[发明专利]一种信号接收装置及方法、激光雷达

说明书

本发明公开了一种信号接收装置及方法、激光雷达，该信号接收装置，包括：信号放大模块、切换控制模块和信号采样模块；所述信号放大模块包括至少两级信号放大电路，各级信号放大电路的输出端均连接至所述切换控制模块；所述信号采样模块连接至所述切换控制模块；所述切换控制模块，用于根据控制信号切换至对应级数的信号放大电路与所述信号采样模块连接，解决了信号高于信号采样模块的动态范围时，无法对信号进行采样的问题。

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，尤其涉及一种信号接收装置及方法、激光雷达。

背景技术

现有激光雷达一般采用高速ADC(Analog-to-digital converter，模拟数字转换器)对接收信号进行采样，ADC的可用动态范围一般只有20dB～30dB，而激光雷达接收回波信号的动态范围往往超过100dB。回波信号低于ADC动态范围时，ADC检测不到信号。回波信号高于ADC动态范围时，ADC饱和，同样无法检测信号。因此，激光雷达往往在测量强反光物体或者弱反光物体时容易丢失数据。

为了解决上述问题，现有技术存在以下两种方案：

一、实时调整链路增益。即当检测到强回波信号时，降低激光发射功率或者降低接收机放大电路增益，使信号强度降低到ADC允许的动态范围内。但是这种方案的反应时间过长，激光脉冲宽度一般只有几个纳秒，而检测信号超范围再到降低发射功率或者降低接收增益的时间一般是几个微秒，这样肯定会造成前次脉冲信号的丢失。而且增益降低以后可能导致后续扫描到的弱反光物体回波信号低于ADC动态范围的下限，从而又丢失一个信号。例如：扫描不锈钢栏杆时就会间隔得到强弱差异很大的信号回波，这样的技术方案的反应速度不足以应对这样的目标。

二、采用多路接收放大器。图1是现有技术中ADC对信号采样的工作原理图，如图1所示，每一路配置不同的增益，每一路有一个独立的ADC接收采样。高增益通道信号幅值超限时，中增益或者低增益通道的信号可能是在ADC接收动态范围内的，可以正常采样。系统最终只取用一路最佳的信号。这个方案的问题在于需要多个ADC同时工作，硬件投入成本较高。

发明内容

本发明提供一种信号接收装置及方法、激光雷达，解决了当信号高于信号采样模块的动态范围时，无法对信号采样的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种信号接收装置，包括：信号放大模块、切换控制模块和信号采样模块；

所述信号放大模块包括至少两级信号放大电路，各级信号放大电路的输出端均连接至所述切换控制模块；

所述信号采样模块连接至所述切换控制模块；

所述切换控制模块，用于根据控制信号切换至对应级数的信号放大电路与所述信号采样模块连接。

进一步的，所述至少两级信号放大电路的连接方式为逐级串联，其中，所述信号放大模块的输入信号作为第一级信号放大电路的输入信号，当前级信号放大电路的输出信号作为后一级信号放大电路的输入信号。

进一步的，所述至少两级信号放大电路的连接方式为并联，其中，所述信号放大模块的输入信号作为各级信号放大电路的输入信号。

进一步的，所述切换控制模块包括：至少一个电路延时单元和多路选通开关；

其中，所述至少一个电路延时单元分别与非最后一级的信号放大电路的输出端连接，所述电路延时单元用于对与其连接的信号放大电路中的信号进行延时输出；

所述多路选通开关的一端连接至最后一级信号放大电路的输出端或非最后一级信号放大电路对应的电路延时单元的信号输出端，另一端连接至所述信号采样模块。

进一步的，所述切换控制模块还包括：

控制芯片，连接至所述多路选通开关与所述信号采样模块，用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号控制所述多路选通开关。