fpga adc 激光测距

### FPGA与ADC在激光测距中的实现方法

#### 方法概述
通过结合现场可编程门阵列(FPGA)和模数转换器(ADC)，可以构建高效的激光测距系统。FPGA提供了强大的并行计算能力和灵活的硬件配置选项，而高性能的ADC则负责将模拟信号转化为数字信号以便进一步处理。

#### 系统架构设计
为了完成一次完整的测量过程，通常采用如下结构：

1. **发射部分**
使用脉冲发生电路产生短时间宽度（纳秒级）的高强度光脉冲，并由激光二极管发出。此阶段涉及定时控制逻辑的设计，在FPGA内部实现精确的时间间隔设置[^1]。

2. **接收部分**
接收反射回来的微弱光学信号并通过光电探测器将其转变为电信号输入给高速ADC采样。这里需要注意的是选择合适的增益来放大接收到的小幅度电压变化以确保足够的信噪比(SNR)[^2]。

3. **数据采集与预处理**
经过ADC后的离散化数值被送入到FPGA内进行初步滤波和平滑处理去除噪声干扰项。同时记录下每次触发时刻对应的计数值作为后续算法运算的基础参数之一。

4. **距离解算**
利用飞行时间(Time of Flight, TOF)原理即发送至返回之间经历的实际传播延迟乘以光速再除以两得到目标物体的距离信息。这部分核心运算是基于预先设定好的数学模型执行浮点或定点形式下的四则混合操作最终得出结果值。

5. **接口通信**
测量所得的数据可以通过串口或者其他标准总线协议传输至上位机软件做更深层次的应用开发比如绘制三维地形图等地理信息系统(GIS)功能扩展。

// C++伪代码展示ToF测距基本流程
void calculate_distance(float *time_of_flight){
    const float speed_of_light = 299792458; // m/s
    float distance;
    
    // 计算实际物理距离
    distance = (*time_of_flight / 2) * speed_of_light;

    printf("Distance measured is %f meters\n",distance);
}