具有校準(zhǔn)功能的高分辨精度脈沖觸發(fā)延時(shí)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有校準(zhǔn)功能的高分辨精度脈沖觸發(fā)延時(shí)電路，其結(jié)構(gòu)包括時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路、細(xì)調(diào)延時(shí)電路、粗調(diào)延時(shí)電路、多路選擇器、脈沖發(fā)生器和校準(zhǔn)控制器。所述校準(zhǔn)控制器分別與所述時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路、所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路、所述粗調(diào)延時(shí)電路、所述多路選擇器以及所述脈沖發(fā)生器的控制端口相連接，用于讀取所述時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路的數(shù)字量值，設(shè)置所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路和所述粗調(diào)延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間，控制所述多路選擇器的選通位置，控制所述脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有校準(zhǔn)功能的高分辨精度脈沖觸發(fā)延時(shí)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光設(shè)備無(wú)損檢測(cè)電路，具體地說(shuō)是一種具有校準(zhǔn)功能的高分辨精度脈沖觸發(fā)延時(shí)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖激光測(cè)距機(jī)是一種利用激光發(fā)射脈沖和目標(biāo)反射回波脈沖之間的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)距功能的光電儀器。為實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距機(jī)測(cè)距性能的野外、在線、非合作目標(biāo)的檢測(cè)，一般采用時(shí)間模擬空間距離的方式，即通過(guò)與激光測(cè)距機(jī)發(fā)射波長(zhǎng)相同的模擬激光光源和延時(shí)電路實(shí)現(xiàn)。其具體原理是，當(dāng)檢測(cè)儀器接收到測(cè)距脈沖后，通過(guò)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間來(lái)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬距離，達(dá)到延時(shí)時(shí)間后，激發(fā)模擬激光光源發(fā)射回波脈沖；若激光測(cè)距機(jī)能夠正確顯示模擬距離，即說(shuō)明該測(cè)距機(jī)測(cè)距性能合格。因此，高精度的延時(shí)電路是實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距機(jī)測(cè)距性能檢測(cè)關(guān)鍵因素之一。
[0003]目前，脈沖觸發(fā)延時(shí)電路一般采用復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。CPLD雖然延時(shí)精度較高，但因其驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘較低，難以產(chǎn)生分辨率較高的延時(shí)；FPGA的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘較高，能夠產(chǎn)生分辨率較高的延時(shí)，但其延時(shí)精度易受內(nèi)部布局布線、時(shí)鐘抖動(dòng)和溫度變化等因素的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的就是提供一種具有校準(zhǔn)功能的高分辨精度脈沖觸發(fā)延時(shí)電路，以解決現(xiàn)有脈沖觸發(fā)延時(shí)電路不能在高分辨率的基礎(chǔ)上達(dá)到高精度時(shí)間輸出的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種具有校準(zhǔn)功能的高分辨精度脈沖觸發(fā)延時(shí)電路，包括時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路、細(xì)調(diào)延時(shí)電路、粗調(diào)延時(shí)電路、多路選擇器、脈沖發(fā)生器和校準(zhǔn)控制器。
[0006]所述校準(zhǔn)控制器分別與所述時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路、所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路、所述粗調(diào)延時(shí)電路、所述多路選擇器以及所述脈沖發(fā)生器的控制端口相連接；所述多路選擇器的信號(hào)輸入端口分別與觸發(fā)脈沖信號(hào)輸入端和所述脈沖發(fā)生器信號(hào)輸出端連接，所述多路選擇器的信號(hào)輸出端與所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路的脈沖信號(hào)輸入端相連；所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路的信號(hào)輸出端與所述粗調(diào)延時(shí)電路的脈沖觸發(fā)輸入端相連接；所述時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路分別與所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路的脈沖信號(hào)輸入端和所述粗調(diào)延時(shí)電路的脈沖信號(hào)輸出端相連接。
[0007]所述校準(zhǔn)控制器用于讀取所述時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路的數(shù)字量值，設(shè)置所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路和所述粗調(diào)延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間，控制所述多路選擇器的選通位置，控制所述脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)。
[0008]所述粗調(diào)延時(shí)電路、所述多路選擇器和所述校準(zhǔn)控制器共同設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列中，由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列中的高精度晶振提供驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘。
[0009]本實(shí)用新型是一種可編程、高分辨率、高精度、具有校準(zhǔn)功能的脈沖觸發(fā)延時(shí)電路，可使脈沖觸發(fā)延時(shí)輸出時(shí)間在高分辨率的基礎(chǔ)上達(dá)到高精度，并能進(jìn)行校準(zhǔn)，由此滿足 了測(cè)距精度越來(lái)越高的脈沖激光測(cè)距機(jī)的測(cè)距性能模擬檢測(cè)的工作需求。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，本實(shí)用新型包括時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路1、細(xì)調(diào)延時(shí)電路2、粗調(diào)延時(shí)電路3、多路選擇器4、脈沖發(fā)生器5和校準(zhǔn)控制器6。
[0012]其中，脈沖發(fā)生器5由脈沖發(fā)生電路構(gòu)成；時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路I可由常規(guī)的時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器集成電路及其外圍電路構(gòu)成；細(xì)調(diào)延時(shí)電路2可由常規(guī)的基于延時(shí)線的延時(shí)專(zhuān)用集成電路及其外圍電路構(gòu)成。
[0013]粗調(diào)延時(shí)電路3、多路選擇器4和校準(zhǔn)控制器6共同設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)中，由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)中的高精度晶振提供高精度的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘。
[0014]粗調(diào)延時(shí)電路3由FPGA內(nèi)部的通用計(jì)數(shù)器電路和延時(shí)線測(cè)量單元構(gòu)成；多路選擇器4由FPGA內(nèi)部的多路選擇器電路構(gòu)成；校準(zhǔn)控制器6由FPGA內(nèi)部的微控制器電路構(gòu)成。
[0015]圖1中，校準(zhǔn)控制器6分別與時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路1、細(xì)調(diào)延時(shí)電路2、粗調(diào)延時(shí)電路3、多路選擇器4、脈沖發(fā)生器5的控制端口相連，用以讀取時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路I的數(shù)字量值，設(shè)置所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路2和粗調(diào)延時(shí)電路3的延時(shí)時(shí)間，控制多路選擇器4的選通位置，控制脈沖發(fā)生器5產(chǎn)生脈沖信號(hào)。
[0016]多路選擇器4的信號(hào)輸入端口分別與觸發(fā)脈沖信號(hào)輸入端和所述脈沖發(fā)生器5信號(hào)輸出端相連接，多路選擇器4的信號(hào)輸出端與所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路2的脈沖信號(hào)輸入端相連接。細(xì)調(diào)延時(shí)電路2的信號(hào)輸出端與所述粗調(diào)延時(shí)電路3的脈沖觸發(fā)輸入端相連接。時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路I分別與細(xì)調(diào)延時(shí)電路2的脈沖信號(hào)輸入端和粗調(diào)延時(shí)電路3的脈沖信號(hào)輸出端相連接。
[0017]粗調(diào)延時(shí)電路3中的延時(shí)線測(cè)量單元精確測(cè)量通用計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)觸發(fā)脈沖和計(jì)數(shù)時(shí)鐘第一個(gè)沿之間的時(shí)間間隔tl ;當(dāng)校準(zhǔn)控制器6設(shè)定的延時(shí)時(shí)間大于細(xì)調(diào)延時(shí)電路2的設(shè)定時(shí)間時(shí)，由校準(zhǔn)控制器6將通用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)周期減除tl作為補(bǔ)償值，寫(xiě)入細(xì)調(diào)延時(shí)電路2，同時(shí)將通用計(jì)數(shù)器的溢出值減去I。
[0018]本實(shí)用新型的延時(shí)時(shí)間校準(zhǔn)步驟是:
[0019]一、控制所述校準(zhǔn)控制器6設(shè)置所述多路選擇器4選擇脈沖觸發(fā)輸入信號(hào)為所述脈沖發(fā)生器5發(fā)出的觸發(fā)脈沖，進(jìn)入校準(zhǔn)模式；
[0020]二、控制所述校準(zhǔn)控制器6寫(xiě)入所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路2和所述粗調(diào)延時(shí)電路3的延時(shí)時(shí)間；
[0021]三、控制所述校準(zhǔn)控制器6啟動(dòng)所述脈沖發(fā)生器5發(fā)出脈沖信號(hào)；
[0022]四、控制所述校準(zhǔn)控制器6讀取所述時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路I測(cè)量到的延時(shí)時(shí)間，與步驟b所設(shè)置的延時(shí)時(shí)間對(duì)比，得到修正值。
[0023]本實(shí)用新型的使用方法是:
[0024]一、按照上述延時(shí)時(shí)間校準(zhǔn)方法對(duì)本脈沖觸發(fā)延時(shí)電路進(jìn)行校準(zhǔn)；
[0025]二、控制校準(zhǔn)控制器6設(shè)置多路選擇器4選擇脈沖觸發(fā)輸入信號(hào)為外部觸發(fā)脈沖，進(jìn)入使用模式；
[0026]三、控制校準(zhǔn)控制器6將所需延時(shí)時(shí)間寫(xiě)入細(xì)調(diào)延時(shí)電路2和粗調(diào)延時(shí)電路3，對(duì)延時(shí)誤差進(jìn)行修正；當(dāng)誤差大于粗調(diào)延時(shí)電路3的計(jì)數(shù)周期時(shí)，修正值分別寫(xiě)入細(xì)調(diào)延時(shí)電路2和粗調(diào)延時(shí)電路3 ;當(dāng)誤差小于粗調(diào)延時(shí)電路3的計(jì)數(shù)周期時(shí)，修正值只寫(xiě)入細(xì)調(diào)延時(shí)電路2 ;
[0027]四、等待外部觸發(fā)脈沖信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有校準(zhǔn)功能的高分辨精度脈沖觸發(fā)延時(shí)電路，其特征是，包括時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路、細(xì)調(diào)延時(shí)電路、粗調(diào)延時(shí)電路、多路選擇器、脈沖發(fā)生器和校準(zhǔn)控制器； 所述校準(zhǔn)控制器分別與所述時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路、所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路、所述粗調(diào)延時(shí)電路、所述多路選擇器以及所述脈沖發(fā)生器的控制端口相連接；所述多路選擇器的信號(hào)輸入端口分別與觸發(fā)脈沖信號(hào)輸入端和所述脈沖發(fā)生器信號(hào)輸出端連接，所述多路選擇器的信號(hào)輸出端與所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路的脈沖信號(hào)輸入端相連；所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路的信號(hào)輸出端與所述粗調(diào)延時(shí)電路的脈沖觸發(fā)輸入端相連接；所述時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路分別與所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路的脈沖信號(hào)輸入端和所述粗調(diào)延時(shí)電路的脈沖信號(hào)輸出端相連接； 所述校準(zhǔn)控制器用于讀取所述時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路的數(shù)字量值，設(shè)置所述細(xì)調(diào)延時(shí)電路和所述粗調(diào)延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間，控制所述多路選擇器的選通位置，控制所述脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有校準(zhǔn)功能的高分辨精度脈沖觸發(fā)延時(shí)電路，其特征是，所述粗調(diào)延時(shí)電路、所述多路選擇器和所述校準(zhǔn)控制器共同設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列中，由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列中的高精度晶振提供驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘。
【文檔編號(hào)】H03K5/13GK203747768SQ201420124556
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】劉先紅, 宋巖, 陳志斌, 王偉明, 薛明晰, 張超, 肖文建 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍總裝備部軍械技術(shù)研究所