3.3.2  D/A转换模块 11

3.3.3  积分充电模块 12

3.3.4  比较器输出模块 14

3.4  ARM控制模块 14

3.5  本章小结 15

4  系统检测及实验分析 16

4.1  延时脉冲时序检测 16

4.1.1  触发脉冲与数字延时输出脉冲 16

4.1.2  数字延时输出脉冲与充电脉冲 17

4.1.3  充电积分电路中的输入与输出 17

4.1.4  触发脉冲与最终输出脉冲 18

4.2  延时模块实验分析 18

4.2.1  数字延时模块的实验分析 18

4.2.2  系统延时的实验分析 20

4.3  本章小结 23

结  论 24

致  谢 26

参考文献 27

1  绪论

1.1  研究背景

激光雷达（LADAR－Laser Detection And Ranging），是激光及测距系统的简称，一般工作在红外和可见光波段[1]。它具有比毫米波雷达测量精度高、分辨率高、识别能力和抗干扰能力强等优点[2]。激光雷达接收回波信号可以从中提取目标的相关信息[3]。激光雷达应用广泛，可用来进行测距、测角、测速以及活动目标指示等,激光雷达在军事和民用领域都有着广泛应用[4]。

激光雷达设计完成初期要进行大量的仿真和测试，由于所需的测试环境等各种原因，使得传统的户外测试方法会耗费大量的人力物力，并且会耗费相当长的实验周期，不利于生产。为了解决这一问题，工程师们在激光雷达模拟方面做了很多的努力。德国DLR光电研究所为了对激光大气回波信号进行模拟，为该研究所的多普勒测风速激光雷达开发了一套可以进行模拟仿真的软件[5]。在1996年研发的标准多普勒测风激光雷达模型基础上，美国空军实验室研发了DLSM模型，DLSM模型可以提供机载或空间多普勒测风激光雷达系统的最佳性能方案[6]。哈尔滨工业大学的付强等研制了可编程激光成像雷达回波信号模拟器[7]。电子科技大学的易翔等从激光雷达传输模型出发，研制了激光雷达的通用仿真模型[8]。

利用现代仿真技术和电子电路技术设计的激光雷达回波信号模拟器，用以产生激光雷达实验时探测器所接收到的信号，可以替代真实目标和真实场景为激光雷达提供回波信号[9]。激光雷达回波信号模拟器以激光雷达信号传播理论为依据，设计了以各种电子元件为基础的硬件电路系统进行模拟仿真。该系统可以模拟激光雷达发射信号、到达目标、被反射接收这一过程，可以替代真实目标和真实场景下激光雷达信号传播的过程，方便仿真及测试，这样就可以在实验室内完成对激光雷达各项性能指标的检测，大大减少研发经费、缩短研制周期等。

高精度延时模块，是激光雷达回波信号模拟器中最为重要的部分，它的性能直接决定着回波信号模拟器的工作性能。我们以高精度延时器作为研究对象，通过实验统计测量，研究高精度延时器的延时特性，分析其对激光测距电路的影响，从而达到评估激光雷达回波信号模拟器性能的目的。