具有校準功能的高分辨精度脈沖觸發延時電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有校準功能的高分辨精度脈沖觸發延時電路，其結構包括時間-數字轉換器電路、細調延時電路、粗調延時電路、多路選擇器、脈沖發生器和校準控制器。所述校準控制器分別與所述時間-數字轉換器電路、所述細調延時電路、所述粗調延時電路、所述多路選擇器以及所述脈沖發生器的控制端口相連接，用于讀取所述時間-數字轉換器電路的數字量值，設置所述細調延時電路和所述粗調延時電路的延時時間，控制所述多路選擇器的選通位置，控制所述脈沖發生器產生脈沖信號。
【專利說明】具有校準功能的高分辨精度脈沖觸發延時電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種激光設備無損檢測電路，具體地說是一種具有校準功能的高分辨精度脈沖觸發延時電路。
【背景技術】
[0002]脈沖激光測距機是一種利用激光發射脈沖和目標反射回波脈沖之間的時間來實現測距功能的光電儀器。為實現激光測距機測距性能的野外、在線、非合作目標的檢測，一般采用時間模擬空間距離的方式，即通過與激光測距機發射波長相同的模擬激光光源和延時電路實現。其具體原理是，當檢測儀器接收到測距脈沖后，通過設定的延時時間來產生對應的模擬距離，達到延時時間后，激發模擬激光光源發射回波脈沖；若激光測距機能夠正確顯示模擬距離，即說明該測距機測距性能合格。因此，高精度的延時電路是實現激光測距機測距性能檢測關鍵因素之一。
[0003]目前，脈沖觸發延時電路一般采用復雜可編程邏輯器件(CPLD)或現場可編程門陣列(FPGA)設計計數器電路來實現。CPLD雖然延時精度較高，但因其驅動時鐘較低，難以產生分辨率較高的延時；FPGA的驅動時鐘較高，能夠產生分辨率較高的延時，但其延時精度易受內部布局布線、時鐘抖動和溫度變化等因素的影響。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的就是提供一種具有校準功能的高分辨精度脈沖觸發延時電路，以解決現有脈沖觸發延時電路不能在高分辨率的基礎上達到高精度時間輸出的問題。
[0005]本實用新型是這樣實現的:一種具有校準功能的高分辨精度脈沖觸發延時電路，包括時間-數字轉換器電路、細調延時電路、粗調延時電路、多路選擇器、脈沖發生器和校準控制器。
[0006]所述校準控制器分別與所述時間-數字轉換器電路、所述細調延時電路、所述粗調延時電路、所述多路選擇器以及所述脈沖發生器的控制端口相連接；所述多路選擇器的信號輸入端口分別與觸發脈沖信號輸入端和所述脈沖發生器信號輸出端連接，所述多路選擇器的信號輸出端與所述細調延時電路的脈沖信號輸入端相連；所述細調延時電路的信號輸出端與所述粗調延時電路的脈沖觸發輸入端相連接；所述時間-數字轉換器電路分別與所述細調延時電路的脈沖信號輸入端和所述粗調延時電路的脈沖信號輸出端相連接。
[0007]所述校準控制器用于讀取所述時間-數字轉換器電路的數字量值，設置所述細調延時電路和所述粗調延時電路的延時時間，控制所述多路選擇器的選通位置，控制所述脈沖發生器產生脈沖信號。
[0008]所述粗調延時電路、所述多路選擇器和所述校準控制器共同設置在現場可編程門陣列中，由現場可編程門陣列中的高精度晶振提供驅動時鐘。
[0009]本實用新型是一種可編程、高分辨率、高精度、具有校準功能的脈沖觸發延時電路，可使脈沖觸發延時輸出時間在高分辨率的基礎上達到高精度，并能進行校準，由此滿足 了測距精度越來越高的脈沖激光測距機的測距性能模擬檢測的工作需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的電路結構框圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本實用新型包括時間-數字轉換器電路1、細調延時電路2、粗調延時電路3、多路選擇器4、脈沖發生器5和校準控制器6。
[0012]其中，脈沖發生器5由脈沖發生電路構成；時間-數字轉換器電路I可由常規的時間-數字轉換器集成電路及其外圍電路構成；細調延時電路2可由常規的基于延時線的延時專用集成電路及其外圍電路構成。
[0013]粗調延時電路3、多路選擇器4和校準控制器6共同設置在現場可編程門陣列(FPGA)中，由現場可編程門陣列(FPGA)中的高精度晶振提供高精度的驅動時鐘。
[0014]粗調延時電路3由FPGA內部的通用計數器電路和延時線測量單元構成；多路選擇器4由FPGA內部的多路選擇器電路構成；校準控制器6由FPGA內部的微控制器電路構成。
[0015]圖1中，校準控制器6分別與時間-數字轉換器電路1、細調延時電路2、粗調延時電路3、多路選擇器4、脈沖發生器5的控制端口相連，用以讀取時間-數字轉換器電路I的數字量值，設置所述細調延時電路2和粗調延時電路3的延時時間，控制多路選擇器4的選通位置，控制脈沖發生器5產生脈沖信號。
[0016]多路選擇器4的信號輸入端口分別與觸發脈沖信號輸入端和所述脈沖發生器5信號輸出端相連接，多路選擇器4的信號輸出端與所述細調延時電路2的脈沖信號輸入端相連接。細調延時電路2的信號輸出端與所述粗調延時電路3的脈沖觸發輸入端相連接。時間-數字轉換器電路I分別與細調延時電路2的脈沖信號輸入端和粗調延時電路3的脈沖信號輸出端相連接。
[0017]粗調延時電路3中的延時線測量單元精確測量通用計數器的計數觸發脈沖和計數時鐘第一個沿之間的時間間隔tl ;當校準控制器6設定的延時時間大于細調延時電路2的設定時間時，由校準控制器6將通用計數器計數周期減除tl作為補償值，寫入細調延時電路2，同時將通用計數器的溢出值減去I。
[0018]本實用新型的延時時間校準步驟是:
[0019]一、控制所述校準控制器6設置所述多路選擇器4選擇脈沖觸發輸入信號為所述脈沖發生器5發出的觸發脈沖，進入校準模式；
[0020]二、控制所述校準控制器6寫入所述細調延時電路2和所述粗調延時電路3的延時時間；
[0021]三、控制所述校準控制器6啟動所述脈沖發生器5發出脈沖信號；
[0022]四、控制所述校準控制器6讀取所述時間-數字轉換器電路I測量到的延時時間，與步驟b所設置的延時時間對比，得到修正值。
[0023]本實用新型的使用方法是:
[0024]一、按照上述延時時間校準方法對本脈沖觸發延時電路進行校準；
[0025]二、控制校準控制器6設置多路選擇器4選擇脈沖觸發輸入信號為外部觸發脈沖，進入使用模式；
[0026]三、控制校準控制器6將所需延時時間寫入細調延時電路2和粗調延時電路3，對延時誤差進行修正；當誤差大于粗調延時電路3的計數周期時，修正值分別寫入細調延時電路2和粗調延時電路3 ;當誤差小于粗調延時電路3的計數周期時，修正值只寫入細調延時電路2 ;
[0027]四、等待外部觸發脈沖信號。
【權利要求】
1.一種具有校準功能的高分辨精度脈沖觸發延時電路，其特征是，包括時間-數字轉換器電路、細調延時電路、粗調延時電路、多路選擇器、脈沖發生器和校準控制器； 所述校準控制器分別與所述時間-數字轉換器電路、所述細調延時電路、所述粗調延時電路、所述多路選擇器以及所述脈沖發生器的控制端口相連接；所述多路選擇器的信號輸入端口分別與觸發脈沖信號輸入端和所述脈沖發生器信號輸出端連接，所述多路選擇器的信號輸出端與所述細調延時電路的脈沖信號輸入端相連；所述細調延時電路的信號輸出端與所述粗調延時電路的脈沖觸發輸入端相連接；所述時間-數字轉換器電路分別與所述細調延時電路的脈沖信號輸入端和所述粗調延時電路的脈沖信號輸出端相連接； 所述校準控制器用于讀取所述時間-數字轉換器電路的數字量值，設置所述細調延時電路和所述粗調延時電路的延時時間，控制所述多路選擇器的選通位置，控制所述脈沖發生器產生脈沖信號。
2.根據權利要求1所述的具有校準功能的高分辨精度脈沖觸發延時電路，其特征是，所述粗調延時電路、所述多路選擇器和所述校準控制器共同設置在現場可編程門陣列中，由現場可編程門陣列中的高精度晶振提供驅動時鐘。
【文檔編號】H03K5/13GK203747768SQ201420124556
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】劉先紅, 宋巖, 陳志斌, 王偉明, 薛明晰, 張超, 肖文建 申請人:中國人民解放軍總裝備部軍械技術研究所