字逻辑处理模块还可以包括:比较器,适于将所述差频电压数字信号与预设参考值进行比较,输出所述差频方波信号。
在具体实施中,也可以直接将差频电压信号转换为差频方波信号,无需进行多次转换,从而降低系统各器件信号间的时延,提高系统的响应速度,并进一步降低整个发光控制系统的体积。在本说明书另一示例中,所述模数转换模块可以包括施密特触发器,适于将所述差频电压信号转换为所述差频方波信号。
可以理解的是,上述模数转换模块的结构仅为示例说明,在具体实施中,还可以采用其他形式的电路对差频电压信号进行转换,以得到差频方波信号。
在具体实施中,所述光源可以是任何能够发出光的器件。在本说明书一具体示例中,所述光源可以是分布式反馈半导体激光器(Distributed Feedback Laser,DFB),所述分布式反馈半导体激光器可以用在激光雷达上,以对周围目标物的距离和速度进行探测。
在具体实施中,为降低发光控制系统的能耗,可以采用分光器将光源输出的光信号分为检测光和信号光,其中,信号光可用于计算目标物的距离和速度,检测光可用于检测光信号是否满足线性扫频,并在光信号偏离线性扫频时通过本发明实施例的光源发光控制方法对光源驱动信号进行校正。
在本说明书实施例中,可以采用多种不同形式的干涉仪对输出的光信号进行处理,以得到差频信号。在一具体示例中,所述光干涉处理模块可以为不等臂长光纤干涉仪,更具体而言,所述不等臂长光纤干涉仪可以是马赫曾德尔干涉仪。
如图6所示,不等臂长光纤干涉仪60可以包括两个耦合器61和62,以及耦接于所述耦合器61与耦合器62间的不等臂长干涉单元63,其中,所述不等臂长干涉单元63可以包括两个波导臂631、632,且波导臂631与波导臂632的长度不相同。
当光源输出光信号至耦合器61时,光信号被耦合器61分成两路光信号,其中,一路光信号进入波导臂631,另一路光信号进入波导臂632,因为波导臂631的长度大于波导臂632的长度,因此,位于波导臂631的光信号被延迟,从而导致这两路光信号产生光程差(即相位差)。待两路光均达到耦合器62时,这两路光会合成一束光并输出,由于光程差的存在,使得两这路光能够在耦合器62处发生拍频,得到相应的差频信号。
为使本领域技术人员更好的理解和实施本说明书实施例中的光源发光控制系统的工作原理,以下结合附图,通过具体应用场景进行详细说明。
以下参照图7所示的本说明书实施例中一种光源发光控制系统的具体结构示意图,如图7所示,光源发光控制系统M20与光源MA耦接,用于对光源MA输出的光信号进行检测,根据检测结果进行相应的反馈控制。
与前述实施例类似,所述光源发光控制系统M20可以包括数字逻辑处理模块M21、数模转换模块M22、光干涉处理模块M23和模数转换模块M24,以及可选地,还可以包括光探测模块M25。
其中,如图7所示,在本说明书一些实施例中,所述数字逻辑处理模块M21可以包括第一存储器Rg1、第二存储器Rg2、数字鉴频鉴相器PFD、积分器Ing和加法器Ad,其中,各器件的功能及作用,可以参见前述实施例对数字逻辑处理模块M11的详细描述内容,在此不再展开赘述。
作为可选示例,所述数模转换模块M22,具体可以是数模转换器DAC。
作为可选示例,所述光源MA具体可以是分布式反馈半导体激光器DFB,或者其他类型的激光器,或者发光二极管等。
作为可选示例,所述光干涉处理模块M23具体可以是马赫曾德尔干涉仪MZI。
作为可选示例,所述模数转换模块M24具体可以包括模数转换器ADC和比较器CMP。
作为可选示例,所述光探测模块M25具体可以包括光探测器PD和互阻抗放大器TIA。
所述光源MA发出的光经过一个或多个分光器(图中未示出),分出部分光作为检测光,被所述光干涉处理模块M23耦合接收。
以下简述上述光源发光控制系统M20的工作原理:
当光源发光控制系统M20启动工作时,积分器Ing的积分值为零,数字逻辑处理模块M21根据预先存储在第二存储器Rg2中的预校正调制曲线的值,生成数字驱动信号,并将得到的数字驱动信号输出至数模转换器DAC。
所述数模转换器DAC能够将所述数字驱动信号转换为对应的模拟驱动信号,并将所述模拟驱动信号输出至分布式反馈半导体激光器DFB,在模拟驱动信号驱动下,所述分布式反馈半导体激光器DFB发光,并输出光信号,其中,一部分光信号(如图中箭头所述)进入到马赫曾德尔干涉仪MZI,其中,可以采用分光器(图7未示出)对分布式反馈半导体激光器DFB输出的光信号进行分光,以得到所述部分光信号。
所述马赫曾德尔干涉仪MZI能够对进入的光信号进行延迟处理,并在其内部将所述光信号和经延迟的光信号进行拍频处理,得到差频光信号并输出至光电探测器PD,其中,马赫曾德尔干涉仪MZI的工作原理可以参见图6及其描述的对应内容。
所述光电探测器PD将探测得到的差频光信号转换为差频电流信号,并输出至与其耦接的互阻抗放大器TIA,在互阻抗放大器TIA的作用下,能够将差频电流信号进行放大,以及将经放大的差频电流信号转换为差频电压信号,并将得到的差频电压信号输出至模数转换器ADC。
所述模数转换器ADC能够将差频电压信号转换为差频电压数字信号,并输出至比较器CMP,所述比较器CMP通过比较预设参考值和所述差频电压数字信号,能够输出差频方波信号至数字鉴频鉴相器PFD。
所述数字鉴频鉴相器PFD通过对第一存储器Rg1存储的参考方波信号和比较器CMP输出的差频方波信号进行鉴相比较,并输出相应的鉴相结果至积分器Ing,所述积分器Ing可以对鉴相结果进行积分处理,得到积分值,利用所述积分值与所述第二存储器Rg2存储的预调制曲线的值进行叠加,能够调整输出至数模转换器DAC的数字驱动信号,进而可以对驱动所述分布式反馈半导体激光器DFB的模拟驱动信号进行调整,从而实现对光源的发光控制。
在一具体示例中,为了使光源输出线性调频光,所述预校正调制曲线的具体数值可以用于使所述光源输出线性调频光信号。
经过上述对光信号的检测及反馈控制过程,当积分值为零时,表明差频方波信号与预设的参考方波信号的频率相等,光源能够输出满足预设要求的线性调频光信号;当积分值不为零时,通过将所述积分值叠加到预置的预校正调制曲线的值,能够调整得到的数字驱动信号的大小,进而控制光源输出满足预设要求的线性调频光信号。
以下结合附图8,详细说明在对光源输出光信号校正过程中,各信号的波形变化。
参照图8所示的对应于图7相应信号变化波形图,模数转换器ADC采集到的差频电压信号Fvs经比较器转换后,能够将幅值波动较大的差频电压信号Fvs转换为差频方波信号Ws;所述差频方波信号Ws与预设的参考方波信号Rs经鉴频鉴相器鉴相后,得到两路鉴相信号Pds,若鉴相信号Pds不为零,说明光信号偏离线性扫频,鉴相信号Pds的脉宽可以反映光信号的频率偏差量。所述鉴相信号Pds经积分器积分处理后,将得到的积分信号Is与预置的预校正调制信号(图8未示出)进行叠加,能够得到数字驱动信号Ds,所述数字驱动信号Ds进一步转换为模拟驱动信号(图8未示出),可以用于调节光源输出的光信号,如光信号的频率等参数。
如前所述,数字逻辑处理模块具体可以为可编程逻辑器件,在具体实施中,还可以将比较器集成在数字逻辑处理模块中,以进一步提高系统集成度,减小整个发光控制系统的体积及器件间的信号时延。具体可以参照图9所示的本说明书实施例中另一种光源发光控制系统的具体结构示意图,与图7中的光源发光控制系统不同之处在于,比较器CMP是内置在数字逻辑处理模块M31中。
光源发光控制系统M30中其他模块的功能、工作原理及具体校正过程可以参照图7所示的光源发光控制系统M20的相应描述,在此不在展开描述。
在具体实施中,为了减少器件的数量,减少信号转换次数,可以直接将差频电压信号转换为差频方波信号。例如,参照图10所示的本说明书实施例中又一种光源发光控制系统的具体结构示意图,光源发光控制系统M40与图7中的光源发光控制系统M20的不同之处在于,光源发光控制系统M40中是采用施密特触发器SCT直接将互阻抗放大器TIA输出的差频电压信号转换为方波电压信号,从而替代图7中的模数转换器ADC和比较器CMP。
光源发光控制系统M40中其他模块的功能、工作原理及校正过程等具体介绍可以参照图7中光源发光控制系统M20的相应描述,在此不在展开描述。
本说明书实施例还提供了另一种光源发光控制系统,与前述实施例中的光源发光控制系统不同之处在于,前述实施例中的光源发光控制系统是将第一存储器、第二存储器、数字鉴频鉴相器、积分器和加法器集成设置在数字逻辑处理模块内,而在本说明书另一些实施例中,第一存储器、第二存储器、数字鉴频鉴相器、积分器和加法器也可以是分立设置的。
参照图11所示的本说明书实施例中另一种光源发光控制系统的结构示意图,在本说明书另一些实施例中,光源发光控制系统M50与光源耦接,所述光源发光控制系统M50可以包括:积分器M51、加法器M52、第二存储器M53、数模转换模块M54、光干涉处理模块M55、模数转换模块M56、数字鉴频鉴相器M57及第一存储器M58,其中:
所述数模转换模块M54,适于将所述加法器M55输出的数字驱动信号转换为模拟驱动信号,以驱动所述光源MA输出光信号;
所述光干涉处理模块M55,适于对所述光信号与经延迟的光信号进行拍频,得到差频信号;
所述模数转换模块M56,适于将所述差频信号转换为差频方波信号;
所述第一存储器M58,适于存储参考方波信号;
所述第二存储器M53,适于存储所述光源的预校正调制曲线;
所述数字鉴频鉴相器M57,适于将所述差频方波信号与所述第一存储器M58存储的参考方波信号进行鉴相比较,并输出鉴相结果;
所述积分器M51,适于将所述数字鉴频鉴相器M57输出的鉴相结果进行积分处理,得到积分值;
所述加法器M52,适于将所述第二存储器M53预置的预校正调制曲线的值与所述积分值进行叠加,得到所述数字驱动信号。
作为具体示例,所述预校正调制曲线可以用于使所述光源输出线性调频光信号。
以下参照图11,简要描述所述光源发光控制系统M50的工作原理:
光源发光控制系统M50启动工作时,积分器M51中的积分值为零,加法器M52根据第二存储器M53存储光源MA的预校正调制曲线的值,生成数字驱动信号并输出至数模转换模块M54;所述数模转换模块M54将所述数字驱动信号转换为模拟驱动信号,以驱动光源MA发光;光干涉处理模块M55将光源MA输出的光信号进行拍频处理,得到差频信号,并输出至模数转换模块M56;所述模数转换模块M56将差频信号转换为差频方波信号,并输出至数字鉴频鉴相器M57;所述数字鉴频鉴相器M57可以将第一存储器M58存储的参考方波信号与差频方波信号进行鉴相比较,得到的鉴相结果经积分器M51积分处理后,得到积分值,并通过将所述积分值通过加法器M52叠加到预置的预校正调制曲线的值上,能够调整预校正调制曲线的值,得到经校正的驱动信号,从而实现对光源的发光控制。
在具体实施中,由于光干涉模块输出的为差频光信号,而模数转换模块无法识别光干涉模块输出的差频光信号,因此,可以先将经拍频处理得到的差频光信号转换为对应的差频电信号,再将得到的差频电信号输入至模数转换模块进行模数转换处理。
在具体实施中,继续参照图11,所述光源发光控制系统M50还可以包括光电探测模块M59,可以耦接于光干涉处理模块M55和模数转换器M56之间,适于获取所述光干涉处理模块M55输出的差频光信号,并将所述差频光信号转换为差频电压信号。
其中,光源发光控制系统各模块的具体组成、功能及工作原理,请参见前述实施例,在此不再展开描述。
在具体实施中,可以将上述任一实施例所述的光源发光控制系统应用于需要对光源的输出光进行有效控制的装置或设备中,例如,可以应用于对激光器进行发光控制的场合及相应的设备中,以下给出一种在激光雷达中的应用示例。
参照图12所示的本说明书实施例中一种激光雷达的结构示意图,其中,如图12所示,激光雷达L0可以包括:光源L1、光干涉处理模块L2、模数转换模块L3、数字逻辑处理模块L4及数模转换模块L5,其中:
所述光源L1,适于输出光信号;
所述数模转换模块L5,适于将所述数字逻辑处理模块L4输出的数字驱动信号转换为模拟驱动信号,以驱动所述光源L1发光,并用于对所述光源L1的输出的光信号进行控制;
所述光干涉处理模块L2,适于对所述光信号与经延迟的光信号进行拍频处理,得到差频信号;
所述模数转换模块L3,适于将所述差频信号转换为差频方波信号;
所述数字逻辑处理模块L4,适于将预置的预校正调制曲线的值与积分值进行叠加,得到所述数字驱动信号,以及,对将所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。
其中,所述预校正调制曲线可以用于控制光源输出的光信号的频率与目标频率一致。
在本发明一些实施例中,所述述预校正调制曲线用于使所述光源输出线性调频光信号,可以理解的是,根据需求,所述预校正调制曲线也可以用于使所述光源输出满足预设要求的非线性的调频光信号,本说明书实施例中并不对所述预校正调制曲线的形状及具体数值作任何限定。
其中,所述数模转换模块、所述模数转换模块、所述数字逻辑处理模块和所述光干涉处理模块具体实现可以参见前述实施例具体介绍,此处不再展开描述。
在具体实施中,所述光源可以是任何能够发出光的器件。在本说明书一具体示例中,所述光源可以是分布式反馈半导体激光器,所述分布式反馈半导体激光器可以用在激光雷达上,以对周围目标物的距离和速度进行探测。
在其他一些实施例中,所述光源可以包括边缘发射激光器(Edge EmittingLaser,EEL)或垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)等,本说明书实施例中并不限定所采用的激光器类型。
所述光干涉处理模块具体可以采用不等臂长光纤干涉仪,其中,不等臂长光纤干涉仪的结构及其工作原理可以参见图6对应的描述,在此不再展开描述。
在本说明书一具体示例中,所述不等臂长光纤干涉仪可以是马赫曾德尔干涉仪。
由于光干涉模块输出的为差频光信号,而模数转换模块无法识别光干涉模块输出的差频光信号。为此,继续参照图12,可以在光干涉处理模块L3和模数转换模块L4之间,设置光电探测模块L6,适于将获取所述光干涉处理模块L3输出的差频光信号,并将所述差频光信号转换为差频电压信号。其中,所述光电探测模块L6的具体实现可以参见前述实施例中光电探测模块的具体介绍,此处不再展开描述。
继续参照图12,所述激光雷达L0还可以包括分光模块L7,设置于所述光源L1和光电探测模块L6之间,适于将所述源L1的输出光分为信号光和检测光。其中,信号光可用于计算目标物的距离和速度,检测光可用于生成差频信号,例如差频电压信号。
以下通过一具体示例,详细说明在激光雷达工作过程中,对光源的发光控制过程。
参照图13所述的本说明书实施例中一种激光雷达的具体结构示意图,当激光雷达LX启动工作后,分布式反馈半导体激光器DFB发出的光经分光器L7分光后,一部分作为信号光Ld1输出,用于计算目标物的距离和速度,另一部分作为检测光Ld2进入到光干涉处理仪MZI;所述光干涉处理仪MZI能够对所述检测光Ld2进行拍频处理,得到差频光信号;光电探测器PD可以将探测得到的差频光信号转换为差频电流信号,并输出至与其耦接的互阻抗放大器TIA,得到放大的差频电压信号;并由模数转换器ADC将差频电压信号转换为差频方波信号;接下来,由数字逻辑处理模块L4基于输入的差频方波信号对输出的数字驱动信号进行校正处理,得到经校正的数字驱动信号并输出至数模转换器DAC,得到模拟驱动信号,以驱动所述分布式反馈半导体激光器DFB发出满足预设要求的线性调频光信号。
其中,数字逻辑处理模块L4中可以设置相应的存储器,以存储用于对输出光进行控制的预校正调制曲线以及用于与所述差频方波信号进行鉴相比较的参考方波信号,以及积分器、加法器等用于对所述数字驱动信号进行校正的数字逻辑器件,数字逻辑处理模块L4的一些可选示例结构及具体校正过程可以参见前述实施中的数字逻辑处理模块的详细描述,此处不再赘述。
在具体实施中,FPGA在激光雷达中用于激光雷达的控制、探测数据的处理及运算等,因此,在一具体示例中,可以将具有线性扫频功能的处理模块(例如,上述实施例中所描述的数字逻辑处理模块)设置在FPGA中,一方面,可利用FPGA剩余算力;另一方面,能够减少外围电路的数量,降低实现成本。
虽然本发明实施例披露如上,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 (18)
1.一种光源发光控制方法,其特征在于,包括:
将预置的预校正调制曲线的值与积分器的积分值进行叠加,得到数字驱动信号,并转换为模拟驱动信号以驱动所述光源输出光信号;
获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频信号;
将所述差频信号转换为差频方波信号;
对所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。
2.根据权利要求1所述的光源发光控制方法,其特征在于,所述获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频信号,包括:
获取所述光信号与经延迟的光信号拍频得到的差频光信号;
将所述差频光信号转换为差频电压信号。
3.根据权利要求2所述的光源发光控制方法,其特征在于,所述将所述差频信号转换为差频方波信号,包括:
采用模数转换器采集所述差频电压信号,得到差频电压数字信号;
采用比较器将所述差频电压数字信号与预设参考值进行比较,输出所述差频方波信号。
4.根据权利要求2所述的光源发光控制方法,其特征在于,所述将所述差频信号转换为差频方波信号,包括:
采用施密特触发器将所述差频电压信号转换为所述差频方波信号。
5.根据权利要求1-4任一项所述光源发光控制方法,其特征在于,所述预校正调制曲线用于使所述光源输出线性调频光信号。
6.一种光源发光控制系统,与光源耦接,其特征在于,包括:光干涉处理模块、模数转换模块、数字逻辑处理模块及数模转换模块,其中:
所述数模转换模块,适于将所述数字逻辑处理模块输出的数字驱动信号转换为模拟驱动信号,以驱动所述光源输出光信号;
所述光干涉处理模块,适于对所述光信号进行延迟,并将所述光信号和经延迟的光信号进行拍频,得到差频信号;
所述模数转换模块,适于将所述差频信号转换为差频方波信号;
所述数字逻辑处理模块,适于将预置的预校正调制曲线与积分器的积分值进行叠加,得到所述数字驱动信号,以及,对将所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。
7.根据权利要求6所述的光源发光控制系统,其特征在于,所述数字逻辑处理模块包括:
第一存储器,适于存储所述参考方波信号;
第二存储器,适于存储所述光源的预校正调制曲线;
数字鉴频鉴相器,适于将所述差频方波信号与所述第一存储器存储的参考方波信号进行鉴相比较,并输出鉴相结果;
积分器,适于将所述数字鉴频鉴相器输出的鉴相结果进行积分处理,得到积分值;
加法器,适于将所述积分值与所述第二存储器存储的所述预校正调制曲线的值进行叠加,得到所述数字驱动信号。
8.根据权利要求6所述的光源发光控制系统,其特征在于,所述光干涉处理模块输出的为差频光信号,所述发光控制系统还包括:光电探测模块,适于获取所述光干涉处理模块输出的差频光信号,并将所述差频光信号转换为差频电压信号。
9.根据权利要求8所述的光源发光控制系统,其特征在于,所述光电探测模块包括:
光电探测器,适于将所述差频光信号转换为差频电流信号;
互阻抗放大器,适于将所述差频电流信号进行信号放大处理,并转换为差频电压信号。
10.根据权利要求9所述的光源发光控制系统,其特征在于,所述模数转换模块包括:
模数转换器,适于采集所述差频电压信号,得到差频电压数字信号;
比较器,适于将所述差频电压数字信号与预设参考值进行比较,输出所述差频方波信号。
11.根据权利要求9所述的光源发光控制系统,其特征在于,所述模数转换模块包括:模数转换器,适于采集所述差频电压信号,得到差频电压数字信号;
所述数字逻辑处理模块还包括:比较器,适于将所述差频电压数字信号与预设参考值进行比较,输出所述差频方波信号。
12.根据权利要求9所述的光源发光控制系统,其特征在于,所述模数转换模块包括:
施密特触发器,适于将所述差频电压信号转换为所述差频方波信号。
13.根据权利要求6所述的光源发光控制系统,其特征在于,所述数字逻辑处理模块为可编程逻辑器件。
14.根据权利要求6-13任一项所述的光源发光控制系统,其特征在于,所述预校正调制曲线用于使所述光源输出线性调频光信号。
15.一种光源发光控制系统,与光源耦接,其特征在于,包括:光干涉处理模块、模数转换模块、第一存储器、第二存储器、数字鉴频鉴相器、积分器、加法器及数模转换模块,其中:
所述数模转换模块,适于将所述加法器输出的数字驱动信号转换为模拟驱动信号,以驱动所述光源输出光信号;
所述光干涉处理模块,适于对所述光信号与经延迟的光信号进行拍频,得到差频信号;
所述模数转换模块,适于将所述差频信号转换为差频方波信号;
第一存储器,适于存储参考方波信号;
第二存储器,适于存储所述光源的预校正调制曲线;
数字鉴频鉴相器,适于将所述差频方波信号与所述第一存储器存储的参考方波信号进行鉴相比较,并输出鉴相结果;
积分器,适于将所述数字鉴频鉴相器输出的鉴相结果进行积分处理,得到积分值;
加法器,适于将所述第二存储器预置的预校正调制曲线的值与所述积分值进行叠加,得到所述数字驱动信号。
16.一种激光雷达,其特征在于,包括:光源、光干涉处理模块、模数转换模块、数字逻辑处理模块及数模转换模块,其中:
所述光源,适于输出光信号;
所述数模转换模块,适于将所述数字逻辑处理模块输出的数字驱动信号转换为模拟驱动信号;
所述光干涉处理模块,适于对所述光信号与经延迟的光信号进行拍频处理,得到差频信号;
所述模数转换模块,适于将所述差频信号转换为差频方波信号;
所述数字逻辑处理模块,适于将预置的预校正调制曲线的值与积分值进行叠加,得到所述数字驱动信号,以及,对将所述差频方波信号与预设的参考方波信号进行鉴相比较,将鉴相结果进行积分处理,得到所述积分值。
17.根据权利要求16所述的激光雷达,其特征在于,所述光源包括:分布式反馈半导体激光器。
18.根据权利要求16所述的激光雷达,其特征在于,所述光干涉处理模块包括:不等臂长光纤干涉仪。
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