CN209117877U - 一种多通道高精度激光飞行时间测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光飞行时间测量技术领域，公开了一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，包括：内部搭建有TDC模块的现场可编程门阵列芯片；激光发射电路，与所述现场可编程门阵列芯片的脉冲信号输出端连接，用于根据所述现场可编程门阵列芯片输出的脉冲信号产生光脉冲并将所述光脉冲投射到目标被测物；多路回波接收通道，分别与所述现场可编程门阵列芯片的多个全局时钟I/O端口连接，用于接收目标被测物反射的回波信号，以及输出相应的电信号至所述现场可编程门阵列芯片。本实用新型具有多通道数进行测量，制造成本节约，线路板占用空间小有利于产品小型化，整体测量精度高，实用性强。

Description

一种多通道高精度激光飞行时间测量系统

技术领域

本实用新型涉及激光飞行时间测量技术领域，尤其涉及一种多通道高精度激光飞行时间测量系统。

背景技术

随着人工智能的发展，自动驾驶、辅助驾驶的兴起，激光雷达凭其具有高精度，高分辨率的优势，具有建立周边3D模型的前景，在这些领域占有不可替代的位置，影响激光雷达探测精度中至关重要的就是对激光飞行时间的准确测量。目前，激光飞行时间测量技术广泛应用于激光测距、激光成像雷达等激光探测应用中，激光飞行时间测量精度也直接关系到距离测量的精度和距离成像的清晰度。

激光飞行时间测量常用到的方法有时刻鉴别法和时间间隔测量法，其中，时间间隔测量法主要是测量激光脉冲发射信号（START）和接收信号（STOP）之间的时间间隔，想到达到高的单次测量精度，就需要有高的计数频率。20世纪80年代中期开始，CPLD（ComplexProgrammable Logic Device）和与标准门阵列类似的FPGA（Field－Programmable GateArray）得到广泛运用，它们具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适应范围宽等特点。采用FPGA作为主要测量芯片比原始分立元件有更高的工作速度、更高的时间分辨率以及更小的计数误差。

但仅靠FPGA内部时钟计数其精度还是有限，需要进一步对FPGA已有时钟的一个时钟周期再分割，使其具有更高的计数频率；目前基于FPGA实现激光飞行时间间隔测量精度的进一步提高的测量方法主要有以下两种：一是使用可编程逻辑器件锁相倍频获得高速的时钟信号以提高测量精度；二是外部连接专业的时间测量系统（TDC）芯片。这两种方法各有优劣，前者受器件工艺水平制约很难达到超高速的时钟频率，即使达到成本也很高；如公开号CN103698770A的专利文献公开的“基于FPGA芯片的多通道激光回波时间测量系统”，通过时间数字转换器输出计时数据，时间数字转换器包括：锁相环，用于将板上晶振的时钟信号调整为具有均匀相位差的多个高频时钟信号；多个计数器，以锁相环产生的具有均匀相位差的高频时钟信号作为计数时钟进行计时；加法器，用于将多个计数器的计数时钟相加得到计时数据。

后者由于器件内部采用模拟技术所以受温度等环境条件影响较大，且当需要多通道TDC测量时，需要配备较多的TDC芯片，不仅容易占据线路板布局空间，不利于小型化，而且器件设置成本较高。如公告号CN102176004B的专利文献公开的“基于多通道时延估计的激光飞行时间测量装置及其方法”，通过数字采集单元将接收信道的回波信号与多通道参考信号送入数字信号处理单元进行互相关运算，其中，数字采集单元包括ADC采集模块和采集控制模块两部分，ADC采集模块使用六片ADC芯片实现，五片用于采集多通道参考模拟信号，一片用于采集回波模拟信号；采集控制模块集成在一片FPGA中，用于产生ADC控制信号和时钟信号，虽然能够帮助提高激光飞行时间的测量精度，但其设置成本和线路板空间占用的问题比较突出。

除了上文所述的主要测量方法外，时间内插法是近年来广泛研究和采用的一种时间间隔测量方法。时间内插法结合电子计数器使用可以扩大测量量程，从而同时达到高精度、大量程的测量需求。两种常用的时间内插法有：以延迟链为基础的内插法和以时间相位为基础的内插法，其中时钟相位内插法实现更为简单，但是精度受移动相位的时钟多少的限制，因此需要相应的设置不同相位延迟的时钟。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种具有多通道数，成本节约，线路板占用空间小有利于产品小型化，整体测量精度高，实用性强的多通道高精度激光飞行时间测量系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，包括：

内部搭建有TDC模块的现场可编程门阵列芯片；

激光发射电路，与所述现场可编程门阵列芯片的脉冲信号输出端连接，用于根据所述现场可编程门阵列芯片输出的脉冲信号产生光脉冲并将所述光脉冲投射到目标被测物；

多路回波接收通道，分别与所述现场可编程门阵列芯片的多个全局时钟I/O端口连接，用于接收目标被测物反射的回波信号，以及输出相应的电信号至所述现场可编程门阵列芯片。

通过在现场可编程门阵列芯片内部搭建TDC模块，有利于减少外部TDC芯片的使用，尤其在与多路回波接收通道配合使用的测量系统中更为突出，有利于缩小产品线路板布局体积占用，便于产品小型化和降低产品成本，集成度较高，减少了信号传输走线的布设，有利于提高工作效率；通过多路回波接收通道分别与所述现场可编程门阵列芯片的多个全局时钟I/O端口连接，可充分利用现场可编程门阵列芯片内部的高速时钟总线，有利于时序控制，减少信号走线到达各个触发器的延迟差，提高TDC模块工作及时性和稳定性，同时可实现基于现场可编程门阵列芯片专用时钟延迟链作为时间测量的基准，有利于提高单次测量精度，相比使用外部TDC芯片可大大缩小线路板尺寸，降低器件成本。

进一步地，还包括温补晶振，与所述现场可编程门阵列芯片的主时钟输入端连接，用于提供系统时钟信号。

进一步地，每路所述回波接收通道从接收目标被测物反射的回波信号开始到输出相应的电信号至所述现场可编程门阵列芯片结束连接所用的信号传输走线等长设置。

进一步地，每路所述回波接收通道均包括：

雪崩二极管，用于接收目标被测物反射的回波信号转换为电流信号；

前置放大电路，与所述雪崩二极管连接，用于将所述电流信号放大转换为电压信号；

阈值比较电路，与所述前置放大电路连接，用于将所述电压信号与参考值比较后输出低电压逻辑电平信号传输至所述现场可编程门阵列芯片。

进一步地，所述阈值比较电路的参考值输入端与所述现场可编程门阵列芯片连接。

进一步地，所述前置放大电路包括跨阻放大器，所述跨阻放大器的同相输入端通过第一电阻和电容与所述雪崩二极管的阴极连接，还通过第二电阻与所述跨阻放大器的输出端连接，所述跨阻放大器的反相输入端接地。

进一步地，所述激光发射电路包括半导体激光器。

进一步地，每路所述回波接收通道均包括：

雪崩二极管；

可调偏压电路，连接于所述雪崩二极管的阴极，用于为所述雪崩二极管提供大小可变的反向偏置电压；

自动增益控制电路，连接于所述雪崩二极管的阴极，用于稳定所述雪崩二极管输出的电信号的幅度。

进一步地，所述自动增益控制电路包括：可变增益放大器、峰值检测电路、差分放大器以及滤波器，所述可变增益放大器的输入端与所述雪崩二极管的阴极连接，所述可变增益放大器的输出端输出模拟信号，所述峰值检测电路的输入端连接所述可变增益放大器的输出端，所述峰值检测电路的输出端连接所述差分放大器的反相输入端，所述现场可编程门阵列芯片的参考电平输出端连接所述差分放大器的同相输入端，所述差分放大器的输出端通过所述滤波器连接所述可变增益放大器的控制端。

进一步地，所述TDC模块包括多路延迟通道，每路所述延迟通道包括多个相互串联的延迟单元，每个所述延迟单元包括延时器和触发器；

所述延时器根据设定的延时时间延迟第一输入信号后输出至本级所述延迟单元的触发器和输出至后级所述延迟单元的延时器作为后级所述延迟单元的延时器的第一输入信号；

所述触发器根据本级所述延迟单元的延时器的输出和第二输入信号，输出数据至编码单元和后级所述延迟单元的触发器作为后级所述延迟单元的触发器的第二输入信号；

其中，输入首个所述延迟单元的延时器的第一输入信号为所述现场可编程门阵列芯片的全局时钟I/O端口接收的电信号；输入首个所述延迟单元的触发器的第二输入信号为所述现场可编程门阵列芯片输出至所述激光发射电路的脉冲信号。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

采用在现场可编程门阵列芯片内部搭建TDC模块，相比采用外部TDC芯片作为时间测量基准，无论在线路板空间占用上、成本上都有所减少和下降；且具备多通道数，有利于在TDC模块性能不变的基础上，进一步提高激光飞行时间测量的精度；

多路回波接收通道分别与所述现场可编程门阵列芯片的多个全局时钟I/O端口连接，有利于利用专用时钟总线采集STOP信号，便利时序控制，帮助提高激光飞行时间的测量精度；

采用温补晶振作系统时钟，有利于减少温度对晶振振荡频率的影响和提高现场可编程门阵列芯片系统时钟的稳定性，从而提高精度测量的稳定性和激光飞行时间的测量精度；

采用每路所述回波接收通道从接收目标被测物反射的回波信号开始到输出相应的电信号至所述现场可编程门阵列芯片结束连接所用的信号传输走线等长线设计，减小了各通道间测量精度的差异；

综上，本系统的整体测量精度高，实用性强，最终产品在市场上具有更高的竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，附图如下：

图1为本实用新型实施例1提供的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统框图；

图2为本实用新型实施例2提供的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统框图；

图3为本实用新型实施例3提供的回波接收通道结构图；

图4为本实用新型实施例4优选的回波接收通道结构图；

图5为本实用新型实施例4优选的自动增益控制电路结构图；

图6为本实用新型实施例4优选的TDC模块结构图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本实用新型的测量系统主要是根据时间内插法，来进一步完善测量系统的测量精度，帮助使用该测量系统的产品能够具有更小型化和更低成本的产品竞争力。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，包括：

内部搭建有TDC模块110的现场可编程门阵列芯片100；现场可编程门阵列芯片100即为FPGA芯片，TDC模块110则用于测量激光脉冲发射信号（START）和接收信号（STOP）之间的时间间隔，具体地，利用FPGA芯片内部的时钟资源搭建TDC（时间测量系统）模块，FPGA芯片中有多个可配置逻辑模块，可以依据时间数字转换器电路逻辑，利用上述可配置逻辑模块完成TDC模块110的搭建。更具体地，本实施例的TDC模块110搭建基于时间内插法，即在FPGA芯片中已有的系统时钟周期内部插入小的计数模块（可以是基于延迟链或时钟相位），从而实现对已有的时钟进行一个时钟周期再分割（平等分割），使其有更小的周期刻度，这样时钟周期的测量精度也就能更高，其中，插入小的计数模块可通过代码编译将延时器和触发器结合运用来实现，目前，实现45ps及以上延时的代码，可直接在网上找到相应的开源代码。

激光发射电路200，与所述现场可编程门阵列芯片100的脉冲信号输出端连接，用于根据所述现场可编程门阵列芯片100输出的脉冲信号产生光脉冲并将所述光脉冲投射到目标被测物；现场可编程门阵列芯片100输出的脉冲信号给激光发射电路200的同时会作为START信号给到TDC模块110，以便开启TDC模块的计数过程。

多路回波接收通道300，分别与所述现场可编程门阵列芯片100的多个全局时钟I/O端口连接，用于接收目标被测物反射的回波信号，以及输出相应的电信号至所述现场可编程门阵列芯片100，该输出至现场可编程门阵列芯片100的电信号即作为TDC模块110的STOP信号，从而结束TDC模块110的计数过程，其中，TDC模块110根据插入小的计数模块以较精确的精度获得时钟脉冲个数，最终获得飞行时间参数值的原理与现有TDC技术中原理相同，此处不再赘述。理论上，FPGA芯片的任意一个管脚都可以作为时钟输入端口，即供多路回波接收通道300向FPGA芯片输入信号，但是FPGA芯片专门设计有全局时钟，该全局时钟总线是一条专用总线，到达芯片内各部分触发器的时间最短，连接全局时钟端口工作最可靠，有利于时序控制，减少信号走线到达各个触发器的延迟差，提高TDC模块110工作及时性和稳定性，同时也有利于提高单次测量精度。需要注意的是，全局时钟端口数量有限，且回波接收通道300设置越多，容易增加TDC模块110搭建的复杂度，一般情况下，设置16路回波接收通道300即可。

综上，本实施例通过在现场可编程门阵列芯片100内部搭建TDC模块110，有利于减少外部TDC芯片的使用，尤其在与多路回波接收通道300配合使用的测量系统中更为突出，有利于大大缩小产品线路板布局体积占用，便于产品小型化和降低产品成本，集成度较高，减少了信号传输走线的布设，有利于提高工作效率；通过多路回波接收通道300分别与所述现场可编程门阵列芯片100的多个全局时钟I/O端口连接，可充分利用现场可编程门阵列芯片100内部的高速时钟总线，有利于时序控制，减少信号走线到达各个触发器的延迟差，提高TDC模块110工作及时性和稳定性，同时可实现基于现场可编程门阵列芯片100专用时钟延迟链作为时间测量的基准，有利于提高单次测量精度，相比使用外部TDC芯片可大大缩小线路板尺寸，降低器件成本。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例还包括温补晶振400，与所述现场可编程门阵列芯片100的主时钟输入端连接，用于提供系统时钟信号。

温补晶振400设置目的是为了提供外部精确稳定可控的时钟信号代替现场可编程门阵列芯片100原始的系统时钟，从而在一定程度上弥补现场可编程门阵列芯片100原始的系统时钟内部延迟容易受到外界环境（温度，供电电压）的影响，出现较大波动的问题；具体地，选用稳定度高，抖动小的温补晶振400作为现场可编程门阵列芯片100的系统时钟，使得振荡频率不易受温度影响的同时有利于提高系统时钟稳定性，帮助TDC模块110更好更精确的测量飞行时间。

进一步地，每路所述回波接收通道300从接收目标被测物反射的回波信号开始到输出相应的电信号至所述现场可编程门阵列芯片100结束连接所用的信号传输走线等长设置。即从接收到目标被测物反射的回波信号开始到信号最终传输入现场可编程门阵列芯片100结束，这一整个过程，优选各路回波接收通道300信号传输所用的走线等长度设置，以便提高各通道间时序延时的一致性，减小各通道间测量精度的差异。

综上，本实施例不仅提高了激光飞行时间的测量精度，还提高了现场可编程门阵列芯片100系统时钟的稳定性，减小各通道间测量精度的差异。

实施例3

如图3所示，本实施例与实施例2的区别在于，本实施例的每路所述回波接收通道300均包括：

雪崩二极管310，用于接收目标被测物反射的回波信号转换为电流信号；雪崩二极管310具备内部增益功能，增益大小受外加偏压大小控制，所述电流信号强度与目标被测物反射的回波信号强度成正比例关系。

前置放大电路320，与所述雪崩二极管310连接，具体地，所述雪崩二极管310阴极连接，用于将所述电流信号放大转换为电压信号；由于雪崩二极管310获得的电流信号强度较弱，需前置放大电路320放大后，方可与阈值比较电路330的参考值（阈值）比较。

阈值比较电路330，与所述前置放大电路320连接，用于将所述电压信号与参考值V_REF比较后输出低电压逻辑电平信号传输至所述现场可编程门阵列芯片100。阈值比较电路330具体设计可参见现有技术电压与参考值比较的比较电路。

所述阈值比较电路330的参考值输入端与所述现场可编程门阵列芯片100连接。即参考值V_REF由现场可编程门阵列芯片100提供，优选经过阈值比较电路330将所述电压信号与参考值比较后输出2.5V LVTTL至所述现场可编程门阵列芯片100的TDC模块110中。

所述前置放大电路320包括跨阻放大器TIA，所述跨阻放大器TIA的同相输入端通过第一电阻R1和电容C与所述雪崩二极管310的阴极连接，还通过第二电阻R2与所述跨阻放大器TIA的输出端连接，所述跨阻放大器TIA的反相输入端接地（图中未示出）。优选ADI公司型号为AD8015的专用跨阻放大器，从而配合跨阻放大器TIA外围电路在较高的增益条件下实现较大的信号带宽，保证探测信号的上升时间，因为此上升时间的抖动将影响系统的最终距离测量的分辨率和精度。

所述激光发射电路200包括半导体激光器，优选脉冲式半导体激光器。

实施例4

如图4所示，本实施例与实施例2的区别在于，本实施例的每路所述回波接收通道300均包括：

雪崩二极管310；雪崩二极管310的阳极接地，雪崩二极管310做成光接收器件，其具备内部增益功能，增益大小受外加偏压大小控制；雪崩二极管310的内在增益大小只有在正常的反向偏置电压作用下才可以得到最佳的接收灵敏度；所以雪崩二极管310的反向偏置电压电路必须具有温度补偿功能，才能始终维持较高的接收灵敏度，从而保证本测量系统较宽的测量范围。

雪崩二极管310的反向偏置电压电路为可调偏压电路340，连接于所述雪崩二极管310的阴极，用于为所述雪崩二极管310提供大小可变的反向偏置电压，有利于在一定程度上弥补温度带来的增益下降，有利于保持雪崩二极管310较高的接收灵敏度，增大雪崩二极管310信号接收的动态范围；目前，比较通用的反向偏置电压电路普遍采用PWM（Pulse widemodulation，脉宽调制）升压转换器件及倍压电路来实现，例如公告号为CN103135651B的专利文献中指出的反向偏置电压提供电路，其受控制电路控制输出控制电压。本实施例的可调偏压电路340包括但不限于上述设计。

自动增益控制电路350，连接于所述雪崩二极管310的阴极，用于稳定所述雪崩二极管310输出的电信号的幅度。自动增益控制电路350即现有技术中常说的AGC环，它是闭环电子电路，是一个负反馈系统，它一般分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控制电压形成电路的基本部件是检波器和低通平滑滤波器，有时也包含门电路和直流放大器等部件。本实施例的自动增益控制电路350中可与常规的AGC环一样，其放大电路的增益可自动地随输入信号强度而调整，当输入信号电压变化很大时，能保持输出电压恒定或基本不变，从而进一步提高整个接收电路的测量精度。

综上，自动增益控制电路350与可调偏压电路340相互配合，使得回波接收通道300接收灵敏度高，可实现大动态范围回波信号的光信号接收和处理，同时可保证处理后输出的信号具有较高精度。

具体地，如图5所示，所述自动增益控制电路350包括：可变增益放大器351、峰值检测电路352、差分放大器353以及滤波器354，所述可变增益放大器351的输入端与所述雪崩二极管310的阴极连接，用于接收雪崩二极管310转换外界光信号得到的电流信号，并能根据内部增益对电流信号进行衰减或放大；所述可变增益放大器351的输出端输出模拟信号V_out，所述峰值检测电路352的输入端连接所述可变增益放大器351的输出端，用于获得模拟信号V_out的峰值电压信号RSSI，所述峰值检测电路352的输出端连接所述差分放大器353的反相输入端，所述现场可编程门阵列芯片100的参考电平输出端连接所述差分放大器353的同相输入端，用于向差分放大器353的同相输入端输入参考电平V_REF，峰值电压信号RSSI和参考电平V_REF经差分放大器330差分放大后得到控制电平输入可变增益放大器310的控制端，从而改变可变增益放大器310的增益，最终使得V_out的峰值稳定在参考电平V_REF附近并作为STOP信号最终输入TDC模块110触发TDC模块110停止计数，优选地，所述差分放大器353的输出端通过所述滤波器354连接所述可变增益放大器351的控制端，有利于滤除差分放大器353输出端输出的控制电平信号中的调制分量和噪声，从而输出平滑的直流以便精准的控制可变增益放大器351的增益。优选地，滤波器354为低通滤波器。

进一步地，关于基于时间内插法的TDC模块110搭建，属时钟相位内插法实现更为简单，但是精度受移动相位的时钟多少的限制，故需设置产生不同相位延迟的时钟来保证测量精度。

如图6所示，本实施例的所述TDC模块110搭建后结构如下，包括多路延迟通道111，每路延迟通道111一一对应处理每路回波接收通道300输入的信号；每路所述延迟通道111包括多个相互串联的延迟单元，优选延迟单元设置64个，每个所述延迟单元包括延时器1111和触发器1112；

所述延时器1111根据设定的延时时间延迟第一输入信号后输出至本级所述延迟单元的触发器1112和输出至后级所述延迟单元的延时器1111作为后级所述延迟单元的延时器1111的第一输入信号；

所述触发器1112根据本级所述延迟单元的延时器1111的输出和第二输入信号，输出数据至编码单元和后级所述延迟单元的触发器1112作为后级所述延迟单元的触发器1112的第二输入信号；具体地，第二输入信号输入触发器1112的数据输入端D，延时器1111的输出端连接后级延迟单元的延时器1111的输入端和本级触发器1112的时钟脉冲输入端CP，触发器1112的输出端Q连接编码单元和后级所述延迟单元的触发器1112的数据输入端D，编码单元输出编码后的数据。

其中，输入首个所述延迟单元的延时器1111的第一输入信号为所述现场可编程门阵列芯片100的全局时钟I/O端口接收的电信号，即为图中STOP信号；输入首个所述延迟单元的触发器1112的第二输入信号为所述现场可编程门阵列芯片100输出至所述激光发射电路200的脉冲信号，即为图中START信号，末位的所述延迟单元不存在后级延迟单元，故末位的所述延迟单元的延时器1111仅输出延时后的信号至本级延迟单元的触发器1112，该末位的所述延迟单元的触发器1112仅输出数据至编码单元。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，包括：

内部搭建有TDC模块的现场可编程门阵列芯片；

激光发射电路，与所述现场可编程门阵列芯片的脉冲信号输出端连接，用于根据所述现场可编程门阵列芯片输出的脉冲信号产生光脉冲并将所述光脉冲投射到目标被测物；

多路回波接收通道，分别与所述现场可编程门阵列芯片的多个全局时钟I/O端口连接，用于接收目标被测物反射的回波信号，以及输出相应的电信号至所述现场可编程门阵列芯片。

2.根据权利要求1所述的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，还包括温补晶振，与所述现场可编程门阵列芯片的主时钟输入端连接，用于提供系统时钟信号。

3.根据权利要求1所述的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，每路所述回波接收通道从接收目标被测物反射的回波信号开始到输出相应的电信号至所述现场可编程门阵列芯片结束连接所用的信号传输走线等长设置。

4.根据权利要求1所述的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，每路所述回波接收通道均包括：

雪崩二极管，用于接收目标被测物反射的回波信号转换为电流信号；

前置放大电路，与所述雪崩二极管连接，用于将所述电流信号放大转换为电压信号；

阈值比较电路，与所述前置放大电路连接，用于将所述电压信号与参考值比较后输出低电压逻辑电平信号传输至所述现场可编程门阵列芯片。

5.根据权利要求4所述的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，所述阈值比较电路的参考值输入端与所述现场可编程门阵列芯片连接。

6.根据权利要求4所述的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，所述前置放大电路包括跨阻放大器，所述跨阻放大器的同相输入端通过第一电阻和电容与所述雪崩二极管的阴极连接，还通过第二电阻与所述跨阻放大器的输出端连接，所述跨阻放大器的反相输入端接地。

7.根据权利要求1所述的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，所述激光发射电路包括半导体激光器。

8.根据权利要求1所述的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，每路所述回波接收通道均包括：

雪崩二极管；

可调偏压电路，连接于所述雪崩二极管的阴极，用于为所述雪崩二极管提供大小可变的反向偏置电压；

自动增益控制电路，连接于所述雪崩二极管的阴极，用于稳定所述雪崩二极管输出的电信号的幅度。

9.根据权利要求8所述的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，所述自动增益控制电路包括：可变增益放大器、峰值检测电路、差分放大器以及滤波器，所述可变增益放大器的输入端与所述雪崩二极管的阴极连接，所述可变增益放大器的输出端输出模拟信号，所述峰值检测电路的输入端连接所述可变增益放大器的输出端，所述峰值检测电路的输出端连接所述差分放大器的反相输入端，所述现场可编程门阵列芯片的参考电平输出端连接所述差分放大器的同相输入端，所述差分放大器的输出端通过所述滤波器连接所述可变增益放大器的控制端。

10.根据权利要求1所述的一种多通道高精度激光飞行时间测量系统，其特征在于，所述TDC模块包括多路延迟通道，每路所述延迟通道包括多个相互串联的延迟单元，每个所述延迟单元包括延时器和触发器；

所述延时器根据设定的延时时间延迟第一输入信号后输出至本级所述延迟单元的触发器和输出至后级所述延迟单元的延时器作为后级所述延迟单元的延时器的第一输入信号；

所述触发器根据本级所述延迟单元的延时器的输出和第二输入信号，输出数据至编码单元和后级所述延迟单元的触发器作为后级所述延迟单元的触发器的第二输入信号；

其中，输入首个所述延迟单元的延时器的第一输入信号为所述现场可编程门阵列芯片的全局时钟I/O端口接收的电信号；输入首个所述延迟单元的触发器的第二输入信号为所述现场可编程门阵列芯片输出至所述激光发射电路的脉冲信号。