CN220206850U - 一种激光信号测量电路及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种激光信号测量电路及系统至少包括：激光生成模块及转换模块，其中：所述激光生成模块将接收的差分信号转换为第一激光信号；所述转换模块与所述激光生成模块连接，所述转换模块将所述第一激光信号转换成用于测试设备直接测量的第二激光信号，其中，测试设备与所述转换模块连接，第一时间获取所述第二激光信号的参数，其中，所述参数包括脉宽和功率。本实用新型的激光信号测量电路及系统，不需要设置光学平台，仅通过转换模块转换生成用于测试设备直接测量的第二激光信号，使第二激光信号的脉宽与功率能够被直观且精确的测量，具有广泛的适用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及图像处理及图像通信技术领域，特别是涉及一种激光信号测量电路及系统。
背景技术
现有的用在车载雷达以及AR/VR(VR是Virtual Reality的缩写，中文翻译为虚拟现实技术或灵境技术；AR是Augmented Reality的缩写，中文翻译为增强现实技术，是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术)产品所使用的激光生成器件多采用大功率大电流的发射芯片。激光生成器通常采用TOF技术(TOF是Time of flight的缩写，直译为飞行时间，是一种测距的方法，通过测量超声波/微波/激光等信号在发射器与反射器之间的“飞行时间”来计算距离)，然而TOF技术通常基于纳秒级别的激光信号(激光信号属于脉宽脉冲信号)来实施，如果要评估发射的脉宽脉冲信号的性能，需要搭建复杂且难以精准测量的光学平台，光学平台包括脉冲激光器、信号聚集装置以及测试设备，其中，脉冲激光器将脉宽脉冲信号放大；信号聚集装置接收放大后的脉宽脉冲信号；测试设备与信号聚集装置连接，对脉宽脉冲信号做进一步测量，由于光学容易淹没脉宽脉冲信号，且仅能间接评估脉宽脉冲信号的延迟，而无法直接且准确的测量出脉宽脉冲信号的幅度及波形质量。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种激光信号测量电路及系统，用于解决现有技术中激光信号的幅度及波形质量很难被准确测量的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种激光信号测量电路，所述激光信号测量电路至少包括：激光生成模块及转换模块，其中：
所述激光生成模块将接收的差分信号转换为第一激光信号；
所述转换模块与所述激光生成模块连接，所述转换模块将所述第一激光信号转换成用于测试设备直接测量的第二激光信号，其中，测试设备与所述转换模块连接，第一时间获取所述第二激光信号的参数，其中，所述参数包括脉宽和功率。
可选地，所述激光生成模块包括：信号接收单元、脉冲生成单元及激光驱动单元，其中：所述信号接收单元接收差分信号；所述脉冲生成单元的输入端与所述信号接收单元的输出端连接；所述激光驱动单元的输入端与所述脉冲生成单元的输出端连接，通过所述激光驱动单元的输出端生成所述第一激光信号。
可选地，所述差分信号包括低电压差分信号。
可选地，所述信号接收单元用于接收差分信号的接口类型包括18比特接口、36比特接口、24比特接口及48比特接口。
可选地，所述激光驱动单元包括垂直腔面发射激光器。
可选地，所述转换模块包括电阻。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种激光信号测量系统，所述激光信号测量系统包括所述激光信号测量电路，所述激光信号测量系统生成用于测试设备直接测量的所述第二激光信号。
可选地，所述激光信号测量系统工作的环境温度介于-40摄氏度到85摄氏度之间。
如上所述，本实用新型的一种激光信号测量电路及系统，具有以下有益效果：
本实用新型的激光信号测量电路及系统，不需要设置光学平台，仅通过转换模块转换生成用于测试设备直接测量的第二激光信号，使第二激光信号的脉宽与功率能够被直观且精确的测量，具有广泛的适用性。
附图说明
图1显示为本实用新型的激光信号测量电路的示意图。
附图标记说明
1 激光信号测量电路
11 激光生成模块
111 信号接收单元
112 脉冲生成单元
113 激光驱动单元
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本实施例提供了一种激光信号测量电路1，所述激光信号测量电路1包括：激光生成模块11及转换模块12，其中：
如图1所示，激光生成模块11将接收的差分信号转换为第一激光信号。
具体地，作为示例，激光生成模块11包括：信号接收单元111、脉冲生成单元112及激光驱动单元113，其中：信号接收单元111接收差分信号，差分信号包括低电压差分信号；信号接收单元111用于接收差分信号的接口类型包括18比特接口、36比特接口、24比特接口及48比特接口；脉冲生成单元112的输入端与信号接收单元111的输出端连接；激光驱动单元113的输入端与脉冲生成单元112的输出端连接，通过激光驱动单元113的输出端生成第一激光信号。
需要说明的是，差分信号包括低电压差分信号，低电压差分信号的英文全称是Low-voltage differential signaling，简称LVDS。LVDS是美国国家半导体于1994年提出的一种信号传输模式的电平标准，它采用极低的电压摆幅进行高速差动的传输数据，可以实现点对点或一点对多点的连接，具有低功耗、速度快、低误码率、低辐射、抗干扰能力强等优点。LVDS电平标准采用一对(两根)差分信号传输数据，日常生活中，最常见的差分信号就是USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)，例如，任何一台电脑都会有USB接口，USB接口可以用来连接键盘、鼠标、打印机、移动硬盘等外设。需要进一步说明的是，差分信号通常由传感器集成电路生成，其中，传感器集成电路未在图1中进行展示。传感器集成电路的英文全称为Sensor Integrated Circuit，简称Sensor IC，Sensor IC能够接收功率，并以另一种形式将功率传送到第二个系统(激光生成模块11)中，在本实施例的应用中，Sensor IC通常为图像传感器，生成的信号采用LVDS电平标准进行设置，需要通过低速接口，将SensorIC设置为同步码模式；设置完毕后，每一对LVDS都会一直输出同步码，信号接收单元111接收LVDS时，先对每个通道进行相位训练，直到所有的LVDS对训练完成，然后对LVDS对之间进行字节对齐。
进一步地，信号接收单元111用于接收差分信号的接口类型包括单路6比特LVDS接口、双路6比特LVDS接口、单路8比特LVDS接口及双路8比特LVDS接口，其中，单路6比特LVDS接口采用单路方式传输，每个基色信号采用6比特数据，那么RGB(RGB即Red-红、Green-绿和Blue-蓝)采用三个基色共18比特数据，因此信号接收单元111需要设置对应的18比特接口；双路6比特LVDS接口，采用双路方式传输，每个基色信号采用6比特数据，其中奇数路数据为18比特，偶数路数据为18比特，共36比特RGB数据，因此信号接收单元111需要设置对应的36比特接口；单路8比特LVDS接口，采用单路方式传输，每个基色采用8比特数据，共24比特RGB数据，因此信号接收单元111需要设置对应的24比特接口；双路8比特LVDS接口，采用双路方式传输，每个基色采用8比特数据，其中奇数路数据为24比特，偶数路数据为24比特，共48比特RGB数据，因此信号接收单元111需要设置对应的48比特接口。
需要进一步说明的是，差分信号包括但不限于低电压差分信号，还可以采用电流模式逻辑(Current Mode Logic，简称CML)、低电压正发射机耦合逻辑(Low VoltagePositive Emitter Coupled，简称LVPECL)等，只要能使激光生成模块11将接收的差分信号转换为第一激光信号，任意差分信号的类型均适用，并不以本实施例为限。
更具体地，作为示例，激光驱动单元113包括垂直腔面发射激光器。垂直腔面发射激光器英文全称是Vertical-cavity Surface-emitting Laser，简称VCSEL，是半导体激光器的一种，半导体激光器即应用半导体制造技术制造的激光器，与所有半导体器件一样，半导体激光器相较于前辈如固体、气体、液体激光器等有体积小、重量轻、功率低、可靠性高、寿命长等特点。VCSEL从垂直衬底的面发射激光，因此很容易通过平面工艺实现大规模发光阵列，且发射激光的束散角较小，光斑近似于圆形；对于光学系统的要求较低，工艺与LED兼容，适合大规模制造。VCSEL可以用于近距离的激光雷达(包括车载雷达以及AR/VR产品)，也可以用在3D传感人脸识别领域。需要说明的是，激光驱动单元113包括但不限于垂直腔面发射激光器，也可以包括拓扑腔面发射激光器(英文全称是topological-cavity surface-emitting laser，简称TCSEL)、光纤激光器、边发射激光器等，只要能生成第一激光信号，任意激光驱动单元113的设置形式均适用，并不以本实施例为限。
需要补充说明的是，第一激光信号属于电流性质的信号，无法直接测量出准确的电流幅度和在窄脉宽下的波形质量，如果引入光学平台对第一激光信号测量，光学平台仅能间接评估出第一激光信号的延迟，而无法直接测出第一激光信号的准确电流幅度和在窄脉宽下的波形质量，因此，需要对第一激光信号做出模式转换，从而方便获取脉宽和功率等参数。
如图1所示，转换模块12与激光生成模块11连接，转换模块12将第一激光信号转换成用于测试设备直接测量的第二激光信号，其中，测试设备与转换模块12连接，第一时间获取第二激光信号的参数，其中，第二激光信号的参数包括脉宽和功率。
具体地，作为示例，激光驱动单元包括垂直腔面发射激光器；转换模块包括电阻。进一步地，电阻与激光驱动单元中的光学器件串联，从而将电流属性的第一激光信号转换为电压属性的第二激光信号，而第二激光信号通过测试设备进行直接观测，由于电流属性的第一激光信号在电流非周期分量的作用下容易饱和，线性度较差；而经过转换模块得到的第二激光信号线性度得到提高，且保留了与第一激光信号相同的脉宽和功率参数，使得测试设备能够通过测量第二激光信号的参数进而推导得到第一激光信号的参数。
需要说明的是，转换包块包括但不限于电阻，还可以采用电流变换器、基于电流滞环跟踪和软开发模块、电流跟踪及矢量控制模块等，只要能将第一激光信号转换成用于测试设备直接测量的第二激光信号，任意转换模块的设置形式均适用，并不以本实施例为限。
本实施例还提供了一种激光信号测量系统，所述激光信号测量系统包括本实施例所述的激光信号测量电路，所述激光信号测量系统生成用于测试设备直接测量的第二激光信号。具体地，作为示例，所述激光信号测量系统工作的环境温度介于-40摄氏度到85摄氏度之间。需要说明的是，在车载雷达以及AR/VR产品的应用领域，环境温度介于40摄氏度到85摄氏度之间，而在极端环境中，例如南极、北极、火灾现场等场景，通常对激光信号测量系统进行隔热设置，以使激光信号测量系统应用在南极、北极、火灾现场等适用场景中，具体的设置在这里就不一一赘述。
综上所述，本实用新型的一种激光信号测量电路及系统至少包括：激光生成模块及转换模块，其中：所述激光生成模块将接收的差分信号转换为第一激光信号；所述转换模块与所述激光生成模块连接，所述转换模块将所述第一激光信号转换成用于测试设备直接测量的第二激光信号，其中，测试设备与所述转换模块连接，第一时间获取所述第二激光信号的参数，其中，所述参数包括脉宽和功率。本实用新型的激光信号测量电路及系统，不需要设置光学平台，仅通过转换模块转换生成用于测试设备直接测量的第二激光信号，使第二激光信号的脉宽与功率能够被直观且精确的测量，具有广泛的适用性。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种激光信号测量电路，其特征在于，所述激光信号测量电路至少包括：激光生成模块及转换模块，其中：
所述激光生成模块将接收的差分信号转换为第一激光信号；
所述转换模块与所述激光生成模块连接，所述转换模块将所述第一激光信号转换成用于测试设备直接测量的第二激光信号，其中，测试设备与所述转换模块连接，第一时间获取所述第二激光信号的参数，其中，所述参数包括脉宽和功率。
2.根据权利要求1所述的激光信号测量电路，其特征在于：所述激光生成模块包括：信号接收单元、脉冲生成单元及激光驱动单元，其中：所述信号接收单元接收差分信号；所述脉冲生成单元的输入端与所述信号接收单元的输出端连接；所述激光驱动单元的输入端与所述脉冲生成单元的输出端连接，通过所述激光驱动单元的输出端生成所述第一激光信号。
3.根据权利要求2所述的激光信号测量电路，其特征在于：所述差分信号包括低电压差分信号。
4.根据权利要求2所述的激光信号测量电路，其特征在于：所述信号接收单元用于接收差分信号的接口类型包括18比特接口、36比特接口、24比特接口及48比特接口。
5.根据权利要求2所述的激光信号测量电路，其特征在于：所述激光驱动单元包括垂直腔面发射激光器。
6.根据权利要求1所述的激光信号测量电路，其特征在于：所述转换模块包括电阻。
7.一种激光信号测量系统，其特征在于：所述激光信号测量系统包括如权利要求1-6任意一项所述的激光信号测量电路，所述激光信号测量系统生成用于测试设备直接测量的所述第二激光信号。
8.根据权利要求7所述的激光信号测量系统，其特征在于：所述激光信号测量系统工作的环境温度介于-40摄氏度到85摄氏度之间。
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