采用数字化接收技术的激光测距机有着传统采用模拟技术的激光测距机不可比拟的优点,比如抗干扰能力强、系统功耗低、测量精度高等。脉冲激光测距实际上是测量回波脉冲与发射脉冲之间的时间间隔。由于回波到达时刻不可能正好与激光测距机接收电路中的采样时钟同步,会存在一个最大时长为一个采样周期的随机误差。为了减少这种误差,最直接的方法就是提高数字激光测距接收电路的采样频率。本文介绍了一种采样频率高达1GSPS的高速数据采集电路,理论上可以将这种随机误差减小到1ns。本文以高速数据采集电路的研制为主要内容,详细介绍了利用NS(National Semiconductor)公司的高速模数转换芯片ADC08D500、Altera公司的FPGA芯片EP2S15F484和Cypress公司的USB芯片CY7C68013等组成的高速数据采集电路的设计和调试过程。FPGA作为数字电路的核心,实现了对整个电路的时序控制、逻辑控制和对高速采集数据的缓存、实时处理,这样就减小了电路的面积,降低了功耗,提高了电路的可靠性。测距算法的实现方面,考虑到回波信号的非平稳性,采用了基于FPGA实现的二进小波算法来计算回波信号的上升沿。本文利用VC 6.0编写了PC端的上位机控制软件,该软件通过USB2.0接口实现PC机和FPGA之间的数据交互,能够方便地在PC机上控制高速采集电路,实现对已采集数据的读取、显示和存储。高速电路的设计不同于一般电路,在信号完整性(SI)、电源完整性(PI)和电磁干扰(EMI)等方面都有特殊要求,为此本文详细介绍了高速电路PCB设计需要注意的问题。本文在最后给出了高速数据采集电路的实验结果,讨论了在电路调试中遇到的一些问题和解决方法。