CN207396719U - 一种提高agc动态范围和精度的激光回波信号调理装置 - Google Patents
一种提高agc动态范围和精度的激光回波信号调理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207396719U CN207396719U CN201721409675.7U CN201721409675U CN207396719U CN 207396719 U CN207396719 U CN 207396719U CN 201721409675 U CN201721409675 U CN 201721409675U CN 207396719 U CN207396719 U CN 207396719U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- road
- power consumption
- quadrant
- quadrants
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置，包括分别用于将四象限激光探测器接收激光回波后输出的4路电流信号转化4路脉冲电压信号的四个前放电路，前两个前放电路的输出端和后两个前放电路的输出端分别连接至一个2通道数字可编程增益放大器，两个2通道数字可编程增益放大器的输出端分别连接两个低功耗差分ADC驱动器，四个低功耗差分ADC驱动器均连接至4通道采样频率可达250MSPS的高速ADC。本实用新型采用大动态范围的数字可编程增益放大器可实现激光回波信号0～100倍增益范围的2倍放大步长的动态增益变化，而不会出现丢失信号或者饱和失真现象。
Description
技术领域
本实用新型激光制导技术领域，具体涉及一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置。
背景技术
激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等四大特点，使其广泛应用于许多领域，如军事、工业和医疗等。但在这些激光探测应用中，四象限激光探测器接收到的激光回波信号功率远距离时非常弱，近距离时非常强，通常后续信号处理使用的低速ADC的采样范围为0～3.3V，为了便于后续的精确信号处理，激光回波信号的调理技术对整个系统就显得尤为重要。
激光回波信号经过四象限激光探测器转换后的电流信号转化为脉冲电压信号后适当放大、峰值保持后，送入ADC中进行采样处理。目前的主流的激光回波信号调理技术是通过一级前放电路和一级主放电路组成，根据激光回波能量的强弱控制某一级放大电路的放大或直通。这种分级放大的方案通过模拟开关的闭合实现AGC功能，动态增益时候每一级都会有不小于23dB的增益变化。
激光回波信号变强时需要将放大电路控制为直通模式，3.3V的激光回波信号关闭放大后衰减为约220mV，在系统底噪约为100mV的噪声环境下会造成峰值检测电路的丢失信号或者虚警。
激光回波信号变弱时需要将放大电路控制为放大模式，为了保证不丢失激光信号，当激光回波信号电压约为400mV时需要进行AGC调节，激光回波信号放大23dB后约为6V，超出低速ADC量程范围，造成采样不准确，影响后续测角精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置，以克服现有技术中的问题，本实用新型采用大动态范围的数字可编程增益放大器可实现激光回波信号0～100倍增益范围的2倍放大步长的动态增益变化，而不会出现丢失信号或者饱和失真现象。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置，包括分别用于将四象限激光探测器接收激光回波后输出的4路电流信号转化为四路脉冲电压信号的四个前放电路，前两个前放电路的输出端和后两个前放电路的输出端分别连接至一个2通道数字可编程增益放大器，每个2通道数字可编程增益放大器的输出端分别连接两个低功耗差分ADC驱动器，四个低功耗差分ADC驱动器均连接至4通道250MSPS高速ADC。
进一步地，激光回波通过四象限激光探测器转化为A、B、C、D四路电流信号，前放电路包括用于接收A路电信号的A象限前放电路、用于接收B路电信号的B象限前放电路、用于接收C路电信号的C象限前放电路和用于接收D路电信号的D象限前放电路。
进一步地，A象限前放电路和B象限前放电路的输出端连接至AB象限2通道数字可编程增益放大器，C象限前放电路和D象限前放电路的输出端连接至CD象限2通道数字可编程增益放大器。
进一步地，AB象限2通道数字可编程增益放大器的输出端连接至A象限低功耗差分ADC驱动器和B象限低功耗差分ADC驱动器；CD象限2通道数字可编程增益放大器的输出端连接至C象限低功耗差分ADC驱动器和D象限低功耗差分ADC驱动器。
进一步地，A象限低功耗差分ADC驱动器、B象限低功耗差分ADC驱动器、C象限低功耗差分ADC驱动器和D象限低功耗差分ADC驱动器均连接至4通道250MSPS高速ADC。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型采用大动态范围的数字可编程增益放大器可实现激光回波信号0～100倍增益范围的2倍放大步长的动态增益变化，而不会出现丢失信号或者饱和失真现象，采用具有3线SPI独立增益控制的2通道数字可编程增益放大器，只需2个芯片就可以实现四象限激光探测系统的AGC功能，相比原有设计体积尺寸缩小到1/4，另外本实用新型ACG电路通过3线SPI独立控制，快速进行大范围高精度的增益控制，激光回波信号通过低功耗差分ADC驱动器完成单端转差分转化，送入高速ADC中，相比原来使用低速ADC采样单端信号的处理方式可实现激光回波信号低失真、低噪声、低失调的处理，利于高速ADC的采样。而且采用4通道采样频率可达250MSPS的高速ADC能够实现4通道激光信号的高精度、高频率采样，便于后续数字信号处理，提高系统信噪比。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
其中，1—A象限前放电路，2—B象限前放电路，3—C象限前放电路，4—D象限前放电路，5—AB象限2通道数字可编程增益放大器，6—CD象限2通道数字可编程增益放大器，7—A象限低功耗差分ADC驱动器，8—B象限低功耗差分ADC驱动器，9—C象限低功耗差分ADC驱动器，10—D象限低功耗差分ADC驱动器，11—4通道250MSPS高速ADC。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
参见图1，一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置，其特征在于，包括分别用于将四象限激光探测器接收激光回波后输出的4路电流信号转化为A、B、C、D四路脉冲电压信号的A象限前放电路1、B象限前放电路2、C象限前放电路3和D象限前放电路4，A象限前放电路1和B象限前放电路2的输出端连接至AB象限2通道数字可编程增益放大器5，C象限前放电路3和D象限前放电路4的输出端连接至CD象限2通道数字可编程增益放大器6，AB象限2通道数字可编程增益放大器5的输出端连接至A象限低功耗差分ADC驱动器7和B象限低功耗差分ADC驱动器8；CD象限2通道数字可编程增益放大器6的输出端连接至C象限低功耗差分ADC驱动器9和D象限低功耗差分ADC驱动器10，A象限低功耗差分ADC驱动器7、B象限低功耗差分ADC驱动器8、C象限低功耗差分ADC驱动器9和D象限低功耗差分ADC驱动器10均连接至4通道250MSPS高速ADC11。
下面结合实施例对本实用新型做详细描述：
本实用新型上级控制芯片将根据高速ADC11的采用范围和后续数字信号处理电路的需求，通过两路独立控制SPI通信控制AB象限2通道数字可编程增益放大器5、CD象限2通道数字可编程增益放大器6进行AGC调理，使脉冲信号峰值保持在0.6V～1.8V范围，然后分别经过A象限低功耗差分ADC驱动器7、B象限低功耗差分ADC驱动器8、C象限低功耗差分ADC驱动器9和D象限低功耗差分ADC驱动器10送入高速ADC11。
本实用新型是采用一级低噪声高增益跨阻前置放大电路完成电流电压转换，将微弱四象限激光探测器光电转换后的电流信号转化为脉宽100ns的窄脉冲电压信号后，送入动态范围可达40dB的数字可编程增益放大器，再通过低功耗差分放大器转化为差分信号送入高速ADC中采样。上级控制芯片可根据高速ADC采样脉冲信号的峰值大小执行算法指令，通过SPI独立控制每个数字可编程增益放大器两通道的8级增益，分别为0倍、1倍、2倍、5倍、10倍、20倍、50倍和100倍的电压增益倍数，实现激光脉冲信号的线性ACG控制，供高速ADC精确采样。
Claims (5)
1.一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置，其特征在于，包括分别用于将四象限激光探测器接收激光回波后输出的4路电流信号转化为四路脉冲电压信号的四个前放电路，前两个前放电路的输出端和后两个前放电路的输出端分别连接至一个2通道数字可编程增益放大器，每个2通道数字可编程增益放大器的输出端分别连接两个低功耗差分ADC驱动器，四个低功耗差分ADC驱动器均连接至4通道250MSPS高速ADC(11)。
2.根据权利要求1所述的一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置，其特征在于，激光回波通过四象限激光探测器转化为A、B、C、D四路电流信号，前放电路包括用于接收A路电信号的A象限前放电路(1)、用于接收B路电信号的B象限前放电路(2)、用于接收C路电信号的C象限前放电路(3)和用于接收D路电信号的D象限前放电路(4)。
3.根据权利要求2所述的一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置，其特征在于，A象限前放电路(1)和B象限前放电路(2)的输出端连接至AB象限2通道数字可编程增益放大器(5)，C象限前放电路(3)和D象限前放电路(4)的输出端连接至CD象限2通道数字可编程增益放大器(6)。
4.根据权利要求3所述的一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置，其特征在于，AB象限2通道数字可编程增益放大器(5)的输出端连接至A象限低功耗差分ADC驱动器(7)和B象限低功耗差分ADC驱动器(8)；CD象限2通道数字可编程增益放大器(6)的输出端连接至C象限低功耗差分ADC驱动器(9)和D象限低功耗差分ADC驱动器(10)。
5.根据权利要求4所述的一种提高AGC动态范围和精度的激光回波信号调理装置，其特征在于，A象限低功耗差分ADC驱动器(7)、B象限低功耗差分ADC驱动器(8)、C象限低功耗差分ADC驱动器(9)和D象限低功耗差分ADC驱动器(10)均连接至4通道250MSPS高速ADC(11)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721409675.7U CN207396719U (zh) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | 一种提高agc动态范围和精度的激光回波信号调理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721409675.7U CN207396719U (zh) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | 一种提高agc动态范围和精度的激光回波信号调理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207396719U true CN207396719U (zh) | 2018-05-22 |
Family
ID=62327042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721409675.7U Active CN207396719U (zh) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | 一种提高agc动态范围和精度的激光回波信号调理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207396719U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109194332A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-11 | 电子科技大学 | 一种四通道输入的40gsps采集系统信号驱动电路 |
| CN109557866A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-02 | 西安深瞳智控技术有限公司 | 一种辅助激光探测装置实现agc功能的电源组件及方法 |
| CN109634191A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-16 | 西安深瞳智控技术有限公司 | 一种基于fpga的四象限激光探测信号预处理装置及方法 |
| CN113514817A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 武汉海达数云技术有限公司 | 超高动态范围激光脉冲信号探测处理电路结构 |
-
2017
- 2017-10-27 CN CN201721409675.7U patent/CN207396719U/zh active Active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109194332A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-11 | 电子科技大学 | 一种四通道输入的40gsps采集系统信号驱动电路 |
| CN109194332B (zh) * | 2018-08-22 | 2021-06-04 | 电子科技大学 | 一种四通道输入的40gsps采集系统信号驱动电路 |
| CN109557866A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-02 | 西安深瞳智控技术有限公司 | 一种辅助激光探测装置实现agc功能的电源组件及方法 |
| CN109634191A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-16 | 西安深瞳智控技术有限公司 | 一种基于fpga的四象限激光探测信号预处理装置及方法 |
| CN109557866B (zh) * | 2019-01-24 | 2023-08-18 | 西安深瞳智控技术有限公司 | 一种辅助激光探测装置实现agc功能的电源组件及方法 |
| CN113514817A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 武汉海达数云技术有限公司 | 超高动态范围激光脉冲信号探测处理电路结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207396719U (zh) | 一种提高agc动态范围和精度的激光回波信号调理装置 | |
| CN104124955B (zh) | 一种数字化自动电平控制方法 | |
| CN106405212A (zh) | 双沿触发微分法峰值检测器及峰值检测方法 | |
| CN102156209B (zh) | 一种宽带数字示波器通道偏置调节电路 | |
| CN106932783A (zh) | 一种大量程高速高精度激光测距系统 | |
| CN107315153A (zh) | 一种峰值功率探头硬件调节零点偏置电路和方法 | |
| CN207181230U (zh) | 一种用于激光粒度分析的信号采集电路 | |
| CN104734645A (zh) | 一种采用电流dac消除可变增益放大器电路直流失调的方法 | |
| CN109634191A (zh) | 一种基于fpga的四象限激光探测信号预处理装置及方法 | |
| CN104617904A (zh) | 一种基于数字rssi检测的自动增益控制电路及其控制方法 | |
| CN101917197B (zh) | 双通道模数联合型可变增益数据采集装置 | |
| CN110460316A (zh) | 可控增益放大器 | |
| CN111060897A (zh) | 一种四象限激光探测自动增益控制电路 | |
| CN101533099B (zh) | 电荷频率转换器 | |
| CN209231757U (zh) | 一种基于fpga的四象限激光探测信号预处理装置 | |
| CN211627813U (zh) | 一种四象限激光探测自动增益控制电路 | |
| CN206339589U (zh) | 电流检测电路 | |
| CN204882703U (zh) | 一种硅光电池微弱电流信号检测装置 | |
| CN106469501A (zh) | 声发射检测仪多路数据采集模块 | |
| CN103162839B (zh) | 用于Nb5N6常温太赫兹检测器线阵的读出电路 | |
| CN104409311B (zh) | 一种用于质谱仪的透镜电源 | |
| CN203232282U (zh) | 应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统 | |
| CN110677244A (zh) | 一种适用于连续变量量子密钥分发系统的自平衡方法 | |
| CN214256288U (zh) | 一种基于四象限探测器的信号处理装置 | |
| CN115639408A (zh) | 一种高精度土壤电导率自适应监测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |