具有校准功能的高分辨精度脉冲触发延时电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有校准功能的高分辨精度脉冲触发延时电路，其结构包括时间-数字转换器电路、细调延时电路、粗调延时电路、多路选择器、脉冲发生器和校准控制器。所述校准控制器分别与所述时间-数字转换器电路、所述细调延时电路、所述粗调延时电路、所述多路选择器以及所述脉冲发生器的控制端口相连接，用于读取所述时间-数字转换器电路的数字量值，设置所述细调延时电路和所述粗调延时电路的延时时间，控制所述多路选择器的选通位置，控制所述脉冲发生器产生脉冲信号。
【专利说明】具有校准功能的高分辨精度脉冲触发延时电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光设备无损检测电路，具体地说是一种具有校准功能的高分辨精度脉冲触发延时电路。
【背景技术】
[0002]脉冲激光测距机是一种利用激光发射脉冲和目标反射回波脉冲之间的时间来实现测距功能的光电仪器。为实现激光测距机测距性能的野外、在线、非合作目标的检测，一般采用时间模拟空间距离的方式，即通过与激光测距机发射波长相同的模拟激光光源和延时电路实现。其具体原理是，当检测仪器接收到测距脉冲后，通过设定的延时时间来产生对应的模拟距离，达到延时时间后，激发模拟激光光源发射回波脉冲；若激光测距机能够正确显示模拟距离，即说明该测距机测距性能合格。因此，高精度的延时电路是实现激光测距机测距性能检测关键因素之一。
[0003]目前，脉冲触发延时电路一般采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)或现场可编程门阵列(FPGA)设计计数器电路来实现。CPLD虽然延时精度较高，但因其驱动时钟较低，难以产生分辨率较高的延时；FPGA的驱动时钟较高，能够产生分辨率较高的延时，但其延时精度易受内部布局布线、时钟抖动和温度变化等因素的影响。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的就是提供一种具有校准功能的高分辨精度脉冲触发延时电路，以解决现有脉冲触发延时电路不能在高分辨率的基础上达到高精度时间输出的问题。
[0005]本实用新型是这样实现的:一种具有校准功能的高分辨精度脉冲触发延时电路，包括时间-数字转换器电路、细调延时电路、粗调延时电路、多路选择器、脉冲发生器和校准控制器。
[0006]所述校准控制器分别与所述时间-数字转换器电路、所述细调延时电路、所述粗调延时电路、所述多路选择器以及所述脉冲发生器的控制端口相连接；所述多路选择器的信号输入端口分别与触发脉冲信号输入端和所述脉冲发生器信号输出端连接，所述多路选择器的信号输出端与所述细调延时电路的脉冲信号输入端相连；所述细调延时电路的信号输出端与所述粗调延时电路的脉冲触发输入端相连接；所述时间-数字转换器电路分别与所述细调延时电路的脉冲信号输入端和所述粗调延时电路的脉冲信号输出端相连接。
[0007]所述校准控制器用于读取所述时间-数字转换器电路的数字量值，设置所述细调延时电路和所述粗调延时电路的延时时间，控制所述多路选择器的选通位置，控制所述脉冲发生器产生脉冲信号。
[0008]所述粗调延时电路、所述多路选择器和所述校准控制器共同设置在现场可编程门阵列中，由现场可编程门阵列中的高精度晶振提供驱动时钟。
[0009]本实用新型是一种可编程、高分辨率、高精度、具有校准功能的脉冲触发延时电路，可使脉冲触发延时输出时间在高分辨率的基础上达到高精度，并能进行校准，由此满足 了测距精度越来越高的脉冲激光测距机的测距性能模拟检测的工作需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的电路结构框图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，本实用新型包括时间-数字转换器电路1、细调延时电路2、粗调延时电路3、多路选择器4、脉冲发生器5和校准控制器6。
[0012]其中，脉冲发生器5由脉冲发生电路构成；时间-数字转换器电路I可由常规的时间-数字转换器集成电路及其外围电路构成；细调延时电路2可由常规的基于延时线的延时专用集成电路及其外围电路构成。
[0013]粗调延时电路3、多路选择器4和校准控制器6共同设置在现场可编程门阵列(FPGA)中，由现场可编程门阵列(FPGA)中的高精度晶振提供高精度的驱动时钟。
[0014]粗调延时电路3由FPGA内部的通用计数器电路和延时线测量单元构成；多路选择器4由FPGA内部的多路选择器电路构成；校准控制器6由FPGA内部的微控制器电路构成。
[0015]图1中，校准控制器6分别与时间-数字转换器电路1、细调延时电路2、粗调延时电路3、多路选择器4、脉冲发生器5的控制端口相连，用以读取时间-数字转换器电路I的数字量值，设置所述细调延时电路2和粗调延时电路3的延时时间，控制多路选择器4的选通位置，控制脉冲发生器5产生脉冲信号。
[0016]多路选择器4的信号输入端口分别与触发脉冲信号输入端和所述脉冲发生器5信号输出端相连接，多路选择器4的信号输出端与所述细调延时电路2的脉冲信号输入端相连接。细调延时电路2的信号输出端与所述粗调延时电路3的脉冲触发输入端相连接。时间-数字转换器电路I分别与细调延时电路2的脉冲信号输入端和粗调延时电路3的脉冲信号输出端相连接。
[0017]粗调延时电路3中的延时线测量单元精确测量通用计数器的计数触发脉冲和计数时钟第一个沿之间的时间间隔tl ;当校准控制器6设定的延时时间大于细调延时电路2的设定时间时，由校准控制器6将通用计数器计数周期减除tl作为补偿值，写入细调延时电路2，同时将通用计数器的溢出值减去I。
[0018]本实用新型的延时时间校准步骤是:
[0019]一、控制所述校准控制器6设置所述多路选择器4选择脉冲触发输入信号为所述脉冲发生器5发出的触发脉冲，进入校准模式；
[0020]二、控制所述校准控制器6写入所述细调延时电路2和所述粗调延时电路3的延时时间；
[0021]三、控制所述校准控制器6启动所述脉冲发生器5发出脉冲信号；
[0022]四、控制所述校准控制器6读取所述时间-数字转换器电路I测量到的延时时间，与步骤b所设置的延时时间对比，得到修正值。
[0023]本实用新型的使用方法是:
[0024]一、按照上述延时时间校准方法对本脉冲触发延时电路进行校准；
[0025]二、控制校准控制器6设置多路选择器4选择脉冲触发输入信号为外部触发脉冲，进入使用模式；
[0026]三、控制校准控制器6将所需延时时间写入细调延时电路2和粗调延时电路3，对延时误差进行修正；当误差大于粗调延时电路3的计数周期时，修正值分别写入细调延时电路2和粗调延时电路3 ;当误差小于粗调延时电路3的计数周期时，修正值只写入细调延时电路2 ;
[0027]四、等待外部触发脉冲信号。
【权利要求】
1.一种具有校准功能的高分辨精度脉冲触发延时电路，其特征是，包括时间-数字转换器电路、细调延时电路、粗调延时电路、多路选择器、脉冲发生器和校准控制器； 所述校准控制器分别与所述时间-数字转换器电路、所述细调延时电路、所述粗调延时电路、所述多路选择器以及所述脉冲发生器的控制端口相连接；所述多路选择器的信号输入端口分别与触发脉冲信号输入端和所述脉冲发生器信号输出端连接，所述多路选择器的信号输出端与所述细调延时电路的脉冲信号输入端相连；所述细调延时电路的信号输出端与所述粗调延时电路的脉冲触发输入端相连接；所述时间-数字转换器电路分别与所述细调延时电路的脉冲信号输入端和所述粗调延时电路的脉冲信号输出端相连接； 所述校准控制器用于读取所述时间-数字转换器电路的数字量值，设置所述细调延时电路和所述粗调延时电路的延时时间，控制所述多路选择器的选通位置，控制所述脉冲发生器产生脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的具有校准功能的高分辨精度脉冲触发延时电路，其特征是，所述粗调延时电路、所述多路选择器和所述校准控制器共同设置在现场可编程门阵列中，由现场可编程门阵列中的高精度晶振提供驱动时钟。
【文档编号】H03K5/13GK203747768SQ201420124556
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】刘先红, 宋岩, 陈志斌, 王伟明, 薛明晰, 张超, 肖文建 申请人:中国人民解放军总装备部军械技术研究所