一种激光雷达的MEMS振镜驱动电路的制作方法

本技术涉及激光雷达电路，具体是一种激光雷达的mems振镜驱动电路。

背景技术：

1、激光雷达是以发射和接收激光束，通过计算时间差或者相位差来获得目标物的位置、速度和轮廓等信息，作为无人驾驶领域的激光雷达，目前使用更多的机械式和mems振镜式两种激光扫描的方式。mems振镜是一种硅基芯片上的微型机械结构，作为激光雷达发射端装置，可以通过转动将激光反射到不同的角度，实现对物体的水平和俯仰角度高精度线性扫描，相比于传统的机械式扫描，mems振镜摆脱了笨重的金属电机结构，更加小型化，轻量化，具有可靠性高和功耗低等优势。基于mems振镜的激光雷达应用中，一般需要高精度可调的高压差分信号来激励mems工作，电压精度不高不能精准控制mems旋转角度，一个mems振镜的x轴和y轴分别需要一对差分驱动信号，涉及信号线路数量较多。因此设计一种输出精度较高，电路简单的可调高压差分驱动电路具有实际意义。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，提供一种激光雷达的mems振镜驱动电路。本实用新型可以输出可调的高压差分信号，输出精度高，且电路简单。

2、本实用新型的技术方案：一种激光雷达的mems振镜驱动电路，包括数模转换器模块、低通滤波器模块、单端转差分模块、高压放大器模块、电源模块和主控器fpga；所述主控器fpga连接数模转换器模块，数模转换器模块连接低通滤波器模块；所述单端转差分模块由两组两级运算放大器级联组成，单端转差分模块的输入端与所述低通滤波器模块连接，单端转差分模块将低通滤波器模块输出的电压信号转成一对差分信号，单端转差分模块的输出端与所述高压放大器模块的输入端连接，高压放大器模块连接mems振镜；所述电源模块分别连接数模转换器模块、单端转差分模块和高压放大器模块。

3、前述的激光雷达的mems振镜驱动电路，所述数模转换器模块包括电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电容c27和芯片u4；所述芯片u4的vdd引脚连接电压源；所述芯片u4的vlogic引脚连接电阻r23的一端和电阻r24的一端，并连接电压源；所述芯片u4的gain引脚连接电阻r23的另一端和电阻r25的一端；所述芯片u4的rstsel引脚连接电阻r24的另一端和电阻r26的一端；所述电阻r26的另一端连接电阻r25的另一端，并接地；所述芯片u4的vrefout引脚连接电容c27的一端，电容c27的另一端接地；所述芯片u4的vout0引脚连接低通滤波器模块；所述芯片u4的vout1引脚连接低通滤波器模块；所述芯片u4的gnd引脚接地。

4、前述的激光雷达的mems振镜驱动电路，所述低通滤波器模块包括第一低通滤波和第二低通滤波；所述第一低通滤波包括电阻r29、电阻r30、电容c29和电容c30；所述电阻r29的一端连接电阻r30的一端和电容c29的一端；所述电容c29的另一端连接电容c30的一端，并接地；所述电容c30的另一端连接电阻r30的另一端和单端转差分模块；所述第二低通滤波包括电阻r35、电阻r36、电容c31和电容c32；所述电阻r35的一端连接电阻r36的一端和电容c31的一端；所述电容c31的另一端连接电容c32的一端，并接地；所述电容c32的另一端连接电阻r36的另一端和单端转差分模块。

5、前述的激光雷达的mems振镜驱动电路，所述单端转差分模块包括第一单端转差分、第二单端转差分、电阻r33、电阻r34和电阻r37；所述电阻r33的一端连接电压源，所述电阻r33的另一端连接电阻r34的一端、第一单端转差分和第二单端转差分，所述电阻r34的另一端连接电阻r37的一端、第一单端转差分和第二单端转差分，所述电阻r37的另一端接地；所述第一单端转差分包括芯片u5、电阻r27、电阻r28、电阻r31、电阻r32和电容c28；所述芯片u5的out1引脚连接电阻r28的一端和电阻r27的一端；所述芯片u5的in1-引脚连接电阻r28的另一端和电阻r31的一端；所述芯片u5的v-引脚接地；所述芯片u5的v+引脚连接电容c28的一端，并连接电压源，所述电容c28的另一端接地；所述芯片u5的out2引脚连接电阻r32的一端；所述芯片u5的in2-引脚连接电阻r32的另一端和电阻r27的另一端；所述第二单端转差分包括芯片u6、电阻r38、电阻r39、电阻r40、电阻r41和电容c33；所述芯片u6的out1引脚连接电阻r39的一端和电阻r38的一端；所述芯片u5的in1-引脚连接电阻r39的另一端和电阻r40的一端；所述芯片u5的v-引脚接地；所述芯片u5的v+引脚连接电容c33的一端，并连接电压源，所述电容c33的另一端接地；所述芯片u5的out2引脚连接电阻r41的一端；所述芯片u5的in2-引脚连接电阻r41的另一端和电阻r38的另一端。

6、前述的激光雷达的mems振镜驱动电路，所述高压放大器模块包括芯片u7、二极管d1、电阻r42、电阻r43、电阻r44、电阻r45、电阻r48、电阻r50、电阻r53、电阻r54、电阻r55、电容c34、电容c35、电容c36和电容c37；所述芯片u7的vdd引脚连接电阻r43的一端和二极管d1的正极，电阻r43的另一端连接电压源；所述芯片u7的vpp引脚连接二极管d1的负极和电阻r45的一端，电阻r45的另一端连接电压源；所述芯片u7的hvgnd引脚接地；所述芯片u7的其他gnd引脚均接地；所述芯片u7的hvout1引脚连接电阻r42的一端和芯片u7的fb1引脚，电阻r42的另一端连接电容c34的一端和mems振镜，电容c34的另一端接地；所述芯片u7的hvout2引脚连接电阻r44的一端和芯片u7的fb2引脚，电阻r44的另一端连接电容c35的一端和mems振镜，电容c35的另一端接地；所述芯片u7的hvout3引脚连接电阻r51的一端和芯片u7的fb3引脚，电阻r51的另一端连接电容c36的一端和mems振镜，电容c36的另一端接地；所述芯片u7的hvout4引脚连接电阻r55的一端和芯片u7的fb4引脚，电阻r55的另一端连接电容c37的一端和mems振镜，电容c37的另一端接地。

7、前述的激光雷达的mems振镜驱动电路，所述电源模块包括boost电路、dc-dc电路和ldo电路；所述ldo电路连接模转换器模块和单端转差分模块；所述boost电路和dc-dc电路分别连接高压放大器模块。

8、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

9、本实用新型包括数模转换器模块、低通滤波器模块、单端转差分模块、高压放大器模块、电源模块和主控器fpga；所述主控器fpga连接数模转换器模块，数模转换器模块连接低通滤波器模块；所述单端转差分模块由两组两级运算放大器级联组成，单端转差分模块的输入端与所述低通滤波器模块连接，单端转差分模块将低通滤波器模块输出的电压信号转成一对差分信号，单端转差分模块的输出端与所述高压放大器模块的输入端连接，高压放大器模块连接mems振镜；所述电源模块分别连接数模转换器模块、单端转差分模块和高压放大器模块；主控器fpga产生所需频率和幅度的波形数据送到数模转换器模块，控制数模转换器模块的工作状态；数模转换器模块连接主控器fpga，负责产生mems驱动信号中的正弦分量；低通滤波器模块连接数模转换器模块，负责对数模转换器模块输出信号中的高频噪声进行滤波；单端转差分模块，由第一级运算放大器和第二级运算放大器级联组成，单端转差分模块将前级低通滤波器模块输出的两路单端信号转成两对差分电压信号；高压放大器模块连接到mems振镜，将单端转差分模块输出的两对差分电压信号放大后直接驱动mems振镜在x轴和y轴上转动扫描；电源模块为各级放大器芯片和数模转换器模块提供所需的电压源，可以将输入的v电压通过升压和降压转成芯片正常工作所需的高压和低压电源；mems振镜选用的是在x和y轴上可以通过电磁感应驱动进行转动扫描的类型；本实用新型可以输出可调的高压差分信号，输出精度高，且电路简单。