[发明专利]用于LIDAR系统的模数转换器

说明书

本公开涉及用于LIDAR系统的模数转换器。本公开的实施方案提出特别适于光检测和测距(LIDAR)实施的模数转换(ADC)系统。示例性提出的ADC系统被构造为确定模拟值的绝对值是否大于阈值，并且在肯定确定时，将预定数字值分配为与模拟值相对应的数字值，而不继续进行模拟值的模数转换。因为ADC系统只能进行模数转换，使用ADC，当输入模拟值小于阈值时，否则输入模拟值只是简单地分配一些预定的数字值，与LIDAR应用中使用的常规ADC相比系统的设计复杂度和功耗可明显降低。

优先数据的交叉参考

本申请是非临时申请，并要求于2016年10月20日提交的名称为“用于LIDAR系统的模数转换器”的PCT申请系列No.PCT/CN16/102651的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及转换器的领域，特别涉及LIDAR系统中使用的模数转换器。

背景技术

模数转换器(ADC)是将模拟输入信号转换为数字输出信号的装置，例如用于进一步的数字信号处理。ADC可以在诸如宽带通信系统、音频系统、接收机系统等的许多电子应用中找到，其中用于数据处理目的，ADC翻译代表现实世界现象的模拟电信号，例如光、声音、温度或压力。例如，在光检测和测距(LIDAR)系统中，光传感器例如光电检测器被提供用于测量入射到其上的光，并且这些传感器可以产生模拟信号。然后将模拟信号作为输入提供给ADC，以产生数字输出信号以进行进一步处理。

设计ADC是一项非平凡的任务，因为每个应用在性能、功耗、成本和尺寸上可能都有不同的需求。ADC设计的改进始终是期望的。

发明内容

与LIDAR应用中使用的传统ADC相比，本公开的实施方案提供的ADC系统特别适合LIDAR系统，并具有降低的设计复杂性和功耗的特征。

本公开的一个方面提供LIDAR系统，包括：光源、被构造为实施飞行时间测量以确定与一个或多个目标的距离信息的光传感器、和被构造为存储指示光传感器读取的模拟值的传感器存储阵列。LIDAR系统还包括通过下列方式将模拟值转换为数字值的ADC系统：确定是否所述多个模拟值的模拟值绝对值大于阈值，以及在肯定确定时，将预定数字值分配为与所述模拟值相对应的数字值，而不进行所述模拟值的模数转换。由于ADC系统只进行模数转换，使用ADC，当输入模拟值小于阈值时，否则输入模拟值只是分配一些预定的数字值，功耗和设计复杂度可显著降低。建立对应于光传感器读取的所述多个模拟值的数字值的这种方法本文称为“非线性模数转换”。

本公开另一方面提供一种操作LIDAR系统的方法，特别是在LIDAR系统中实施非线性模数转换的方法。该方法包括：获得指示由LIDAR系统中使用的飞行时间相机的光传感器检测的光强度的模拟值，并且确定是否模拟值绝对值大于阈值。在否定确定时(即当模拟值被确定为小于阈值时)，该方法包括：使用ADC，例如逐次逼近常规(SAR)ADC或三级闪存ADC，将所述模拟值转换为数字值，并将转换的数字值提供为与所述模拟值对应的数字值。在肯定确定时(即当模拟值被确定为大于阈值时)，该方法包括：向所述模拟值分配预定的数字值，而不完成或甚至开始所述模拟值的模数转换，并提供所述预定数字值为与所述模拟值对应的数字值。