納秒脈沖激光測距接收電路和高精度計時電路的設(shè)計.pdf

1、脈沖激光測距系統(tǒng)具有量程大、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單等諸多優(yōu)點，長期以來在軍事、科研等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，脈沖激光測距系統(tǒng)的部分關(guān)鍵電路的設(shè)計技術(shù)一直為國外極少數(shù)幾家公司掌控，相關(guān)器件價格昂貴。因此，如何自己設(shè)計這些關(guān)鍵電路并且利用各種新技術(shù)進一步促使脈沖激光測距系統(tǒng)向著高精度、小型化發(fā)展是急需解決的問題。
　　 本論文創(chuàng)新性提出了利用TDC-GP2從總體上優(yōu)化脈沖激光測距系統(tǒng)的方案，在提高測量精度和簡化電路結(jié)構(gòu)兩方面大幅度

2、提升了系統(tǒng)性能。并且給出了納秒脈沖激光測距系統(tǒng)接收部分關(guān)鍵電路和高精度計時電路的具體實現(xiàn)方法。系統(tǒng)采用APD作為光電傳感器，將激光脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷蹼娒}沖，經(jīng)過高頻帶通濾波器濾除干擾信號后，由多級高頻放大電路對微弱電脈沖進行放大，信號變?yōu)榉容^大的電壓脈沖，再經(jīng)過定比鑒別器實現(xiàn)對計時起點和計時終點的精確鑒別后，由高精度時間間隔測量電路來精確測量兩個時間點之間的時間間隔，最終測量結(jié)果可由外圍顯示電路直觀地顯示出來。
　　 在完成了

3、高頻帶通濾波器、低噪聲高增益1GHz放大器(包括前置放大器和后續(xù)放大器)及定比鑒別器的電路設(shè)計后，應(yīng)用Agilent公司的射頻電路設(shè)計與仿真軟件ADS2006A分別對它們進行了模擬仿真。最后利用TDC-GP2結(jié)合FPGA設(shè)計了高精度時間間隔測量電路。
　　 多次實驗表明，中心頻率為1GHz的高頻帶通濾波器的3dB帶寬為160MHz；1GHz放大器的輸入范圍是0.02～1mV，增益高達80dB，最小噪聲系數(shù)為2.591dB，穩(wěn)定性