本發(fā)明涉及時(shí)間測量領(lǐng)域，尤其是涉及一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路。

背景技術(shù)：

1、在采用時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時(shí)間測量的過程中，往往需要信號處理電路將系統(tǒng)的模擬信號處理成數(shù)字信號。因此時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器測量的時(shí)間不僅包括時(shí)間測量目標(biāo)環(huán)節(jié)的時(shí)間，還包括每個(gè)信號處理電路的延遲，如圖1所示。如果信號處理電路延時(shí)固定，很容易補(bǔ)償，但通常處理電路的延時(shí)會隨著輸入信號的情況變化，使得補(bǔ)償難以實(shí)現(xiàn)或代價(jià)較大，時(shí)間測量結(jié)果中的誤差很難避免。因此，降低信號處理電路延時(shí)散布對減小系統(tǒng)的時(shí)間測量誤差很重要。

2、傳統(tǒng)方案中信號處理電路僅包含一個(gè)比較器，如圖2所示。該電路在輸入信號幅值變化的情況下傳播延時(shí)較大。

3、現(xiàn)有一種減小信號處理電路延時(shí)散布的方案如圖3所示，其采用了adc芯片采樣信號幅值，通過數(shù)字手段控制pga(可編程增益放大器)的增益，使換能器的信號幅值保持在一定水平，該方案在一定程度上減小了信號處理電路在不同幅度輸入信號下的處理延時(shí)，一定程度上能減小信號處理電路延時(shí)散布，但仍不能滿足需求。同時(shí)，該方案采用adc芯片來采樣信號強(qiáng)度，會增加電路成本和功耗；該方案要求pga增益步長精細(xì)，導(dǎo)致級數(shù)較多，芯片面積大；該方案的adc內(nèi)部比較器未優(yōu)化，pga需要常開，功耗大增。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種延時(shí)變化小、功耗低的降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路。

2、本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路，包括數(shù)字信號處理單元、比較器、控制單元、pga電路，其特征在于，該電路還包括峰值檢測單元，所述比較器、pga電路和峰值檢測單元組成信號處理電路，該信號處理電路分別與數(shù)字信號處理單元和控制單元連接，所述峰值檢測單元檢測pga電路放大后的信號幅值，并根據(jù)檢測結(jié)果與理想信號的偏差動態(tài)調(diào)整pga電路的增益。

4、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述比較器為低延時(shí)耗散比較器。

5、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述低延時(shí)耗散比較器包括比較器本體和電流調(diào)節(jié)電路，所述電流調(diào)節(jié)電路與比較器本體的差分放大器連接，以調(diào)節(jié)差分放大器的充電或放電電流。

6、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述電流調(diào)節(jié)電路包括晶體管m9和m10，晶體管m9的柵極和漏極均連接到差分放大器的晶體管m2的漏極和晶體管m4的漏極，晶體管m9的源極連接到電路的電源地gnd，晶體管m10的的柵極和漏極均連接到差分放大器的晶體管m1的漏極和晶體管m3的漏極，晶體管m10的源極連接到電路的電源地gnd。

7、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述峰值檢測單元連接在控制單元與pga電路之間，通過根據(jù)峰值檢測單元的結(jié)果自適應(yīng)地調(diào)整折疊共源共柵ab類放大器的負(fù)反饋電阻來實(shí)現(xiàn)pga增益調(diào)控。

8、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，當(dāng)峰值檢測單元的結(jié)果低于用戶設(shè)置的值時(shí)，pga電路的增益從最低水平增加，直到峰值檢測單元的結(jié)果大于用戶設(shè)置的值或者pga電路達(dá)到最大增益水平。

9、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述pga電路僅在信號大幅度波動情況下為打開狀態(tài)，其余情況下為關(guān)閉狀態(tài)。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

11、1、本發(fā)明采用峰值檢測單元來采樣信號強(qiáng)度，降低電路成本和功耗；

12、2、由于優(yōu)化了比較器，在較大的信號幅值變化范圍內(nèi)信號處理電路可以保持較小的延時(shí)變化，對pga增益級數(shù)要求較低，芯片面積減小；

13、3、由于優(yōu)化了比較器，在較大的信號幅值變化范圍內(nèi)信號處理電路可以保持較小的延時(shí)變化，在一定的信號變化范圍內(nèi)，pga電路可以關(guān)閉，大大降低電路功耗。

技術(shù)特征：

1.一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路，包括數(shù)字信號處理單元、比較器、控制單元、pga電路，其特征在于，該電路還包括峰值檢測單元，所述比較器、pga電路和峰值檢測單元組成信號處理電路，該信號處理電路分別與數(shù)字信號處理單元和控制單元連接，所述峰值檢測單元檢測pga電路放大后的信號幅值，并根據(jù)檢測結(jié)果與理想信號的偏差動態(tài)調(diào)整pga電路的增益。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路，其特征在于，所述比較器為低延時(shí)耗散比較器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路，其特征在于，所述低延時(shí)耗散比較器包括比較器本體和電流調(diào)節(jié)電路，所述電流調(diào)節(jié)電路與比較器本體的差分放大器連接，以調(diào)節(jié)差分放大器的充電或放電電流。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路，其特征在于，所述電流調(diào)節(jié)電路包括晶體管m9和m10，晶體管m9的柵極和漏極均連接到差分放大器的晶體管m2的漏極和晶體管m4的漏極，晶體管m9的源極連接到電路的電源地gnd，晶體管m10的的柵極和漏極均連接到差分放大器的晶體管m1的漏極和晶體管m3的漏極，晶體管m10的源極連接到電路的電源地gnd。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路，其特征在于，所述峰值檢測單元連接在控制單元與pga電路之間，通過根據(jù)峰值檢測單元的結(jié)果自適應(yīng)地調(diào)整折疊共源共柵ab類放大器的負(fù)反饋電阻來實(shí)現(xiàn)pga增益調(diào)控。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路，其特征在于，當(dāng)峰值檢測單元的結(jié)果低于用戶設(shè)置的值時(shí)，pga電路的增益從最低水平增加，直到峰值檢測單元的結(jié)果大于用戶設(shè)置的值或者pga電路達(dá)到最大增益水平。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路，其特征在于，所述pga電路僅在信號大幅度波動情況下為打開狀態(tài)，其余情況下為關(guān)閉狀態(tài)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種降低飛行時(shí)間測量系統(tǒng)延時(shí)耗散的電路，包括數(shù)字信號處理單元、比較器、控制單元、PGA電路，該電路還包括峰值檢測單元，所述比較器、PGA電路和峰值檢測單元組成信號處理電路，該信號處理電路分別與數(shù)字信號處理單元和控制單元連接，所述峰值檢測單元檢測PGA電路放大后的信號幅值，并根據(jù)檢測結(jié)果與理想信號的偏差動態(tài)調(diào)整PGA電路的增益。本發(fā)明采用峰值檢測單元來采樣信號強(qiáng)度，降低電路成本和功耗；同時(shí)由于優(yōu)化了比較器，在較大的信號幅值變化范圍內(nèi)信號處理電路可以保持較小的延時(shí)變化，對PGA增益級數(shù)要求較低，芯片面積減小。

技術(shù)研發(fā)人員：黃子浚,蘇奎任,李開友
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州拓爾微電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2