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LIDAR(激光探测与测距)通过雷达用于大范围定位、测距和目标轮廓描绘应用领域, 种系统由能在要求的范围内发射脉冲或连续激光的激光器和用于反射信号分析的高速、低噪声接收器组成。发射的激光作用在目标物体上,并被目标物体所改变。根据目标的反射特性,一部分光被反射/散射回接收器。发射信号特性的改变能用于确定目标的特性,在最通常的应用中,传播时间(TOF)被用于确定距离。
随着模拟技术的不断改善,LIDAR在很多具有广泛前景的领域得到应用,ADC技术的发展可以实现更高精度和更低功率的系统设计。
汽车系统设计师开发成熟的LIDAR系统,可以根据交通情况自动地控制汽车速度和刹车系统,这样的系统还能动态地控制与其它汽车和障碍物的距离,甚至能管理像气囊这样的安全功能。该技术的发展大大提高了驾驶员的舒适性和安全性。
740)this.width=740" border=undefined> 图1LIDAR组成框图 互阻抗放大器 差分放大器 LIDAR模块 半导体激光二极管
无论 什么应用,这种系统的接收路径上的关键模拟器件都是ADC,它用于将从近处或远处目标发射回来的窄脉冲信号进行数字化处理。这种ADC需要非常快的采样速率、很高的模拟输入带宽以及低功耗。图1显示了LIDAR系统的一个简化功能框图。
可选的系统实现方法 当前最常用的方法是具有相位比较功能的连续波(CW)激光和脉冲激光。CW激光系统的工作原理是:目标物体反射回一个原始发射信号的移相信号,接收器将收到的移相信号与原始信号进行比较,相位比较器的输出可以用于计算距离。正如其名所指,脉冲激光系统发射和接收短光脉冲信号。半导体脉冲激光用于要求低成本、低功耗、小尺寸和轻重量的应用中。半导体脉冲激光需要在接收器中采用非常快的ADC,这是当前最常用的方法,也是本文讨论的重点。 |