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GHz伪随机码脉冲序列发生电路设计与实现 摘要时间相关单光子计数技术(TCSPC)应用于激光测距领域可以实现高距离分辨精度的测量。但是，在长距离测量中，TCSPC激光测距系统有一个主要弱点mdash;mdash;距离模糊。距离模糊是指长距离测量中，由于TCSPC系统无法确定接收脉冲与发送脉冲的对应关系，而导致无法确定目标确切距离的现象。为避免距离模糊问题，一个可行的方法是将周期性脉冲序列替换为随机产生的非周期性脉冲序列。 本文研究的课题作为TCSPC激光测距系统的一部分，主要内容是设计一个伪随机码生成与脉冲序列输出系统，用来驱动可编程激光器。在查阅大量文献的基础上，本设计选用LabVIEW FPGA作为为开发平台，采用一维布尔数组作为序列生成与传递的载体，串行输出脉冲序列。由于所得串行输出数据率不能满足TCSPC系统要求，本设计提出了采用一维U16数组作为载体，16通道并行输出的改进方案。最终，由于硬件性能以及PCB电路原因，得到串行输出数据率25MHz，并行输出12MHz，不能完全满足TCSPC系统实际使用的要求，还有待今后进一步地研究和改善。 关键词伪随机码序列LabVIEW FPGAPCB设计6486 毕业设计说明书（论文）外文摘要 TitleCircuit Design and Implementationg of the GHz pseudo-random code pulse sequence Abstract Time-correlated single photon counting technique (TCSPC) used in the field of laser ranging can achieve high time ndash;resolved measurement of the accuracy. However, in the long-distance measurements, TCSPC laser ranging system has a weakness ndash; the rang ambiguity. Range ambiguity is the phenomenon that TCSPC system cannot determine the correspondence between receiving and sending pulses so that it cannot establish the exact distance in long-distance measurement. In order to avoid the range ambiguity, a viable solution is using a randomly generated a periodic pulse sequence instead of the periodic pulse. 图3.2.1LabVIEW FPGA程序开发流程7 图3.2.2NI FlexRIO 7951R FPGA模块与NI 6585适配器模块8 图3.3.1差分线PCB分层隔离图9 图3.3.2LVDS差分线设计9 图4.1.1序列生成程序前面板11 图4.1.2序列生成程序框图12 图4.1.3创建/打开二进制文件12 图4.1.4写入二进制文件函数12 图4.2.1程序项目结构13 图4.2.2IO模块控制方式选择 14 图4.2.3fpga.vi程序框图14 图4.2.415 图4.2.5 脉冲序列输出（Host）.vi前面板15 图4.2.6 脉冲序列输出（Host）.vi程序框图16 图4.2.717 图4.2.8test.vi程序框图17 图4.2.9 波形1、218 图5.2.1 改进后序列生成.vi程序框图20 图5.2.2 改进后fpga.vi程序框图20 图5.2.3 改进后脉冲序列输出（Host）.vi前面板20 图5.2.4 改进后脉冲序列输出（Host）.vi程序框图20 图5.2.5 MAX3890元件引脚图22 图5.2.6 PCB实物图22 图5.3.1 波形323 1绪论 1．1课题背景及意义 激光测距是利用激光进行距离测量的一种测距技术。其研究始于20世纪60年代，80年代后期转入应用研究阶段，技术日趋成熟，90年代中期，各种成熟的产品不断出现。激光测距主要采用飞行时间法来测量距离，该技术的发展围绕着提高精度，扩大测量范围，缩短测距时间等方面展开[1]。 时间相关单光子计数技术[1-3]（TCSPC）首先由 Bollinger、Bennett、Koechlin 三人在六十年代为检测被射线激发的闪烁体发光而建立的，后来人们把它应用到荧光寿命的测量等