CN116745639A

CN116745639A - Lidar飞行时间信号处理

Info

Publication number: CN116745639A
Application number: CN202180092021.9A
Authority: CN
Inventors: 格哈德·迈尔巴赫尔; 弗洛里安·科尔布; 马丁·施纳伦贝格尔
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2023-09-12
Also published as: WO2022161702A1; DE102021101790A1; US20240142584A1

Abstract

根据各个方面，检测***(100)可以包括：检测器(102，201)，该检测器被配置成提供接收到的信号(104，202)；以及处理电路(106，250)，该处理电路被配置成：提供量化信号(108，204)，每个量化信号表示接收到的信号(104，202)的其中信号水平大于相应的阈值水平(206)的部分；提供已编码信号(110，208)，该已编码信号包括第一和第二已编码信号值(110‑1，110‑2，208‑1，208‑2)，所述第一和第二已编码信号值分别表示接收到的信号(104，202)的其中信号水平变得大于或小于阈值水平(206)中之一的部分；以及执行已编码信号(110，208)的时间数字转换以提供包括与第一已编码信号值(110‑1，208‑1)相关联的第一数字化值(112‑1，214‑1)和与第二已编码信号值(110‑2，208‑2)相关联的第二数字化值(112‑2，214‑2)的数字化信号。

Description

LIDAR飞行时间信号处理

各个方面涉及检测***及其方法(例如，检测信号的方法)，并且各个方面涉及包括检测***的LIDAR(“光检测和测距”)***。

光检测和测距是例如在自主驾驶领域中用于提供关于自动或部分自动车辆周围的详细信息的感测技术。光用于扫描场景并且确定其中存在的对象的属性(例如，位置、速度、运动方向等)。LIDAR***通常使用所发射的光的飞行时间(ToF)来测量到对象的距离。LIDAR***可以包括高速模数转换器(ADC)或时间数字转换器(TDC)中的一个以用于处理从场景接收到的光。基于ADC的解决方案可以提供幅度信息，该幅度信息可以用于对象检测和对象融合(相应的算法可以利用幅度信息)。另外，在基于ADC的解决方案中，可以得出信噪比，信噪比可以提供测量有多可靠的度量。然而，在功耗、热量、成本、复杂性等方面，高速ADC可能是昂贵的。此外，以高采样率进行的连续全波形采样会生成大量需要通信和处理的数据。另外，并非所有探测器都提供幅度信息(例如，单光子雪崩二极管(SPAD)探测器不提供这样的信息)。采用TDC方法的LIDAR架构相对于ADC方法可以具有以下各种优点：(1)简单的***设置，该简单的***设置减少了昂贵部件的数量，同时适合于高速实现方式；(2)与波形采样解决方案相比，不需要高速ADC，这在功耗和成本方面可以是有益的；以及(3)鉴于TDC检测方案的基于事件的性质，生成的数据量可以相对较小，因此减少要处理的数据量(说明性地，生成较少的CPU负载)并且减少所需的CPU功率，这致使***的功耗和成本的降低。然而，通常的基于TDC的***的限制是，它不提供关于光信号的属性例如脉冲幅度和/或脉冲形状信息的详细信息。在US10802120 B1中描述了包括多个比较器的方法，每个比较器将其输出提供给相应的时间数字转换器。

各个方面可以涉及根据时间数字转换方法来配置的检测***，并且适于确定与检测到的信号相关联的附加信息(例如，幅度和/或形状信息)，该附加信息在传统的基于TDC的检测***中没有确定。各个方面涉及检测***，该检测***被配置成以与传统的TDC方法相比使得(例如，除了飞行时间信息之外还)能够提取幅度和/或形状信息的方式处理接收到的信号。本文中描述的检测***可以被配置成以这样的方式处理接收到的信号，即在对所处理的信号进行时间数字转换时，得到的数字化(换句话说，数字)信号使得能够确定附加信息。本文中描述的TDC方法在下文中也可以被称为适配的TDC方法。

各个方面可以涉及处理接收到的信号的方法，与传统的基于TDC的处理相比，该方法使得能够确定与接收到的信号相关联的附加信息(例如，幅度和/或形状信息)。本文中描述的方法可以被配置成以规定幅度和/或形状信息可以根据数字化表示来确定的适配方式经由时间数字转换来提供接收到的信号的数字化表示。

由本文描述的适配的TDC策略提供的附加信息例如对于确定对象的透射率或其他表面特性可以是有利的。作为另一示例，本文中描述的策略对于信号平均和高级信号处理目的和/或对于干扰信号检测和串扰抑制可以是有利的。作为又一示例，本文中描述的策略对于其他后续处理步骤如对象检测级、对象跟踪级和传感器融合级可以是有利的。

在本描述的上下文中，可以参考“信号”的检测和处理。“信号”可以是或可以包括任何类型的模拟信号，对于该模拟信号，可以应用本文中描述的适配的TDC方法。作为示例，本文中描述的检测***和处理方法可以用于不同类型的模拟信号例如光信号、超声波信号、雷达(RADAR)信号、射频信号。可以例如在LIDAR应用的上下文中特别参考“光信号”的检测和处理。然而，应当理解，光信号仅仅是用于说明本文中描述的适配的TDC方法的可能应用的示例。

在本描述的上下文中，可以参考幅度和/或形状信息来描述适配的TDC方法可以提供的“附加信息”。然而，应当理解，本文中描述的处理还可以提供从确定的数字化信号中提取其他类型的信号相关信息例如调制到脉冲上的周期性信号的振荡频率、或者信号中包括的脉冲数、或者多脉冲信号中脉冲的数目和相对幅度，作为其他示例。

在本描述的上下文中，可以参考LIDAR***，该LIDAR***可以包括本文中描述的检测***。如本领域公知的，LIDAR***可以包括用于监测场景(例如，车辆周围的环境)的各种部件和传感器。通过示例的方式，LIDAR***可以包括亮度传感器、存在传感器、光学相机、RADAR感测***、超声波感测***和/或基于光的感测***。LIDAR***可以包括用于调整环境监视条件的一个或更多个致动器，例如用于调整光的发射方向、用于调整光学相机的取向、用于调整超声波的发射方向等的一个或更多个致动器。LIDAR***可以包括用于处理由传感器提供的数据的数据处理电路。数据处理电路可以包括例如用于组合由不同类型的传感器提供的数据并且增强对场景的监测的传感器融合模块。数据处理电路可以被配置成执行对象识别和/或对象分类，以分析在监测场景中存在的对象。对象识别和/或对象分类可以基于由传感器(例如，由一个或更多个可用传感器)提供的数据。LIDAR***可以包括存储信息和指令的一个或更多个存储器，例如感测到的数据、所确定的对象信息、关于如何操作传感器的指令等。LIDAR***可以包括例如被配置用于有线和/或无线通信的一个或更多个通信接口，以与其他***(例如，同一车辆的其他***或另一车辆的另一LIDAR***，作为示例)通信。

应当理解，LIDAR***是本文中描述的适配的基于TDC的检测策略的可能应用的示例。本文中描述的方法和检测***还可以用在其中确定信号的附加信息(例如，幅度和/或形状)可以是有利的其他类型的应用或***中，例如用在光传输***(例如，无线或包括光纤)，例如用在其中数据和信息可以借助于光来传输的***中。本文中描述的方法和检测***可以用在短信号(例如，其中持续时间小于500ns，或小于100ns)的基于时间的检测被提供的应用中。高速时间信号捕获能力与幅度/脉冲形状重构特征相结合，提供了捕获、存储和处理具有任意波形的高速信号的手段。在高速ADC解决方案成本太高、实施起来太复杂或简单地不够快的应用中，这可能特别相关。潜在的应用可以在从粒子加速器中使用的探测器到消费和汽车领域的低成本信号捕获应用的范围内。

在各个方面中，检测***可以包括：检测器，该检测器被配置成提供接收到的信号；以及处理电路，该处理电路被配置成：提供多个量化信号，每个量化信号与相应的阈值水平相关联，并且每个量化信号表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平大于相应的阈值水平的部分；基于多个量化信号提供已编码信号，该已编码信号包括第一多个第一已编码信号值，所述第一多个第一已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得大于阈值水平中之一的部分，并且该已编码信号包括第二多个第二已编码信号值，所述第二多个第二已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得小于阈值水平中之一的部分；以及执行已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号，该数字化信号包括与第一已编码信号值相关联的第一多个第一数字化值，并且包括与第二已编码信号值相关联的第二多个第二数字化值。

在各个方面中，检测***可以包括：检测器，该检测器被配置成提供接收到的信号；以及处理电路，该处理电路被配置成：基于接收到的信号的斜率对接收到的信号的形状进行编码，以提供已编码信号，所述已编码信号包括第一多个第一已编码信号值和第二多个第二已编码信号值，所述第一多个第一已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的切线的斜率为正的部分，并且所述第二多个第二已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的切线的斜率为负的部分；以及执行已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号，数字化信号包括与第一已编码信号值相关联的第一多个第一数字化值，并且包括与第二已编码信号值相关联的第二多个第二数字化值。

在各个方面中，检测***可以包括：检测器，该检测器被配置成提供接收到的信号；以及处理电路，该处理电路被配置成：基于多个阈值对接收到的信号的信号水平进行编码，以提供已编码信号，已编码信号包括第一多个第一已编码信号值，所述第一多个第一已编码信号值表示接收的信号的其中接受到的信号的信号水平变得大于多个阈值中的一个阈值的部分，并且已编码信号包括第二多个第二已编码信号值，所述第二多个第二已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得小于多个阈值中的一个阈值的部分；以及执行已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号，数字化信号包括与第一已编码信号值相关联的第一多个第一数字化值，并且包括与第二已编码信号值相关联的第二多个第二数字化值。

在各个方面中，检测信号的方法可以包括：提供接收到的信号；提供多个量化信号，每个量化信号与相应的阈值水平相关联，并且每个量化信号表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平大于与量化信号相关联的相应的阈值水平的部分；基于多个量化信号提供已编码信号，该已编码信号包括第一多个第一已编码信号值，所述第一多个第一已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得大于与量化信号相关联的阈值水平中之一的部分，并且该已编码信号包括第二多个第二已编码信号值，所述第二多个第二已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得小于与量化信号相关联的阈值水平中之一的部分；以及执行已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号，该数字化信号包括与第一已编码信号值相关联的第一多个第一数字化值，并且包括与第二已编码信号值相关联的第二多个第二数字化值。

本文中可以使用表述“信号水平”来描述与信号或信号的一部分(例如，与峰)相关联的参数。本文中使用的“信号水平”可以包括功率水平、电流水平、电压水平或幅度水平(在本文中也称为幅度)中的至少一个。

术语“幅度”在本文中可以用于描述峰的高度，例如脉冲的高度。术语“幅度”可以描述峰处的信号相对于信号水平的参考值的信号水平。术语“幅度”可以在本文中还与不是对称周期波的信号相关地、例如还与非对称波相关地(例如，与包括一个方向上的周期脉冲的信号相关地)被使用。在这方面，术语“幅度”可以被理解为描述从信号水平的参考值测量的信号的(例如，峰的)幅度。

本文中使用的术语“处理器”可以被理解为允许处理数据的任何种类的技术实体。可以根据由处理器执行的一个或更多个特定功能来处理数据。此外，本文中使用的处理器可以被理解为任何种类的电路，例如任何种类的模拟或数字电路。处理器因此可以是或包括模拟电路、数字电路、混合信号电路、逻辑电路、处理器、微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、集成电路、专用集成电路(ASIC)等或其任何组合。将在下面更详细地描述的各个功能的任何其他种类的实现方式也可以被理解为处理器或逻辑电路。应当理解，本文中详细描述的处理器或逻辑电路中的任何两个(或更多个)可以被实现为具有等效功能等的单个实体，并且相反，本文中详细描述的任何单个处理器或逻辑电路可以被理解为具有等效功能等的两个(或更多个)单独实体。

本文中使用的术语“计算”包含经由数学表达式/公式/关系的“直接”计算和经由查找或哈希表和其他数组索引或搜索操作的“间接”计算。

术语“微分的”、“求微分”和“求微分后的”在本文中可以按照它们的数学意义作为通常理解来使用，以指示其中确定函数的导数的运算。术语“微分的”、“求微分”和“求微分后的”可以在本文中与信号的处理相关地被使用，以指示其中确定信号的信号水平(例如其幅度)随时间的变化的运算，例如其中确定信号的斜率随时间的变化的运算。

在附图中，在不同的视图中，相似的附图标记通常指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本文中公开的原理上。在下面的描述中，参考下面的附图描述本文中公开的各个方面，在附图中：

图1A、图1B、图1C、图1D和图1E各自示意性地示出了根据各个方面的检测***；

图1F示出了根据各个方面的与时间测量相关联的时序图；

图1G示出了根据各个方面的与时间测量相关联的时序图；

图2A示出了根据各个方面的检测器和与接收到的信号相关联的曲线图；

图2B示出了根据各个方面的量化级和与量化信号相关联的曲线图；

图2C示出了根据各个方面的编码级和与累积信号相关联的曲线图；

图2D示出了根据各个方面的编码级和与求微分后的信号相关联的曲线图；

图2E示出了根据各个方面的编码级和与已编码信号相关联的曲线图；

图2F示出了根据各个方面的数字化级和与数字化信号相关联的曲线图；

图3A、图3B、图3C和图3D各自示出了根据各个方面的与信号形状推断相关联的相应的曲线图；

图3E示出了根据各个方面的与信号处理相关联的一系列曲线图；

图4以示意图示出了根据各个方面的LIDAR***；

图5A以示意图示出了根据各个方面的LIDAR***；

图5B以示意图示出了根据各个方面的模拟信号处理级；

图5C以示意图示出了根据各个方面的数字信号处理级；

图5D以示意图示出了根据各个方面的数字信号处理级；

图5E以示意图示出了根据各个方面的微时间数字转换级；以及

图6以示意图示出了根据各个方面的抽头延迟线。

下面详细的描述参照附图，所述附图通过说明的方式示出了可以实践本文中公开的方面的特定细节和实现方式。对这些方面进行了充分的详细描述，以使得本领域技术人员能够实践公开的实现方式。在不脱离所公开的实现方式的范围的情况下，可以利用其他方面，并且可以进行结构、逻辑和电气改变。各个方面不一定是相互排斥的，因为一些方面可以与一个或更多个其他方面组合以形成新的方面。结合方法描述了各个方面，并且结合设备(例如，检测***、处理电路、检测器等)描述了各个方面。然而，应当理解，结合方法描述的方面可以类似地应用于设备，反之亦然。

图1A至图1E各自示出了根据各个方面的检测***100的示意图。在一些方面，例如在要检测(和处理)的信号是或包括光信号的情况下，检测***100可以是光检测***。在一些方面，检测***100可以是用于LIDAR***中的光检测***。在一些方面，LIDAR***可以包括一个或更多个检测***100。

检测***100可以包括被配置成提供接收到的信号104的检测器102。检测器102可以被配置成接收信号，例如光信号、超声波信号、RADAR信号、射频信号，作为示例，并且提供接收到的信号104的模拟表示。在一些方面，提供接收到的信号104可以被理解为检测信号并且提供检测到的信号的表示。作为示例，检测器102可以被配置成提供与在检测器102处接收到的信号相关联的模拟信号(例如，电流或电压)，例如表示在检测器102处接收到的信号的模拟信号。在一些方面，接收到的信号104可以被提供为可以由处理电路106处理的表示，如下面进一步详细描述的。在检测器104处接收到的信号本身可以是模拟信号，并且可以以允许进一步处理的模拟表示来提供。说明性地，接收到的信号104可以被理解为在检测器102处接收到的(模拟)信号的模拟表示。

检测***100可以包括配置成处理接收到的信号104的处理电路106。检测器102和处理电路106可以彼此连接，并且检测器102可以被配置成向处理电路106提供(例如，发送或通信)接收到的信号104。

处理电路106可以被配置成提供(例如，生成)多个量化信号108(在一些方面，量化信号108的序列)。在图1中的示例性表示中，处理电路106可以被配置成提供第一量化信号108-1、第二量化信号108-2、……、以及第L量化信号108-L。每个量化信号108可以与相应的阈值水平(在本文中也被称为参考水平)相关联，并且可以表示接收到的信号104的其中接收到的信号104的信号水平大于相应的阈值水平的部分。接收到的信号104的量化表示可以提供以允许提取期望的(附加)信息的方式对接收到的信号104进行编码的可能性，如下面进一步详细描述的。阈值水平可以包括可以与信号幅度、信号功率或信号强度相关联(例如，与信号幅度、信号功率或信号强度相关地被表示)的阈值信号水平，例如阈值水平可以包括阈值电流或阈值电压中的至少一个。

在一些方面，提供(例如，生成)多个量化信号108可以包括：对于每个量化信号108，将接收到的信号104的信号水平与相应的阈值水平进行比较。说明性地，接收到的信号104的信号水平可以随时间变化，并且对于每个量化信号108，比较可以包括随时间确定接收到的信号104的信号水平是否高于或低于相关联的阈值水平。量化信号108可以是或可以包括(另外的)模拟信号，该模拟信号提供接收到的信号104的信号水平相对于相关联的阈值水平的量化表示。作为示例，对于每个量化信号108，可以将与接收到的信号104相关联的电流水平或电压水平与相应的阈值电流或阈值电压进行比较。

量化信号108可以包括接收到的信号104的信号水平是否(以及在哪里)高于或低于相应的阈值水平的量化表示。量化信号108可以包括(说明性地，可以假设)与接收到的信号104的其中信号水平大于相应的阈值水平的部分相关联的第一值(例如，对应于逻辑“1”的高值)、以及与接收到的信号104的其中信号水平小于相应的阈值水平的部分相关联的第二值(例如，对应于逻辑“0”的低值)。说明性地，量化信号108可以对应于接收到的信号104的其中接收到的信号104的信号水平大于相应的阈值水平的部分而处于第一(例如，高)水平，并且可以对应于接收到的信号104的其中接收到的信号104的信号水平小于相应的阈值水平的部分而处于第二(例如，低)水平。应当理解，量化信号108的高水平、低水平、高值和低值的定义可以任意选择。

在图1的示例性表示中，第一量化信号108-1可以与第一阈值水平相关联，第二量化信号108-2可以与第二阈值水平相关联，并且第L量化信号108-L可以与第L阈值水平相关联。根据接收到的信号104相对于相应的阈值水平的行为，每个量化信号108-1、108-2、108-L可以包括(假设)相应的低值和相应的高值。在图1A至图1E中的示例性配置中，第二阈值水平可以大于第一阈值水平，使得与第一量化信号108-1相比，第二量化信号108-2在较短的时间段内处于高水平(说明性地，第二量化信号108-2与第一量化信号108-1相比在较晚的时间点从低值切换至高值，并且与第一量化信号108-1相比在较早的时间点从高值切换至低值)。第L阈值水平可以大于第二阈值水平，使得与第二量化信号108-2相比(以及与第一量化信号108-1相比)，第L量化信号108-L在较短的时间段内处于高水平。

处理电路106可以被配置成基于多个量化信号108提供(例如，生成)已编码信号110。已编码信号110可以包括表示接收到的信号104随时间的行为的信号值(已编码信号值)。已编码信号值可以说明性地表示接收到的信号104的信号水平在哪里(例如，从大于阈值水平向大于更高的阈值水平)增大或(例如，从小于阈值水平向小于更小的阈值水平)减小。假定已编码信号110允许以允许提取期望的信息的方式表示接收到的信号104，如下面进一步详细描述的。

已编码信号110可以包括第一多个(例如第一序列)第一已编码信号值110-1，第一已编码信号值表示接收到的信号104的其中接收到的信号104的信号水平变得大于与量化信号108相关联的阈值水平中之一的部分。已编码信号110可以包括第二多个(例如第二序列的)第二已编码信号值110-2，第二已编码信号值表示接收到的信号104的其中接收到的信号104的信号水平变得少于(换句话说，小于)与量化信号108相关联的阈值水平中之一的部分。说明性地，第一已编码信号值110-1可以表示接收到的信号104的其中接收到的信号104的切线的斜率为正的部分，并且第二多个第二已编码信号值110-2可以表示接收到的信号104的其中接收到的信号104的切线的斜率为负的部分。

基于多个量化信号108提供(例如，生成)已编码信号110可以包括确定接收到的信号104中信号水平以量化信号108变为高水平的方式增大的位置(以确定第一已编码信号值110-1)或以量化信号108变为低水平的方式减小的位置(以确定第二已编码信号值110-2)。

处理电路106可以被配置成执行(换句话说，进行)已编码信号110的时间数字转换，以提供数字化信号112(换句话说，数字信号112)。数字化信号112可以包括与第一已编码信号值110-1相关联的第一多个第一数字化值112-1。说明性地，处理电路106可以被配置成通过对第一已编码信号值110-1进行时间数字转换来提供第一数字化值112-1。数字化信号112可以包括与第二已编码信号值110-2相关联的第二多个第二数字化值112-2。说明性地，处理电路106可以被配置成通过对第二已编码信号值110-2进行时间数字转换来提供第二数字化值112-2。数字化信号112可以作为单个信号(在单个输出上，参见图1B至图1E)或作为两个单独的信号(两个单独的输出，参见图1A)来提供(用于进一步处理)。

已编码信号110的时间数字转换可以包括对应于每个已编码信号值生成数字化值。数字化信号112可以被理解为提供已编码信号110(以及因此接收到的信号104)的时间演变的数字化表示的数字化值序列。时间数字转换可以包括：对应于已编码信号110的其中存在已编码信号值的部分提供第一类型的数字化值(例如，逻辑“1”)，以及对应于已编码信号110的其中不存在已编码信号值的部分提供第二类型的数字化值(例如，逻辑“0”)，如下面进一步详细描述的。

如本文所述提供的数字化信号112允许重构接收到的信号104的形状，并且允许确定接收到的信号104的幅度信息。说明性地，数字化信号112根据其生成方式所表示(例如，数字编码)的信息提供了幅度和/或形状重构的可能性。提供量化信号108确保关于接收到的信号104的信号水平的信息包括在数字化信号112中，并且提供已编码信号110确保关于接收到的信号104的信号水平随时间的变化(以及变化的陡度)的信息包括在数字化信号112中。

图1A至图1E以示意性方式示出了用于提供已编码信号110和/或数字化信号112的各种可能性。

在图1A中的示例性配置中，第一已编码信号值110-1可以在极性方面不同于第二已编码信号值110-2，例如，与接收到的信号104的正斜率相关联的第一已编码信号值110-1可以具有正极性，并且与接收到的信号104的负斜率相关联的第二已编码信号值110-2可以具有负极性。

在图1B中的示例性配置中，第一已编码信号值110-1可以具有与第二已编码信号值110-2相同的极性，并且第一已编码信号值110-1与第二已编码信号值110-2之间的区分可以通过在时间上将第一已编码信号值110-1与第二已编码信号值110-2分开来操作。

在图1C中的示例性配置中，第一已编码信号值110-1可以在脉冲宽度方面不同于第二已编码信号值110-2，例如，第一已编码信号值110-1可以与具有第一宽度的第一脉冲(例如，电流或电压脉冲)相关联，并且第二已编码信号值110-2可以与具有第二宽度的第二脉冲相关联。在图1C中的示例性配置中，第二脉冲可以比第一脉冲更宽，然而应当理解，选择哪些脉冲更宽是任意的。根据第一已编码信号值110-1与第二已编码信号值110-2之间的差，这可以导致数字化信号112具有在宽度方面彼此不同的数字化信号值112-1、112-2。

在图1D和图1E中的示例性配置中，示出了数字编码，其中第一已编码信号值110-1和已编码信号值110-2被数字编码至不同的数字值序列上。每个第一已编码信号值110-1被编码至相应的(相同的)第一序列的数字化值上，并且每个第二已编码信号值110-2被编码至相应的(相同的)第二序列的数字化值上。

在图1D中的示例性配置中，仅作为示例，与第一已编码值110-1相关联的第一数字化值112-1可以包括第一序列的数字化值，例如“10”脉冲，并且与第二已编码值110-2相关联的第二数字化值112-2可以包括第二序列的数字化值，例如“11”脉冲。在图1E中的示例性配置中，仅作为另一示例，与第一已编码值110-1相关联的第一数字化值112-1可以包括第一序列的数字化值，例如“100”脉冲，并且与第二已编码值110-2相关联的第二数字化值112-2可以包括第二序列的数字化值，例如“101”脉冲。应当理解，要分配给第一已编码信号值110-1或第二已编码信号值110-2的序列的选择是任意的。

在一些方面，处理电路106可以被配置成通过使用数字化信号112来确定(例如，计算或估计)与接收到的信号104相关联的幅度信息并且/或者通过使用数字化信号112来确定接收到的信号104的形状，如下面进一步详细讨论的。在一些方面，处理电路106可以被配置成通过使用数字化信号112来重构接收到的信号104的形状。例如，处理电路106可以被配置成通过将数字化信号112与多个已知数字化信号进行比较来重构接收到的信号104的形状。处理电路106可以根据比较的结果例如基于哪个已知数字化信号更类似于所确定的数字化信号112(例如，哪个已知数字化信号与所确定的数字化信号112具有更多共同的特征)来重构接收到的信号的形状。

适配的TDC方法固有地提供关于所捕获的脉冲的开始和结束的定时信息(如下面进一步详细描述的)。这提供了采用二进制相关接收机(correlation receiver)构思的可能性(例如，处理电路106可以包括配置成处理接收到的信号104的一个或更多个相关接收机)。二进制相关接收机可以例如利用数字化信号112进行操作，以提供可以用于确定接收到的信号104的各种属性的相关输出，如下面进一步详细描述的。

由于发射脉冲的形状是已知的或者可以测量，因此可以采用更高级的非二进制相关接收机构思，例如，基于对离散化多水平信号(例如，类似于下面关于图2F描述的累积求和信号)进行操作的相关接收机的构思。此外，固有地捕获检测到的脉冲的形状，这允许将脉冲形状包括到互相关的计算中，因此改进解码性能。

(例如，每个)相关接收机可以与至少一个参考信号序列相关联(例如，与一个或更多个参考信号序列中的相应一个相关联)。参考信号序列可以表示所捕获的和数字化的信号值的(例如，已知的或预定义的)序列。(例如，每个)每个相关接收机可以被配置成将数字化信号112和/或累积求和信号(下面例如关于图2F进一步详细描述)中的至少一个与(相应的)参考信号序列相关，以提供(相应的)相关输出(例如，一个或更多个相关输出中的相应一个)。说明性地，每个相关接收机可以被配置成将所捕获的信号与(相应的)参考信号序列相关，以提供(相应的)相关输出。所捕获的信号可以包括数字化信号112和/或累积求和信号中的至少一个。所捕获的信号与参考信号序列的相关可以如本领域公知的那样进行。

处理电路106可以被配置成(联合地)使用一个或更多个相关输出(由一个或更多个相关接收机提供)来将所捕获的信号与一个或更多个参考信号序列(中的每一个)进行比较。处理电路106可以被配置成基于相关输出来确定哪个参考信号序列最能表示所捕获的信号。说明性地，每个相关输出可以表示所捕获的信号与相应的参考信号序列之间的匹配(例如，相关输出的高值可以指示高匹配度，并且相关输出的低值可以指示低匹配度)。处理电路106可以被配置成基于哪个参考信号序列具有与其相关联的最大相关输出来确定最能表示所捕获的信号的参考信号序列。这样的参考信号序列在本文中可以被称为所选择的参考信号序列。

处理电路106可以被配置成基于(换句话说，根据)比较结果，说明性地，基于所捕获的信号与一个或更多个参考信号序列之间的相关性来执行接收到的信号104的处理。作为示例，处理电路106可以被配置成基于比较的结果确定与接收到的信号104相关联的幅度信息(例如，基于所选择的参考信号序列的已知幅度信息)。作为另一示例，处理电路106可以被配置成基于比较的结果重构接收到的信号104的形状(例如，基于所选择的参考信号序列的已知形状信息)。作为另一示例，处理电路106可以被配置成基于比较的结果确定与接收到的信号104相关联的飞行时间。

出于说明的目的，处理电路106可以包括(可以被划分为)量化级120、编码级130(本文中也被称为模拟编码级)和数字化级140(在一些方面还被配置成执行数字编码)，以执行接收到的信号104的处理。然而，应当理解，本文中描述的各种功能不一定在单独的级中执行，或者在本文中示例性示出的分开的级中执行。说明性地，本文中描述的关于处理电路的“级”的功能可以理解为由处理电路执行。

在一些方面，处理电路106可以被配置成确定与接收到的信号104相关联的飞行时间。与接收到的信号104相关联的飞行时间可以描述从信号的发射到信号的接收(例如，在检测器102处)所经过的时间。作为示例，接收到的信号可以包括光信号，并且与接收到的光信号相关联的飞行时间可以用于确定到反射光信号的对象的距离。作为另一示例，接收到的信号可以包括超声波信号，并且与接收到的光信号相关联的飞行时间可以用于确定到反射超声波信号的对象的距离。基于TDC方法的飞行时间测量在本领域中可以通常是已知的，本文中将提供简要描述以讨论与适配的TDC方法相关的方面。将参照图1F和图1G进一步详细描述飞行时间的确定。

处理电路106(例如，数字化级140)可以被配置成接收时钟信号114，并且根据时钟信号114确定与接收到的信号104相关联的飞行时间。时钟信号114可以是或包括如本领域通常理解的时钟信号(例如，由时钟生成器产生)，该时钟信号在高状态与低状态之间振荡，并且用于协调处理电路106的功能。

处理电路106(例如，数字化级140)可以被配置成接收指示接收到的信号104的发射开始的开始信号116，并且根据开始信号116确定与接收到的信号104相关联的飞行时间。开始信号116可以例如由发射信号104的发射***提供(例如，由发射光信号的发光***提供)。开始信号116可以用作开始飞行时间测量的起点(也参见图1F和图1G)。

在一些方面，处理电路106(例如，量化级120)可以被配置成在接收到接收到的信号104时提供(例如，生成)停止信号118。说明性地，停止信号118可以用于表示(发射的)信号已经在检测器102处接收到，使得飞行时间测量可以停止。在一些方面，处理电路106可以被配置成在与最小阈值相关联的量化信号108转到高水平时提供停止信号118。这样的量化信号(例如，图1A至图1E中的示例性场景中的第一量化信号108-1)可以用作停止信号118。说明性地，与变高的最小阈值相关联的量化信号108可以指示已经接收到信号(例如，不同于噪声水平的信号)。处理电路106(例如，数字化级)可以被配置成根据停止信号118确定与接收到的信号104相关联的飞行时间。

通常，时间数字转换器(例如，处理电路106)可以被理解为测量给定信号的两个发生事件之间的持续时间的电子***。时间数字转换器可以被配置成将时间信息转换成适合于数据处理的数字格式。时间数字转换器应该理想地以良好的精度和准确度覆盖大的时间范围。然而，实现方式不应该太复杂，以便于保持易于处理。因此，在一些方面，持续时间测量可以不在单个级中进行，而是可以分离成两个或甚至更多个级。

处理电路106(例如，数字化级140)可以包括被配置成提供与接收到的信号104相关联的飞行时间的测量的一个或更多个时间数字转换级。在一些方面，处理电路106可以至少包括被配置成提供与接收到的信号104相关联的飞行时间的粗略测量的粗略时间数字转换级(本文中也被称为粗略级)以及被配置成提供与接收到的信号104相关联的飞行时间的精细测量的精细时间数字转换级(本文中也被称为精细级)。粗略级和精细级可以一起工作，以实现长范围和良好的精度。将参照图1F和图1G更详细地描述该配置。

图1F和图1G示出了相应的时序图150f、150g，所述时序图示出了根据时间数字转换方法的时间测量。时序图150f、150g特别参照其中所测量的时间是与信号相关联的飞行时间的情况来描述，然而应当理解，所测量的时间也可以描述不同类型的事件或属性。

粗略时间数字转换级可以被配置成基于时钟信号114的整数数目个时钟循环来提供粗略时间测量信号122。粗略时间测量信号122可以提供粗略时间测量持续时间123(T_粗略)，例如粗略时间测量信号122处于高水平的持续时间。粗略时间测量可以包括开始信号116与停止信号118之间的整数数目个时钟循环。说明性地，粗略级可以被配置成通过在时间上对两个事件(其通常不与时钟同步)之间的时钟周期的数目进行计数来执行测量。

精细时间数字转换级可以被配置成基于停止信号118和时钟信号114的参考点来提供(第一)精细时间测量信号124。第一精细时间测量信号124可以提供第一精细时间测量持续时间125(T_{精细_停止})，例如第一精细时间测量信号处于高水平的持续时间。作为示例，时钟信号114的基准点可以包括在停止信号118之后的时钟循环的正沿或负沿。然而，应当理解，任何合适的参考点都可以用于确定精细时间测量信号124和精细时间测量持续时间125。

在一些方面，精细时间数字转换级可以可选地被配置成基于开始信号116和时钟信号114的参考点(例如，在开始信号116之后的时钟循环的正沿或负沿)来提供(第二)精细时间测量信号126，参见图1F。这可能是例如如果信号的发射不与时钟信号114同步的情况，如下面进一步详细描述的。第二精细时间测量信号126可以提供第二精细时间测量持续时间127(T_{精细_开始})，例如第二精细时间测量信号126处于高水平的持续时间。

处理电路106可以被配置成基于粗略时间测量信号122和(第一)精细时间测量信号124(参见图1G)来确定与接收到的信号104相关联的飞行时间129-2(与第二飞行时间测量信号128-2相关联的第二飞行时间持续时间129-2)。作为示例，处理电路106可以被配置成将飞行时间129-2确定为粗略时间测量信号122与(第一)精细时间测量信号124之间的差(粗略时间测量持续时间123与第一精细时间测量持续时间125之间的差)。可选地(参见图1F)，处理电路106可以被配置成基于粗略时间测量信号122、第一精细时间测量信号124和第二精细时间测量信号126，例如通过将粗略时间测量持续时间123和第二精细时间测量持续时间127相加并且减去第一精细时间测量持续时间125，来确定与接收到的信号104相关联的飞行时间129-1。

图1F中的时序图150f指的是在以下三个步骤中进行时间测量的场景：两个精细测量步骤和单个粗略测量步骤。精细级可以被配置成确定事件与两侧上(说明性地，在粗略测量的开始和结束处)的时钟循环本身之间的子时钟循环差，所述子时钟循环差不能由粗略级解决，因为子时钟循环差的持续时间短于时钟周期。

如时序图150所示，要测量的时间间隔129-1(T_测量)(与第一飞行时间信号128-1相关联的第一飞行时间持续时间129-1)是以下三个单独持续时间的组合：

a)T_粗略123，其是粗略测量的测量持续时间(通过对从粗略测量的启用到禁用的时钟周期T_时钟的数目N_粗略进行计数而获得)；

b)T_{精细_开始}127，其是例如由开始信号116的有效沿限定的开始事件与第一个后续上升时钟沿之间的时间；以及

c)T_{精细_停止}125，其是例如由停止信号118的有效沿限定的停止事件与后续上升时钟沿之间的时间。

因此，测量时间T_测量129-1可以表示如下：

(1)T_测量＝T_{精细_开始}+T_粗略-T_{精细_停止}

其中，

(2)T_粗略＝N_粗略·T_时钟

并且因此，

(3)T_测量＝T_{精细_开始}+N_粗略·T_时钟-T_{精细_停止}。

在一些方面，开始事件可以与时钟信号114同步。因此，可以省去T_{精细_开始}127的测量，并且可以通过T_粗略123和T_{精细_停止}125的测量来确定T_测量129-2(参见图1G中的时序图150g)。在本描述的其余部分中，可以假设开始事件(信号的发射)与时钟信号114同步，并且T_{精细_停止}125可以被表示为T_精细。使用该符号，T_测量 129-2可以表示为，

(4)T_测量＝N_粗略·T_时钟-T_精细。

在一些方面，处理电路106可以被配置成不仅测量两个事件之间的持续时间，而且还使测量适应于捕获检测到的信号104。说明性地，处理电路106可以被配置成在发出停止信号118时不停止测量，而是在生成停止信号118之后继续信号检测预定义时间，以确保在检测器102处接收的信号被完全检测到。处理电路106可以被配置成在停止信号118之后(说明性地，在已经生成停止信号118之后)在预定义时间段134(与时间捕获信号132相关联)内继续捕获接收到的信号104，参见图1G。预定义时间段134可以包括(第一)精细时间测量持续时间125和时钟信号114的预定义数目个时钟循环。作为示例，预定义时间段134可以是精细时间测量持续时间125与时钟信号114的预定义(整数)数目个时钟循环的和。

检测到的信号104可以包括在形状和/或持续时间上可以变化的一个或更多个脉冲。要捕获的检测到的信号的最大持续时间可以被限定为T_{信号_最大}。为了完全捕获检测到的信号104，并且假设精细级也可以用于捕获检测到的信号104，如下面进一步详细描述的，可以确定T_精细可以被延长至少与T_{信号_最大}一样长的(预定义)时间。原则上，该延长时间134(说明性地，预定义时间段)可以任意选择。作为示例，考虑到实现方式，预定义时间段134可以基于时钟循环被限定例如为时钟循环的倍数(同时确保预定义时间段比T_{信号_最大}长)。包括T_精细125的延长时间段134可以被表示为捕获时间T_捕获。在图1G所示的示例性配置中，捕获时间134可以被限定为延长了一个时钟周期T_时钟的T_精细125。

在一些方面，例如在接收到的信号104包括多个脉冲(例如，多个光脉冲)的情况下，由T_捕获134延长检测时间可以提供多点命中检测能力。捕获时间T_捕获134可以被延长，使得可以监测在检测到的信号104中的初始脉冲之后的更长的持续时间。处理电路106可以被配置成针对初始脉冲之后的附加脉冲来分析所捕获的序列，并且确定对应的时间偏移以及其他期望的参数，如幅度和脉冲形状信息。该方法可以适合于短时间连续出现的脉冲，并且可以提供快速和准确的检测。

将参照示出了信号的(例如，接收到的信号104的)处理的各个方面的图2A至图2F更详细地描述处理电路的(例如，处理电路106的)功能。

图2A示出了根据各个方面的检测器201和与信号202相关联的曲线图200a。检测器201可以是检测器102的示例性实现方式，并且信号202可以是接收到的信号的(例如，关于图1A至图1E描述的接收到的信号104的)示例。曲线图200a可以示出接收或检测到的示例性信号202(例如，在检测***100处)并且示例性信号可以由处理电路处理，例如，由关于图1A至图1E描述的处理电路106处理。在一些方面，信号202可以是LIDAR检测到的信号的示例，例如包括一个或更多个所发射的光脉冲，噪声(和/或来自其他源的光)可以叠加至所述一个或更多个所发射的光脉冲。曲线图200a可以示出信号202(纵轴中的s(t))随时间(横轴中的t)的变化。图2A中的表示可以根据与信号(例如，与其信号水平)相关联的任何合适的参数例如功率、电流、幅度或电压。

检测器201可以被配置成接收信号(例如，光信号、RADAR信号、超声波信号、射频信号等)并且提供表示在检测器201处接收的信号的接收到的信号202。

检测器201可以包括对要检测的信号敏感的感测元件203(或多个感测元件)。感测元件203可以被配置成在信号撞击到感测元件203上时生成响应信号。响应信号可以包括第一类型的(第一)模拟信号，例如电流。响应信号可以与由感测元件203感测到的信号成比例(并且可以遵循感测到的信号的行为)。

在一些方面，检测器201可以包括(例如，相同类型或不同类型的)多个感测元件203。在该配置中，多个感测元件203可以形成阵列，例如一维或二维阵列。说明性地，感测元件203可以沿一个方向(例如，竖直方向或水平方向)设置，或者可以沿两个方向例如第一(例如，水平)方向和第二(例如，竖直)方向设置。

在一些方面，例如在要检测的信号是或包括光信号的情况下，检测器201(例如，感测元件203)可以包括至少一个光电二极管。在这种情况下，检测器可以被理解为检测光信号并且将光信号转换成模拟信号(例如，转换成电流信号)的光电检测器。至少一个光电二极管可以被配置成响应于撞击到至少一个光电二极管上的光信号来生成模拟信号(例如，光电电流)。作为示例，光电二极管可以包括PIN光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、单光电雪崩二极管或硅光电倍增管中的至少一个。应当理解，感测元件203可以基于要检测的信号类型进行适配(例如，选择)，并且代替光电二极管或除了光电二极管之外，可以是或包括雷达接收器(例如，包括天线)、超声波换能器等。

检测器201可以包括至少一个放大器电路205，所述至少一个放大器电路被配置成放大由感测元件203生成的响应信号(例如，由至少一个光电二极管生成的响应信号)。放大器电路205可以与感测元件203耦接，并且可以被配置乘接收由感测元件提供的(第一)模拟信号，并且可以被配置乘放大接收到的模拟信号。放大器电路205可以被配置成通过放大接收到的(第一)模拟信号来提供(第二)模拟信号。

在一些方面，放大器电路205可以被配置成将接收到的模拟信号的类型例如从电流改变到电压或者从电压改变到电流。说明性地，放大器电路205可以被配置成基于接收到的第一类型的第一模拟信号来提供第二类型的第二模拟信号。放大器电路205可以包括电流放大器、电压放大器或功率放大器中的至少一个。作为示例，放大器电路205可以包括对数放大器、跨阻放大器或对数跨阻放大器中的至少一个。例如，考虑到感测元件203包括一个或更多个光电二极管(例如，PIN或APD)的情况，到放大器电路205的输入信号可以是电流信号，并且放大器电路205可以包括跨阻放大器(TIA)以放大该信号并且将信号转换为电压信号。在接收到的信号幅度覆盖大动态范围的情况下，可以提供对数放大器。以对数标度的表示可以提供非常精细的分辨率。

感测元件203和放大器电路205可以在检测器201的输出端处(例如，在与处理电路耦接例如与处理电路106耦接、与下面描述的处理电路250耦接的输出端处)提供接收到的信号202(表示为s(t))，说明性地提供由感测元件203感测的信号的模拟(和放大)表示。

在图2B至图2F中，描述了处理电路250的各种部件。处理电路250(及其部件)可以是关于图1A至图1E描述的处理电路106的示例性实现方式。

图2B示出了根据各个方面的量化级220和信号202的量化。图2B中的曲线图200a和200b可以示出与接收到的信号202相关联的多个量化信号204(q_n(t))的提供。多个量化信号204可以是关于图1A至图1E描述的多个量化信号108的示例。量化级220可以是处理电路(例如，处理电路106、250)的部件。说明性地，量化级220可以是关于图1A至图1E描述的量化级120的示例。

处理电路250(例如，量化级220)可以被配置成将接收到的信号202的信号水平与多个阈值水平206进行比较，以提供多个量化信号204。说明性地，处理电路250可以被配置成将接收到的信号202的信号水平和与量化信号204相关联的每个阈值水平进行比较。阈值水平206可以根据信号信息的重构的期望的分辨率进行适配，例如，可以选择多个阈值水平206和/或连续阈值水平206之间的距离以提供用于量化的期望的分辨率。

在一些方面，处理电路250(例如，量化级220)可以包括多个比较器222(例如，比较器阵列)，每个比较器与相应的参考值206相关联。比较器(例如，每个比较器)可以被配置成接收接收到的信号202作为输入，并且将接收到的信号202与相应的参考值206进行比较。与比较器相关联的参考值206可以与对应的阈值水平206对应或者相关联。参考值206可以包括可以与信号幅度、信号功率或信号强度相关联(例如，与信号幅度、信号功率或信号强度相关地被表示)的信号值，例如，参考值206可以包括电流值或电压值中的至少一个。通过示例的方式，多个比较器222可以包括至少一个高增益差分放大器(例如，一个或多于一个，或者每个比较器可以是或包括高增益差分放大器)，例如本领域已知的快速离散部件。在一些方面，比较器222可以彼此并联连接。接收到的信号202可以被分发至每个比较器222，并且多个比较器222可以提供多个并行输出信号，如下面进一步详细描述的。说明性地，量化级220可以包括具有L个比较器222的阵列，所述多个L比较器可以用于量化检测到的信号202(s(t))的幅度。L个比较器222可以基本上并联，所有比较器都具有信号s(t)作为公共输入。

比较器222(例如，每个比较器)可以被配置成在接收到的信号202的信号水平大于相应的参考值206的情况下提供相应的第一输出信号(例如，高信号，例如高电压)，并且在接收到的信号202的信号水平小于相应的参考值206的情况下提供相应的第二输出信号(例如，低信号，例如低电压)。

与不同比较器222相关联的参考值206可以基于量化的期望的分辨率和/或基于接收到的信号202的预期行为来适配。作为示例，与不同比较器相关联的参考值206可以彼此线性间隔开。线性间隔与对数输入放大器一起可以致使对数间隔开的阈值，这允许在只需要相对少数量的比较器(例如，小于10个或小于5个)的情况下覆盖具有大动态范围的输入信号。作为另一示例，与不同比较器相关联的参考值206可以彼此对数间隔开。然而，应当理解，基于期望的分辨率和/或预期的信号，可以提供其他类型的间隔。

说明性地，比较器222可以各自具有参考水平，例如电压输入，该参考水平限定用于将其输出从一个状态切换至另一个状态的阈值。可以为阵列中的所有比较器222单独选择参考水平。通过选择对数间隔开的比较器阈值，可以覆盖宽动态范围。基本上，这使得可以捕捉接收到的信号的整个动态范围，这对于LIDAR应用可能非常大，同时仅需要非常有限数量的比较器。

在图2B所示的示例性配置中，多个阈值水平206可以包括第一至第七阈值水平206-1(ref₁)、206-2(ref₂)、206-3(ref₃)、206-4(ref₄)、206-5(ref₅)、206-6(ref₆)、206-7(ref₇)。说明性地，多个比较器222可以包括七个比较器(例如，第一至第七比较器222-1、222-2、222-3、222-4、222-5、222-6、222-7)，每个比较器与第一至第七参考值206-1、206-2、206-3、206-4、206-5、206-6、206-7的相应的参考值相关联。

在一些方面，与不同比较器222相关联的参考值206之间的差对于多个比较器222可以是恒定的。例如，第二参考值206-2可以大于第一参考值206-1，第三参考值206-3可以大于第二参考值206-2等。第三参考值206-3与第二参考值206-2之间的差可以等于第二参考值206-2与第一参考值206-1之间的差等。在其他方面，与不同比较器222相关联的参考值206之间的差可以在不同对比较器222之间变化。参考值的选择可以根据接收到的信号202的预期行为。

多个量化信号204可以表示接收到的信号202与阈值水平206之间的比较结果。在图2B所示的示例性配置中，多个量化信号204可以包括第一至第七量化信号204-1(q₁(t))、204-2(q₂(t))、204-3(q₃(t))、204-4(q₄(t))、204-5(q₅(t))、204-6(q₆(t))、204-7(q₇(t))，每个量化信号与相应的阈值水平206相关联。

在一些方面，多个量化信号204可以是多个比较器222的相应的输出信号的函数。量化信号可以是比较器222中的一个的输出信号的函数，例如可以具有与比较器的输出信号相同的行为。信号q₁(t)至q₇(t)可以被理解为比较器222的相应的输出。

如曲线图200b所示，第一量化信号204-1可以与第一阈值水平206-1相关联，并且可以对应于接收到的信号202的具有大于第一阈值水平206-1的信号水平的部分而处于高水平。第二量化信号204-2可以与第二阈值水平206-2相关联，并且可以对应于接收到的信号202的具有大于第二阈值水平206-2的信号水平的部分而处于高水平。类似地，第三至第七量化信号204-3、204-4、204-5、204-6、204-7可以对应于接收到的信号202的具有大于相应的阈值水平206-3、206-4、206-5、206-6、206-7的信号水平的部分而处于高水平。每个量化信号204可以对应于接收到的信号202的具有小于相应的阈值水平206的信号水平的部分而处于低水平。

量化信号204处于相应的高水平的持续时间取决于相关联的阈值水平206。说明性地，对于增大的阈值水平206，相关联的量化信号204处于高水平的持续时间减小。

在一些方面，处理电路250可以被配置成通过使用多个比较器222中的至少一个比较器222的输出信号来确定与接收到的信号202相关联的飞行时间。说明性地，处理电路250可以被配置成使用至少一个比较器222的输出信号作为用于停止飞行时间测量的停止信号(例如，比较器的输出可以被提供为图1A到图1E中描述的停止信号118)。作为示例，至少一个比较器可以是在多个比较器222当中具有与其相关联的最小参考值的比较器222。说明性地，与至少一个比较器相关联的参考值可以是与多个比较器相关联的参考值当中的最小参考值。由于检测信号202的存在指示ToF测量可以被停止，因此具有最低或甚至可能更高参考水平的比较器的输出可以用于提供停止信号。

在一些方面，量化级220可以包括更高级的边沿检测器而不是简单的比较器。边沿检测器可以被配置成在上升沿或下降沿上激活，并且可以用于量化接收到的信号202(s(t))。

图2C、图2D、图2E示出了编码级230和通过使用多个量化信号204提供已编码信号208(参见图2E中的曲线图200e)。已编码信号208可以是关于图1A至图1E描述的已编码信号110的示例。编码级230可以是处理电路的(例如，处理电路106、250的)部件。说明性地，(模拟)编码级230可以是关于图1A至图1E描述的(模拟)编码级130的示例。

在一些方面，为了提供已编码信号208，处理电路250(例如，编码级230)可以被配置成基于多个量化信号204提供累积信号210(sum(t)，参见图2C中的曲线图200c)，并且对累积信号210进行求微分以提供累积微分信号212(diff(t)，参见图2D中的曲线图200d)。可替选地(未示出)，处理电路250(例如，编码级230)可以被配置成对多个量化信号204中的每个量化信号进行求微分以提供多个微分信号，并且通过使用多个微分信号来提供累积微分信号212。说明性地，关于图2C和图2D描述的方面可以按照附图中所示的顺序或以相反的顺序来执行，以实现相同的结果。求和级和微分级的顺序可以互换。(鉴于针对导数的求和规则)首先对比较器输出q₁(t)、q₂(t)、……、q_L(t)进行求微分，然后对求微分后的比较器输出执行求和是可行的。取决于电路设计的细节，这可能是有益的。

处理电路250(例如，编码级230)可以包括求和级232，该求和级被配置成通过将多个量化信号204彼此求和来提供累积信号210(本文中也被称为聚合信号210)。求和级232的任务可以被理解为将所有比较器输出信号q₁(t)、q₂(t)、……、q_L(t)合并成用于后续编码的单个信号。说明性地，求和级232可以被配置成将量化信号204(第一至第L量化信号，例如，在图2C所示的示例性情况中的第一至第七量化信号)合并在一起，作为

(5)sum(t)＝q₁(t)+q₂(t)+……+q_L(t)。

sum(t)信号可以被视为输入放大器输出信号s(t)的离散和量化版本。sum(t)信号可以取最大L+1个值。求和级232可以被配置成在每个时间点处对量化信号204的水平求和，以提供累积信号210的水平。例如，假设在量化信号204处于高水平的情况下水平为1(以任意单位)，并且在量化信号204处于低水平的情况下水平为0(以任意单位)，累积信号210可以在每个时间点处具有通过将每个量化信号204的相应的水平相加而提供的水平。如图2C中的示例性情况所示，对于接收到的信号202的其中信号水平仅大于第一阈值水平206-1的部分(并且因此只有第一量化信号204-1处于高水平)，累积信号210可以具有为1的水平；对于接收到的信号202的其中信号水平也大于第二阈值水平206-2的部分，累积信号可以具有为2的水平；对于接收到的信号202的其中信号水平也大于第二阈值水平206-3的部分，累积信号可以具有为3的水平等。单个累积信号210可以根据多个量化信号204提供。

在一些方面，处理电路(例如，求和级232)可以被配置成将多个比较器222的输出信号求和，以提供累积信号210。求和级232可以被配置成接收多个比较器222的输出信号，并且将输出信号彼此求和。作为示例，求和级232可以包括至少一个运算放大器。

提供累积微分信号212可以包括确定累积信号210随时间的行为，例如确定累积信号210的其中累积信号210正增大、减小或保持基本平坦(例如，恒定)的部分。对信号进行求微分(例如，对累积信号210进行求微分，或者在运算顺序反转的情况下对量化信号204进行求微分)可以包括根据信号的行为向信号的不同部分分配不同的微分值。由于和信号sum(t)可以取L+1个值，因此它不太适合于由数字信号处理(DSP)链捕获和处理。微分可以提供取{0，1}中的二进制值的生成信号。说明性地，微分(和后续的极性分离)可以充分地提供编码sum(t)，使得它可以由{0，1}中的二进制值来表示。

如图2D所示，处理电路(例如，编码级230)可以包括微分级234，该微分级被配置成通过将第一微分值(例如，具有正极性的值，例如+1)分配给累积信号210的其中累积信号210正增大的部分并将第二微分值(例如，具有负极性的值，例如-1)分配给累积信号210的其中累积信号210正减小的部分来对累积信号210进行求微分。在一些方面，微分级234可以被配置成通过将第三微分值(例如，0)分配给累积信号210的其中累积信号210基本平坦的部分来对累积信号210进行求微分。说明性地，在微分级234处，通过“微分”对信号sum(t)进行编码。虽然术语微分的用法在最严格的数学意义上可能不准确，但是它本质上是所做的事情。

在图2D所示的示例性情况中，累积信号210的微分可以包括将第一微分值212-1分配给累积信号210的部分，在该部分处累积信号210的水平从较低水平增大至较高水平(例如，从0增大至1、从1增大至2、从2增大至3，等)。累积信号210的微分可以包括将第二微分值212-2分配给累积信号210的部分，在该部分处累积信号210的水平从较高水平减小至较低水平(例如，从5减小至4、从4减小至3、从3减小至2，等)。在一些方面，累积信号210的微分可以包括将第三微分值分配给累积信号210的部分，在该部分处累积信号210的水平保持基本平坦。

得到的累积微分信号212可以包括一个或更多个第一微分值212-1和一个或更多个第二微分值212-2。一个或更多个第一微分值212-1可以相对于一个或更多个第二微分值212-2具有相反的极性。

通过说明的方式，微分的目标可以是通过可以容易地捕获和处理的信号来编码信号sum(t)，该信号可以被理解为阶梯状信号。和信号sum(t)可以是稀疏的，即它具有许多可以忽略的条目，并且它适合于之后由二进制信号来表示。由于和信号是阶梯信号，即具有几个陡峭的上升和下降以及大部分平坦的剩余信号部分的信号，因此对和信号执行微分可以提供稀疏信号。

例如，用diff(t)表示和信号sum(t)的求微分后的版本(说明性地，累积微分信号212)，并且考虑用于微分的阶梯状和信号，diff(t)可以由仅取{a，b，c}中的值的值离散信号来表示，其中a是表示信号的其中边沿上升(其对应于相对短的持续时间)的部分的正数(第一微分值)，b是表示信号的平坦部分的零(第三微分值)，以及c是表示信号的其中边沿下降(其也对应于相对短的持续时间)的部分的负数(第二微分值)。因此，可以将diff(t)提供为稀疏三元信号。

作为示例性实现方式，微分级234可以包括被配置成接收累积信号210并且输出累积微分信号212的高通滤波器。高通滤波器可以是或可以包括具有适当选择的时间常数的低阶RC滤波器，该时间常数适合于用于创建合适的输出信号的精细TDC测量级的时间分辨率。在其他方面，微分级234可以包括多个高通滤波器，所述多个高通滤波器被配置成接收多个量化信号204并且输出多个微分信号(所述多个微分信号随后被用于提供累积微分信号212)。每个高通滤波器可以被配置成接收相应的量化信号并且输出相应的微分信号。

提供累积信号210并且对累积信号进行求微分(或提供多个微分信号，然后对微分信号求和以提供累积微分信号)可以提供量化信号204的表示，量化信号确保连续编码(参见图2E)提供使得能够在数字域中进行处理的已编码信号208(例如，使得能够时间数字转换的已编码信号208)。

如图2E所示，提供已编码信号208可以包括处理累积微分信号212以获得单极信号。说明性地，提供已编码信号208可以包括对累积微分信号212进行整流。处理电路(例如，编码级230)可以包括被配置成接收累积微分信号212并且对累积微分信号212进行整流的整流器级236。作为示例，整流器级236可以包括一个或更多个整流二极管(例如，与串联电阻器耦接)。整流器级236也可以被定尺寸成产生兼容的数字输出水平。

整流器级236可以被配置成输出已编码信号208，已编码信号包括与一个或更多个第一微分值212-1相关联的第一已编码信号值208-1，并且包括与一个或更多个第二微分值212-2相关联的第二已编码信号值208-2。说明性地，第一已编码信号值208-1可以形成包括经整流的一个或更多个第一微分值212-1的第一单极信号208p(p(t))，并且第二已编码信号值208-2可以形成包括经整流的一个或更多个第二微分值212-2的第二单极信号208n(n(t))。经整流的一个或更多个第一微分值可以具有与经整流的一个或更多个第二微分值相同的极性(例如，经整流的一个或更多个第一微分值和经整流的一个或更多个第二微分值可以具有正极性，如曲线图200e所示)。

说明性地，微分的第二部分可以被视为将求微分后的信号分离成其正合成部和负合成部，并且执行水平转换以与数字信号格式兼容。三元信号diff(t)可以被分离成其正合成部和负合成部。极性分离可以通过简单的整流来完成，例如通过结合串联电阻器使用快速二极管来完成。在下文中，p(t)和n(t)可以分别表示微分信号diff(t)的正合成部和负合成部。

在图2E的表示中，已编码信号208被示出在曲线图200e的两个单独部分中，一个部分与第一单极信号208p相关联(说明性地，与累积信号210正增大的部分例如接收到的信号202中的正斜率部分相关联)，并且一个部分与第二单极信号208n相关联(说明性地，与累积信号210正减小的部分例如接收到的信号202中的负斜率部分相关联)。然而，应当理解，已编码信号208也可以表示(并提供)为包括第一已编码信号值208-1和第二已编码信号值208-2的单个信号。编码级230(例如，整流器级236)可以提供已编码信号208作为单个输出(包括第一已编码信号值208-1和第二已编码信号值208-2)或作为两个输出(一个输出包括第一已编码信号值208-1，并且一个输出包括第二已编码信号值208-2)。应当理解，图2E中所示的已编码信号208的确定是示例，并且其他方法是可行的，例如如关于图1A至图1E所描述的。将第一单极信号208p和第二单极信号208n合并成单个信号可以提供简单的处理，但是可能导致信息的部分丢失，并且取决于实现细节，其他方法可能是优选的。

在一些方面，例如，在已编码信号208被提供为单个输出的情况下，处理电路(例如，编码级230)可以被配置成将第一单极信号208p和第二单极信号208n相对于彼此延迟。延迟元件可以用于将p(t)或n(t)相对于彼此延迟。这可以提供在第一已编码信号值208-1与第二已编码信号值208-2之间不存在不期望的交叠。例如，延迟可以提供p(t)和n(t)可以被顺序地馈送至单个精细TDC级中。因此可以提供单个精细TDC级。

作为示例，通过将检测到的信号s(t)分离成两个并行路径，可以在模拟信号水平上实现使p(t)或n(t)相对于彼此延迟。然后，可以例如借助于模拟抽头延迟线将这些路径中的一个在模拟水平上延迟。然后可以将这两个信号馈送至边沿检测器阵列中，例如，一个阵列在上升沿上有效，并且一个阵列在下降沿上有效，从而分别产生信号p(t)和n(t)。当p(t)和n(t)向彼此偏移时，它们可以被***至单个TDC级中以用于捕获。作为另一示例，例如使用FPGA也可以在数字信号水平上实现使p(t)或n(t)相对于彼此延迟。

作为附加或替选选项(也参见图1D和图1E)，处理电路(例如，编码级230或下面描述的数字化级240)可以被配置成通过将累积微分信号212的微分值映射至预定义的符号(或符号的组合)来提供已编码信号208。说明性地，处理电路可以被配置成通过使用与可能的微分值相关联的预定义的(例如，预存储的)符号来表示累积微分信号212来提供已编码信号208。处理电路可以被配置成将第一二进制符号的组合分配给每个第一微分值212-1，将第二二进制符号的组合分配给每个第二微分值212-2，并且将第三二进制符号的组合分配给每个第三微分值。提供已编码信号208可以包括提供包括第一二进制符号的组合、第二二进制符号的组合和第三二进制符号的组合的序列。

说明性地，可以将信号diff(t)的{a(t)，b(t)，c(t)}中的一个三元符号编码至{0，1}中的两个二进制符号上，例如如下(可以任意选择编码)：

a(t)→“11”；

b(t)→“00”；

c(t)→“10”(或“01”)。

通过使用这样的编码过程，信号diff(t)可以完全由长度为2·k——即，与编码p(t)和n(t)相比，长度为两倍——的单极序列来表示。也可以提供其他编码方式，例如根据通信***工程中使用的线路代码。

图2F示出了根据各个方面的数字化级240和已编码信号208的数字化。图2F中的曲线图200e和200f可以示出根据已编码信号208提供数字化信号214。数字化信号214可以是关于图1A至图1E描述的数字化信号108的示例。数字化级240可以是处理电路的一部分(例如，处理电路106、250的一部分)。说明性地，数字化级240可以是关于图1A至图1E描述的数字化级140的示例。

在一些方面，数字化级240可以被配置成接收开始信号252、停止信号254和时钟信号256，以用于测量与接收到的信号202相关联的飞行时间，如关于图1A至图1G分别针对开始信号116、停止信号118和时钟信号114所描述的。

处理电路250(例如，数字化级240)可以被配置成执行已编码信号208(例如，第一单极信号208p和第二单极信号208n)的时间数字转换，以提供数字化信号214。数字化信号214可以包括第一数字化值214-1(与第一已编码信号值208-1相关联)和第二数字化值214-2(与第二已编码信号值208-2相关联)。

数字化级240可以包括一个或更多个时间数字转换级242，例如图2F中的示例性表示中的第一时间数字转换级244(例如，粗略级)和第二时间数字转换级246(例如，精细级)。时间数字转换级242中的至少一个(例如，精细级246)可以被配置成在输入端处接收已编码信号208，并且在输出端处经由已编码信号208的时间数字转换来提供数字化信号214。作为示例，一个或更多个时间数字转换级242可以包括专用集成电路(ASIC)、现场可编程阵列(FPGA)或基于FPGA的抽头延迟线中的至少一个。作为另一示例，一个或更多个时间数字转换级242可以包括至少一个抽头延迟线。抽头延迟线可以包括多个D触发器和多个延迟元件，每个延迟元件与相应的D触发器相关联。

在一些方面，执行已编码信号208的时间数字转换的至少一个时间数字转换级可以与多个比较器222中的所有比较器222相关联。说明性地，至少一个时间数字转换级可以最终接收(并处理)从所有比较器222的输出端获得的(经由求和、微分和编码的)信号。

在一些方面中，执行已编码信号208的时间数字转换可以包括将第一单极信号208p转换为第一数字化信号214p第一数字化信号214p包括第一数字化值214-1。另外，执行已编码信号208的时间数字转换可以包括将第二单极信号208n转换为第二数字化信号214n/>第二数字化信号214n包括第二数字化值214-2。说明性地，在一些方面，数字化信号214可以被理解为由形成第一数字化信号214p的第一数字化值214-1和形成第二数字化信号214n的第二数字化值214-2形成。数字化信号214可以作为单个信号(作为数字化级240的单个输出)或作为两个单独的信号(数字化级240的两个单独的输出)来提供(用于进一步处理)。

在本描述的上下文中，和/>表示分别表示所捕获的信号p(t)和n(t)的离散输出序列，其中整数k＝1、2、……、K是指定序列内的信号样本顺序的运行索引(注意，k可以映射至时间)。K是指定序列的最大长度的整数，并且可以通过TDC级的实现方式来限定。k＝1、2、……、K的序列/>和/>可以被提供为TDC级242中的至少一个的(例如，精细级246的)输出。

应当理解，关于如何将信号p(t)和n(t)表示为用于下游处理的输出，可能存在其他可能性。例如，这样的表示可以基于k＝1、2、……、K的离散输出序列和/>由于信号p(t)和n(t)是稀疏的，k＝1、2、……、K的/>和/>也将是稀疏的，各自仅包含几个相关的元素，说明性地，那些元素指示和信号sum(t)中的上升沿或下降沿。因此，有可能仅对k＝1、2、……、K的/>或/>中的相关条目进行编码。设N_p和N_n分别表示k＝1、2、……、K的/>和/>中的相关元素的数量。然后，k＝1、2、……、K的/>和/>可以由长度-N_p和长度-N_n向量表示，长度-N_p和长度-N_n向量各自包括指定k＝1、2、……、K的/>和/>中的有效元素的位置的索引。这些向量可以被提供为TDC级242中的至少一个的(例如，精细级246的)输出。

在一些方面中，一个或更多个时间数字转换级242可提供与接收到的信号202相关联的飞行时间的测量，如关于图1A至图1G所描述的。

TDC级242中的至少一个(例如，第一级244)可以提供飞行时间的粗略测量。例如，第一级244可以被配置成接收开始信号252(开始(t))和停止信号254(停止(t))，并且生成内部数字信号以开始(开始_粗略(t))和停止(停止_粗略(t))粗略TDC测量。第一级244可以被配置成基于接收到的时钟信号256(时钟(t))以及基于所生成的开始信号(开始_粗略(t))和停止信号(停止_粗略(t))来提供如由计数的时钟循环的数目N_粗略所量化的粗略测量T_粗略。

TDC级242中的至少一个(例如，第二级246)可以提供飞行时间的精细测量。第二级246可以被配置成基于停止信号254(停止(t))和时钟信号256时钟(t)生成内部数字信号(停止_精细(t))以停止精细TDC测量。作为示例，第二级246可以被配置成根据停止信号254(停止(t))的有效沿和时钟信号256(时钟(t))的有效沿来生成内部数字信号(停止_精细(t))。

在一些方面中，提供飞行时间的精细测量的TDC级(例如，第二级246)可以被配置成限定用于检测接收到的信号202的延长时间，例如，可以限定时间T_捕获以延长检测，如关于图1A至图1G所描述的。设N_捕获表示被提供以容纳T_捕获的时钟周期T_时钟的数目。然后，停止_精细(t)的有效沿由紧跟在停止信号254(停止(t))的有效沿之后的时钟信号256(时钟(t))的第(N_捕获+1)个有效沿限定。

第二级246可以提供在T_测量结束时进行的精细时间测量的结果。输入信号(停止_精细(t))的有效沿停止精细测量。精细级246还可以被配置成提供例如由多个基本时间单位量化的精细时间测量的结果T_精细。

设N_精细是表示T_精细的基本时间单位的数目(具有给定的持续时间)。

设k_开始是包含相关元素的所捕获的k＝1、2、……、K的序列内的第一个(例如，最小的)索引。该指标对应于精细ToF测量的开始时间。在抽头延迟线实现方式中，索引k_开始可以是输出逻辑1的链中最下游的D触发器的索引，即，它是在本领域通常提供的编号约定中具有最高索引的D触发器。

设k_停止表示由停止信号254停止(t)的有效沿限定的所捕获的k＝1、2、……、K的序列内的索引。在抽头延迟线实现方式中，索引k_停止可以是链中的第一个D触发器，即，它是链中最上游的D触发器。

然后可以基于如下的索引来计算N_精细，

N_精细＝k_停止–k_开始。

考虑到抽头延迟线实现方式，N_精细可以是输出逻辑1的链中最下游的D触发器的索引。精细级246可以被配置成提供N_精细作为用于确定ToF测量的输出。

在一些方面，数字化信号214可以使得能够确定与接收到的信号202相关联的幅度和/或形状信息。

第一数字化信号214p可以包括关于接收到的信号202的信号水平增大的部分的信息(呈数字表示)。说明性地，第一数字化值214-1可以对应于接收到的信号202的信号水平变得大于与量化信号204相关联的阈值水平206中之一的部分而具有第一逻辑值，以及对应于接收到的信号202的剩余部分而具有第二逻辑值。作为示例，第一逻辑值可以是逻辑1，并且第二逻辑值可以是逻辑0。应当理解，第一逻辑值和第二逻辑值可以任意定义。第一数字化信号214p可以包括表示接收到的信号202的信号水平增大的地方的逻辑值序列。说明性地，第一数字化信号214p中的逻辑值的顺序表示接收到的信号202的信号水平在信号水平的递增方面随时间的行为。

第二数字化信号214n可以包括关于接收到的信号202的信号水平减小的部分的信息(呈数字表示)。说明性地，第二数字化值214-2可以对应于接收到的信号202的信号水平变得小于与量化信号204相关联的阈值水平206中之一的部分而具有第一逻辑值(例如逻辑1)，以及对应于接收到的信号202的剩余部分而具有第二逻辑值(例如逻辑0)。第二数字化信号214p可以包括表示接收到的信号202的信号水平减小的地方的逻辑值序列。说明性地，第二数字化信号214p中的逻辑值的顺序表示接收到的信号202的信号水平在信号水平的递减方面随时间的行为。

在一些方面，处理电路可以被配置成通过将一个或更多个第一数字化值214-1与一个或更多个第二数字化值214-2组合来确定与接收到的信号202相关联的幅度信息。通过示例的方式，处理电路可以包括被配置成处理数字化信号214的一个或更多个处理器。

将一个或更多个第一数字化值214-1与一个或更多个第二数字化值214-2组合可以包括提供累积求和信号。处理电路250可以被配置成通过对应于一个或更多个第一数字化值214-1的每个第一逻辑值使累积信号值递增和对应于一个或更多个第二数字化值214-2的每个第一逻辑值使累积信号值递减来提供累积求和信号。说明性地，累积求和信号可以被理解为如下值序列，其从初始值(例如，0)开始，对于第一数字化信号214p中的数字化值序列中的每个逻辑1增加(例如，预定量，例如1)，并且对于第二数字化信号214n中的数字化值序列中的每个逻辑1减少(例如，预定量)。累积求和信号可以是阶梯状信号，其行为由第一数字化信号214p和第二数字化信号214n限定。

可以使用所捕获的k＝1、2、……、K的序列和/>或使用任何其他合适的输出表示来重构原始信号202。例如，考虑到所捕获的序列p(t)和n(t)是通过sum(t)的微分获得的，可以重构累积信号210sum(t)，sum(t)的微分可以通过积分反转。设/>指示表示和信号sum(t)的序列，其中整数k＝1、2、……、K是运行索引，并且K是序列的最大长度。在离散情况下，积分变成求和，并且/>可以通过如下求和得出：

设指示表示检测到的信号202(s(t))的序列，其中整数k＝1、2、……、K是运行索引，并且K是序列的最大长度。然后，/>可以通过映射分配(使量化级基本上反转)来确定。分配可以被公式化如下：对于k＝1、2、……、K，分配/>并且分配

说明性地，在一些方面，处理电路250可以被配置成通过向每个累积信号值分配与多个比较器222相关联的多个参考值206中的一个参考值206来确定与接收到的信号202相关联的幅度信息。处理电路250可以通过将累积信号值转换为信号水平(例如，转换为幅度)来确定幅度信息。

在一些方面，处理电路250可以被配置成通过使用累积求和信号来重构接收到的信号202的形状。重构接收到的信号202的形状可以包括基于由累积求和信号提供的(离散)表示来近似接收到的信号202的(连续)形状。

在一些方面，处理电路250可以被配置成使用从数字化信号214提取的附加信息来细化飞行时间测量。例如，处理电路250可以被配置成通过使用接收到的信号202的重构形状来调整飞行时间测量的结果。在知道检测到的信号202的形状(例如，检测到的脉冲的形状)的情况下，通过粗略TDC测量和精细TDC测量获得的ToF测量也可能考虑到关于发射脉冲形状的知识而被细化。例如，这可以提供减少通常在传统的基于TDC的ToF测量方案中发现的所谓行走误差。

处理电路250可以被配置成基于接收到的信号202的已知形状来识别接收到的信号202的重构形状中的一个或更多个相关部分，并且确定飞行时间测量的开始与一个或更多个相关部分中的每一个之间的一个或更多个相应的时间偏移。如由精细TDC级246捕获的检测到的脉冲202的形状可以是已知的(例如，预定义的)，并且处理电路250可以被配置成根据一些标准识别捕获到的信号202中最接近地表示发射脉冲的相关部分。识别所述部分可以以各种方式进行，例如：(1)脉冲的中间：第一上升沿与最后上升沿之间的一半距离；(2)脉冲的峰：最高上升沿与最高下降沿之间的一半距离；(3)最高上升沿：由最高上升沿限定的时间；(4)相关拟合：发射脉冲在检测到的脉冲内的最佳互相关；(5)以及其他。

在识别这些部分之后，处理电路250可以被配置成识别精细测量的开始与所识别的部分之间的时间偏移。例如，这可以基于限定ToF测量的开始的索引k_开始来完成，该ToF测量计算与所识别的信号部分的索引的差，该差基本上对应于时间偏移。然后可以使用该时间偏移来细化ToF测量。处理电路250可以被配置成通过使用一个或更多个所确定的时间偏移来调整飞行时间测量的结果。

在一些方面，处理电路250可以被配置成动态地调整与量化信号204相关联的阈值水平206(例如，与比较器222相关联的参考值206)。处理电路250可以被配置成基于以下中的至少一个来适配与量化信号204相关联的阈值水平206：与接收到的信号202相关联的飞行时间、接收到的信号202的重构幅度或形状、和/或一个或更多个环境条件。阈值水平206的适配可以提供使编码和数字化处理适配至当前场景(例如，当前发射的信号、检测***周围的当前环境等)，因此改进测量的准确度。

将关于图3A至图3E描述可以可选地与信号检测和处理相关地被提供的附加方面。

图3A、图3B、图3C和图3D示出了与信号形状推断相关联的各个曲线图300a、300b、300c、300d、302a、302b、302c、302d。

在一些方面，处理电路(例如，关于图1A至图2F描述的处理电路106、250)可以被配置成通过计算累积微分信号diff(t)(例如，累积微分信号212)的幅度使得u(t)＝|diff(t)|来将累积微分信号diff(t)(例如，累积微分信号212)转换为单极信号u(t)，而不是将累积微分信号分离成其正(p(t))和负(n(t))分量。作为示例，可以通过对累积微分信号(diff(t))进行整流来执行变换，以获得单极信号(u(t))。

在该配置中，然后仅一个信号(单极信号u(t))由一个或更多个时间数字转换级(例如，由关于图2F描述的精细级246)捕获。可以实现单个精细TDC级，因此降低整体复杂度。信息可能在编码期间丢失，使得当重构表示接收到的信号的序列(说明性地，序列)时，不能区分原始和信号sum(t)(例如，关于图2D描述的累积信号210)中的上升沿或下降沿。处理电路可以被配置成通过使用关于典型检测到的信号(例如，典型LIDAR信号)的知识作为辅助信息来确定(例如，推断)接收到的信号的形状。说明性地，处理电路(例如，关于图1A至图2F描述的处理电路106、250)可以被配置成通过将累积求和信号与多个已知累积求和信号进行比较来重构接收到的信号(例如，接收到的信号104、202)的形状。在找到匹配的情况下，可以例如基于匹配的置信度来重构形状。

图3A至图3D中的曲线图300a、300b、300c、300d示出了可以在检测***处(例如，在检测***100的检测器102、201处)接收的示例性信号304a、304b、304c、304d，例如单脉冲信号304a、具有不同脉冲的信号304b、双脉冲信号304c或具有宽脉冲的信号304d。图3A至图3D中的曲线图302a、302b、302c、302d示出了在处理示例性信号304a、304b、304c、304d时与示例性信号304a、304b、304c、304d相关联的示例性单极信号306a、306b、306c、306d(表示为)。从曲线图302a、302b、302c、302d可以看出，不同类别的脉冲(单脉冲、双脉冲或两个不同脉冲)在/>的分布中具有非常不同的图案，因此允许推断所捕获的信号的类别。在知道脉冲类别的情况下，然后可以使用所捕获的定时信息重构信号形状(例如，脉冲形状)。

在一些方面，可以采用高级机器学习或聚类构思来实现推断处理。可替选地或附加地，可以使用启发式方法，例如使用定制的映射表来实现推断处理。

图3E示出了示出对接收到的信号的处理的一系列曲线图300e-1、300e-2、300e-3、300e-4、300e-5。

根据检测到的信号的应用和属性以及确定转换已编码信号的TDC级(例如，关于图2F描述的精细TDC级246)的尺寸，可能会出现这样的情况，其中检测到的信号中的陡峭边沿使几个比较器(例如，一个或更多个比较器222，每个比较器在不同的比较器阈值处工作)几乎同时切换它们的输出。说明性地，比较器可以在非常短的时间连续中切换它们的输出，使得切换时间瞬间不能再被精细TDC级解决。

在这种情况下，如曲线图300e-1所示，累积信号308sum(t)(例如，累积信号210的示例)中的边沿中的一些将不会在k＝1、2、……、K的序列和/>中被捕获。例如，和信号308sum(t)中的两个边沿可以被映射至对于一些k的单个脉冲/>或/>上。如曲线图300e-1至300e-3所示，例如，和信号308sum(t)中的两个边沿被映射至数字化信号312p的对于一些k的单个脉冲/>上(例如，在提供累积微分信号310diff(t)的微分之后，以及提供第一和第二数字化信号312p、312n的TDC转换之后)。

为了防止这种可能的问题，在一些方面，处理电路可以被配置成通过对应数目的后续脉冲对陡峭边沿进行编码。该配置可以提供在捕获处理期间边沿不会丢失，并且幅度可以被精确地重构，代价是关于这些边沿的轻微时间不精确性，说明性地，然后边沿可以相对于彼此稍微偏移。

例如，如曲线图300e-4所示，假定数字化信号314p、314n可以以下述方式进行适配：和信号308sum(t)中的两个边沿由k＝1、2、……、K的第一数字化信号314p中的两个后续脉冲表示。曲线图300e-5示出了k＝1、2、……、K的重构信号316/>示出了关于所考虑的两个边沿的轻微时间不精确性。

关于如何通过对应数目的后续脉冲对陡峭边沿进行编码的实现方式可以以不同的方式完成。作为示例，考虑微分级的高通滤波器实现方式，可以通过将高通滤波器的时间常数与针对数字化级的所选阈值一起确定尺寸来完成，以便将幅度取决于边沿的高度(假设边沿转变的持续时间保持不变)的微分信号diff(t)的幅度映射至成比例的持续时间上，该成比例的持续时间理想地可以由精细TDC时间分辨率的倍数来表示。

图4以示意图示出了根据各个方面的LIDAR***400。LIDAR***400可以包括发光***402和光检测***404。光检测***404可以如本文所述地配置，例如可以被配置为关于图1A至图1E描述的检测***100。发光***402可以被配置成发射光(在LIDAR***400的视场406中)，并且光检测***404可以被配置成检测由发光***402(从视场406)发射的光。

发光***402可以被配置成发射光信号，例如包括一个或更多个光脉冲的光信号。发光***402可以包括光源408，光源被配置成发射具有预定义波长的光，例如在红外和/或近红外范围内的波长的光，例如在约700nm至约5000nm的范围内的波长的光，例如在约860nm至约1600nm的范围内的波长的光，或者例如在905nm或1550nm的范围内的波长的光。光源408可以被配置成以脉冲方式发射光，例如光源408可以被配置成发射一个或更多个光脉冲(例如，光脉冲序列)。在一些方面，光源408可以包括光电光源(例如，激光源)。作为示例，光源408可以包括一个或更多个发光二极管。作为另一示例，光源可以包括一个或更多个激光二极管，例如一个或更多个边缘发射激光二极管或一个或更多个垂直腔面发射激光二极管。光源408可以被配置成发射一个或更多个激光脉冲，例如激光脉冲序列。

发光***402可以包括被配置成控制光源408的发光的光源驱动器410(例如，电子驱动器电路)。光源驱动器410可以被配置成向光源408提供驱动信号，以促使(例如，触发或开始)光源408的发光。

在一些方面，数据可以被编码在所发射的光信号中。光源驱动器410可以被配置成控制光源408的发光，以例如根据数据通信协议对所发射的光中的数据进行编码。除了LIDAR测距信号之外，还可以制定使用幅度和/或脉冲形状中的信息来对数据(例如，ID信息、数据业务或信令消息)进行编码的数据通信协议。

发光***402(本文中也被称为发射器)的任务可以被理解为提供具有期望的属性的光输出脉冲。其中，输出脉冲持续时间、脉冲峰值功率和脉冲形状可以适于LIDAR应用。

在一些方面，LIDAR***400可以包括被配置成生成时钟信号414的时钟信号生成器412。作为示例，时钟信号生成器412可以包括振荡器和一个或更多个锁相环。时钟信号生成器412可以被配置成向发光***402和光检测***404提供公共时钟信号414。

光源驱动器410可以被配置成根据公共时钟信号414(例如，与公共时钟信号同步地)控制光源408的发光。这可以提供发光和检测的同步操作以及所发射的光的飞行时间的简化测量(如关于图1F和图1G所描述的)。

在一些方面，光源驱动器410可以被配置成接收指示应该开始发光的开始信号(开始(t)，参见图1F和图1G)。光源驱动器410可以从发光***402外部的电路或模块接收开始信号，例如从LIDAR***400的测量控制电路接收开始信号。光源驱动器410可以被配置成响应于在光源驱动器410处接收的开始信号来控制光源408的发光。开始信号可以与公共时钟信号414同步。仅作为示例，开始信号的上升沿可以与公共时钟信号414的上升沿同步(也参见图1G)。说明性地，驱动器可以由允许光输出脉冲的同步发射的电信号从外部触发。

在一些方面，由在光检测***404处接收的信号的重构提供的幅度和/或形状信息可以提供在LIDAR***400中实现的测距方案的动态适配。幅度信息的可用性使得可以基于环境条件的测量灵活地做出反应。可以随时间调整***设置并且具有自适应性。这可以改善***性能，例如功率效率，或者可以使***更加通用并且因此在各种情况下是稳健的。

光源驱动器410可以被配置成根据由光检测***404提供的幅度和/或形状信息来控制光源408的发光。作为示例，光源驱动器410可以被配置成在由光检测***402提供的幅度信息指示接收到的光信号的幅度小于预定义阈值的情况下控制光源408发射具有增加的光功率的另一光信号(或者在幅度高于另一阈值的情况下控制光源发射具有降低的光功率的另一光信号)。该配置可以确保满足安全要求，同时确保用于检测视场406中的物体(例如，障碍物)的足够光功率。说明性地，可以实现幅度相关的功率控制。发光***402可以从不发射全部光功率的配置开始(例如，以提供概览镜头)。在识别视场406中具有低接收到的信号强度(低幅度)的区域之后，可以增加视场406中这些区域的功率，以获得用于下一测量的更好结果。这种自适应方法可以提供范围/信号完整性与功耗/眼睛安全之间更灵活的权衡。

作为另一示例，光检测***404的处理电路可以被配置成基于幅度信息适配多个信号平均循环。说明性地，可以提供幅度相关的信号平均。幅度信息可以用于调整用于改善信号噪声比的检测器处的信号平均循环数。可以在范围/信号完整性与刷新率之间提供权衡。

作为另一示例，发光***402可以被配置成基于幅度信息来控制光的发射方向。发光***402可以包括光束操纵元件(例如，液晶偏振光栅，LCPG)，并且可以被配置成根据幅度信息控制光束操纵元件。说明性地，可以提供幅度相关的粗略光束操纵(LCPG控制)。关于接收到的幅度的信息可以用于调整粗略扫描模式，例如，如在基于LCPG的***中所使用的粗略扫描模式。可以在范围/信号完整性与视场覆盖之间提供权衡。

以类似的方式，接收到的光的形状(例如，脉冲形状)可以用于进一步分析环境条件或当前目标对象，以随时间调整***设置并且具有自适应性。这可以改善***性能，例如功率效率，或者可以使***更加通用并且因此在各种情况下是稳健的。

应当理解，图4中描述的关于发光***402和所发射的光信号的方面可以以相同或类似的方式应用于被配置成发射另一类型的信号的发射***，例如被配置成发射超声波信号的超声波模块、被配置成发射RADAR信号的RADAR模块等。

图5A以示意图示出了根据各个方面的LIDAR***500。LIDAR***500可以包括LIDAR发射器502和LIDAR接收器504。LIDAR***500可以是图4中描述的LIDAR***400的示例性实现方式，LIDAR发射器502可以是关于图4描述的发光***402的示例性实现方式，并且LIDAR接收器404可以是关于图1A至图1E和图4描述的检测***100、402的示例性实现方式。

LIDAR发射器502可以包括激光源506(例如，图4中描述的光源408的示例)，以朝向LIDAR***500的视场发射光，例如朝向视场中的对象508。LIDAR***500可以包括发射器光学装置510(例如，一个或更多个透镜、镜等)被配置成将由激光源506发射的光导向视场。

LIDAR发射器502可以包括驱动器512(例如，图4中描述的光源驱动器410的示例)，该驱动器被配置成控制激光源506的激光发射。驱动器512可以被配置成从外部电路例如测量控制电路516(本文中也被称为测量控制单元)接收开始信号514(开始(t))。

在接收器侧，LIDAR***500可以包括被配置成收集来自视场的光(例如，从对象508反射的光)并且将收集到的光导向LIDAR接收器504的接收光学装置518(例如，一个或更多个透镜、镜等)。

LIDAR接收器504可以包括被配置成提供接收到的光信号526(s(t))的检测器520(例如，图1A至图1E和图2A中描述的检测器102、201的示例)。检测器520可以包括：光电二极管522，该光电二极管被配置成响应于撞击到光电二极管上的光信号而生成电流信号；以及放大器524(例如，跨阻放大器)，该放大器被配置成放大电流信号并且将电流信号转换为电压信号，以提供接收到的光信号526(s(t))。

LIDAR接收器504可以包括被配置成处理接收到的光信号526的处理电路528(例如，关于图1A至图2F描述的处理电路106、250的示例)。处理电路528可以包括模拟信号处理级530和数字信号处理级532(本文中也被称为数字信号处理单元)。模拟信号处理级530可以是关于图1A至图2F描述的量化级120、220和编码级130、230的示例。数字信号处理级532可以是关于图1A至图2F描述的数字化级140、240的示例。

模拟信号处理级530可以包括被配置成提供接收到的光信号526的量化表示的比较器阵列534。比较器阵列534的至少一个比较器的输出可以被提供为用于停止飞行时间测量的停止信号536(停止(t))。模拟信号处理级530可以包括被配置成对接收到的光信号的量化表示进行编码的信号编码级538，并且向数字信号处理级532提供已编码信号540(编码(t))。

数字信号处理级532可以包括粗略时间数字转换器级542和精细时间数字与信号捕获级544(例如，关于图2F描述的第一和第二时间数字转换级244、246的示例)。数字信号处理级532可以被配置成提供重构信号546提供接收到的光信号的重构表示。数字信号处理级532可以被配置成提供表示与所发射的光信号/接收到的光信号相关联的飞行时间的时间测量信号548。

图5B以示意图示出了根据各个方面的模拟信号处理级530的示例性实现方式。

比较器阵列534可以包括多个比较器，例如图5B中的配置中的第一至第L比较器534-1、534-2、……、534-L，每个比较器与多个参考值例如第一至第L参考值550-1、550-2、……、550-L(ref₁(t)、ref₂(t)、…、ref_L(t))中的相应的一个相关联。多个比较器可以提供多个量化信号例如第一至第L量化信号552-1、552-2、…552-L(q₁(t)、q₂(t)、…、q_L(t))作为输出。比较器的输出中的一个可以被提供为停止信号536停止(t)，例如第一比较器534-1(例如，具有最小相关参考值的比较器)的第一输出552-1。

信号编码级538可以包括被配置成通过对比较器的输出求和来提供求和信号556(sum(t))的求和级554(例如，关于图2C描述的求和级232的示例)。信号编码级538可以包括被配置成对和信号556进行求微分以提供累积微分信号560(diff(t))的微分级558(例如，关于图2D描述的微分级234的示例)，例如，微分级558可以被理解为高通滤波级。信号编码级538可以包括被配置成例如通过对累积微分信号560进行分离和整流来提供已编码信号540的极性分离和整流级562(例如，关于图2E描述的整流器级236的示例)。如上所述，已编码信号540可以包括第一已编码信号540p(具有第一已编码信号值)和第二已编码信号540n(具有第二已编码信号值)。

图5C以示意图示出了根据各个方面的数字信号处理级532的示例性实现方式。

粗略TDC级542可以接收开始信号514(开始(t))、停止信号536(停止(t))和时钟信号564，并且可以基于开始信号514、停止信号536和时钟信号564提供粗略时间测量信号566。粗略时间测量信号566可以包括开始信号514与停止信号536之间的多个时钟循环(N_粗略(t))。

精细TDC级544可以接收停止信号536和时钟信号564，并且可以基于停止信号536和时钟信号564提供精细时间测量信号568。精细时间测量信号568可以包括表示精细时间T_精细的N_精细个基本时间单位(具有给定的持续时间)。

数字信号处理级532可以包括飞行时间计算级570，该飞行时间计算级被配置成接收粗略时间测量信号566和精细时间测量信号568并且基于粗略时间测量信号566和精细时间测量信号568计算与所发射的光信号/接收到的光信号相关联的飞行时间。飞行时间计算级570可以被配置成提供表示所确定的飞行时间的测量信号548。

精细TDC级544还可以接收已编码信号540(例如，第一和第二已编码信号540p、540n)，并且可以被配置成执行已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号(例如，包括第一数字化信号574p和第二数字化信号574n/>

可选地，数字信号处理级532可以包括信号重构级576，该信号重构级被配置成基于第一数字化信号574p和第二数字化信号574n/>来提供表示重构的接收到的光信号的重构信号546/>

图5D以示意图示出了根据各个方面的数字信号处理级532的另一示例性实现方式。

在图5D所示的配置中，示出了粗略级542和精细级544可以包括用于执行相应的粗略和精细时间测量的两个“子级”。

粗略级542可以包括粗略开始和停止生成级580，该粗略开始和停止生成级被配置成生成内部数字信号，例如粗略数字开始信号582(开始_粗略(t))和粗略数字停止信号584(停止_粗略(t))，以开始和停止粗略TDC测量。粗略级542可以包括被配置成基于内部数字开始和停止信号582、584来提供粗略测量信号566的粗略测量级586。

精细级544可以包括精细开始和停止生成级588，该精细开始和停止生成级被配置成生成内部数字信号，例如精细数字开始信号590(开始_精细(t))和精细数字停止信号592(停止_精细(t))，以开始和停止精细TDC测量。精细级544可以包括被配置成基于内部数字开始和停止信号590、592来提供精细测量信号568的精细测量级594。

图5E以示意图示出了根据各个方面的精细级544的另一示例性实现方式。

在图5E所示的配置中，示出了精细测量级可以包括多个子级(例如，两个精细测量子级594-1、594-2)，所述多个子级用于例如在已编码信号540被提供为两个单独的信号540p、540n的情况下的已编码信号540的时间信号转换。第一子级594-1可以与第一已编码信号540p的时间数字转换相关联以提供第一数字化信号574p并且第二子级594-2可以与第二已编码信号540n的时间数字转换相关联以提供第二数字化信号574n/>

图6以示意图示出了根据各个方面的抽头延迟线600。抽头延迟线600可以是时间数字转换级例如精细级(例如关于图2F和图5C至图5E描述的精细级246、594、594-1、594-2)的示例性实现方式。

一般来说，TDC可以模拟或数字地实现。模拟方法使用时间放大器(TA)或时间电压转换器(TVC)来实现高分辨率，但是与数字方法相比，这些方法消耗硅面积以及成本高、转换率低以及功耗高。在数字TDC中，可以通过使用延迟单元的门延迟作为TDC的量化步长来实现高分辨率。可以提供几种结构来实现数字TDC，例如可以通过牺牲芯片面积来实现宽范围的单级线性延迟线、锁相环(PLL)和延迟锁定环(DLL)、或者可以提供优异的分辨率但是如果要提供宽范围也会受到大芯片面积影响的游标延迟线(VDL)。DLL可以提供稳定性和快速锁定时间。

在图6的示例性配置中，提供TDC作为抽头延迟线。然而，应当理解，如上所述，可以提供其他配置。

抽头延迟线600可以包括K个级联延迟元件602-1、602-2、……、602-K，其输入存储在D触发器(DFF)604-1、604-2、……、604-K中。说明性地，抽头延迟线600可以包括与延迟元件一样多的DFF。每个延迟元件可以与其相关联的DFF重新分组，以形成TDC的基本单元。可以根据时钟周期T_时钟以及延迟元件的传播时间T_d来选择基本单元的数目K。数目K可以表示为时钟周期与传播时间T_d的比率。例如，传播时间T_d可以通过实验来确定。

在一些方面，数字TDC可以在ASIC或FPGA设备中实现。例如，在ASIC中，可以实现各种方式，例如时间计数器、振荡器、脉冲收缩器、延迟线和游标线。然而，ASIC设备的设计处理可能很昂贵，尤其是在小批量生产的情况下，而FPGA降低了开发成本并且提供了更多的设计灵活性。另一方面，使用FPGA的高分辨率TDC的设计可能主要由于FPGA片结构而受到限制。尽管可以实现TDC振荡器和时间计数器的可重新配置版本，但是由于低分辨率或苛刻的校准要求，它们的使用受到限制。

考虑到抽头延迟线TDC实现方式，可以使用FPGA中的进位链来代替反相器或缓冲器，因为它是唯一具有专用路由路径的结构，即，信号不通过开关盒路由，这是具有最小延迟的结构。此外，路由可以独立于编译器，使得延迟随着每次编译运行而稳定。主要的限制可能是FPGA片结构带来的以下这些：时钟域、时钟压摆和松弛、进位前瞻以及非均匀延迟的帧间和帧内进位片。然而，基于FPGA的抽头延迟线TDC实现方式可以提供低至几皮秒的亚纳秒范围的分辨率，这适用于LIDAR应用。

根据本公开内容的各个方面，提供了适配的基于TDC的LIDAR架构，其能够捕获幅度和脉冲形状信息，因此基本上结合了TDC和全波形采样解决方案的优点。比较器阵列的输出可以以允许通过两个并行TDC级捕获该输出的方式进行编码，所述两个并行TDC级可能通过能够捕获亚纳秒级的高速信号的延迟线来实现。脉冲形状可以随后根据由两个TDC级捕获的图案来重构。在一些方面，提供了仅需要单个TDC级的更简化的解决方案，该解决方案允许考虑关于典型LIDAR图案的知识作为辅助信息的脉冲形状推断。

通过使用本文中描述的方法，可以捕获关于检测到的信号的幅度和脉冲形状的信息。如上所述，这可以提供各种优点，并且例如可以通过使用所捕获的脉冲形状来细化飞行时间测量来减小飞行时间测量的行走误差以实现更好的测距性能。

所提出的架构允许低复杂度和经济高效的实现方式(特别是与使用高速ADC的全波形采样解决方案相比)。可以考虑诸如将TDC分离成适合于使用本领域已知的FPGA的实现方式的粗略级和精细级的实际方面来实现该解决方案。在一些方面中，适配的TDC方法可以与相关接收机构思相结合，从而允许更稳健的信号检测(例如，在存在强背景噪声的情况下)。可以添加多击功能。

通过说明的方式，所提出的架构基本上采用TDC方案，不仅以确定飞行时间，而且捕获由比较器阵列提供的幅度和脉冲形状信息。该解决方案可以说明性地分为以下级：(1)量化级(例如，量化级120、220)：并行比较器阵列可以用于量化检测到的信号的幅度(比较器中的一个也可以用于创建用于停止ToF测量的信号)。(2)编码级(微分，例如编码级130、230)：通过微分对量化信号进行编码，例如以适当的方式对量化信号中发现的微分递增和递减进行编码。(3)使用TDC的信号捕获级(例如，数字化级140、240)：使用两个并行TDC级捕获已编码信号，所述两个并行TDC级可能由能够捕获亚纳秒级的高速信号的抽头延迟线实现。可替选地，也可以使用单个TDC级。TDC级可以通过延迟线或其他已知的用于实现TDC的装置来实现。(4)信号重构(积分或推断)：使用所捕获的信号可以重构或推断脉冲形状。在两个并行TDC级的情况下，这可以通过所捕获的求微分后的信号的简单积分来完成。在单个TDC级的情况下，可以使用关于典型LIDAR图案的知识作为辅助信息来推断脉冲形状。(5)ToF细化级：所得出的脉冲形状可以用于细化ToF，以便通过偏移计算或采用相关接收机构思来减少行走误差。

接收到的LIDAR检测到的信号通常只能用一些粗略的测量来分类。为LIDAR探测到的信号找到有意义的类别可能取决于应用。在图3A至图3D中提供了为了得出关于对象的脉冲形状特性的结论而找到的脉冲形状类别的示例。对LIDAR检测到的信号进行分类的其他有意义的方法可能包括天气条件，或者考虑其他外部因素，如环境光水平。通常需要的类别数量相对较少。特别是考虑到基于脉冲形状找到的类别，可以安全地假设不同类别内的脉冲具有不同的特征，所述特征允许***将它们彼此区分开来。这基本上意味着一些粗略测量通常足以识别给定脉冲的类别。

在下文中，将说明本公开内容的各个方面。

示例1是检测***，包括：检测器，该检测器被配置成提供接收到的信号；以及处理电路，该处理电路被配置成：提供多个量化信号，每个量化信号与相应的阈值水平相关联，并且每个量化信号表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平大于相应的阈值水平的部分；基于多个量化信号提供已编码信号，该已编码信号包括第一多个第一已编码信号值，所述第一多个第一已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得大于阈值水平中之一的部分，并且该已编码信号包括第二多个第二已编码信号值，所述第二多个第二已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得小于阈值水平中之一的部分；以及执行已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号，该数字化信号包括与第一已编码信号值相关联的第一多个第一数字化值，并且包括与第二已编码信号值相关联的第二多个第二数字化值。

在示例2中，根据示例1的检测***还可以可选地包括：接收到的信号是或包括接收到的光信号；以及检测***是光检测***。

在示例3中，根据示例1或2的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成将接收到的信号的信号水平与每个阈值水平进行比较，以提供多个量化信号。

在示例4中，根据示例3的检测***还可以可选地包括：处理电路包括多个比较器，每个比较器与相应的参考值相关联；以及多个比较器中的每个比较器被配置成在接收到的信号的信号水平大于相应的参考值的情况下提供相应的第一输出信号，并且在接收到的信号的信号水平小于相应的参考值的情况下提供相应的第二输出信号。

在示例5中，根据示例4的检测***还可以可选地包括：多个比较器中的比较器彼此并联连接。

在示例6中，根据示例4或5的检测***还可以可选地包括：与多个比较器中的不同比较器相关联的参考值彼此线性间隔开或者彼此对数间隔开。

在示例7中，根据示例4至6中的任何一个的检测***还可以可选地包括：多个比较器包括与第一参考值相关联的第一比较器、与第二参考值相关联的第二比较器和与第三参考值相关联的第三比较器；第三参考值大于第二参考值；以及第二参考值大于第一参考值；以及第三参考值与第二参考值之间的差等于第二参考值与第一参考值之间的差。

在示例8中，根据示例4至7中的任何一个的检测***还可以可选地包括：多个量化信号是多个比较器的相应的输出信号的函数。

在示例9中，根据示例4至8中的任何一个的检测***还可以可选地包括：多个比较器包括至少一个高增益差分放大器。

在示例10中，根据示例1至9中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成基于多个量化信号提供累积信号，并对累积信号进行求微分以提供累积微分信号；或者处理电路被配置成对多个量化信号的量化信号进行求微分以提供多个微分信号，并且通过使用多个微分信号来提供累积微分信号。

在示例11中，根据示例4至10中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成对多个比较器的输出信号求和以提供累积信号；或者处理电路被配置成对微分信号求和以提供累积微分信号。

在示例12中，根据示例11的检测***还可以可选地包括：处理电路包括至少一个运算放大器，该运算放大器被配置成接收多个比较器的输出信号并且将输出信号彼此求和。

在示例13中，根据示例10至12中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成通过将第一微分值分配给累积信号的其中累积信号正增大的部分并且将第二微分值分配给累积信号的其中累积信号正减小的部分来对累积信号进行求微分。

在示例14中，根据示例13的检测***还可以可选地包括：处理电路还被配置成通过将第三微分值分配给聚合信号的其中累积信号基本平坦的部分来对累积信号进行求微分。

在示例15中，根据示例10至14中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路包括高通滤波器，该高通滤波器被配置成接收累积信号并且输出累积微分信号；或者处理电路包括多个高通滤波器，所述包括多个高通滤波器被配置成接收多个量化信号并且输出相应的多个微分信号。

在示例16中，根据示例10至15中的任何一个的检测***还可以可选地包括：累积微分信号包括一个或更多个第一微分值和一个或更多个第二微分值；以及一个或更多个第一微分值相对于一个或更多个第二微分值具有相反的极性。

在示例17中，根据示例16的检测***还可以可选地包括：一个或更多个第一微分值具有正极性；以及一个或更多个第二微分值具有负极性。

在示例18中，根据示例16或17的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成将第一二进制符号的组合分配给每个第一微分值，将第二二进制符号的组合分配给每个第二微分值，并且将第三二进制符号的组合分配给每个第三微分值。

在示例19中，根据示例18或17的检测***还可以可选地包括：提供已编码信号包括提供包括第一二进制符号的组合、第二二进制符号的组合和第三二进制符号的组合的序列。

在示例20中，根据示例10至19中的任何一个的检测***还可以可选地包括：提供已编码信号包括对累积微分信号进行整流。

在示例21中，根据示例20的检测***还可以可选地包括：处理电路包括一个或更多个整流二极管，所述一个或更多个整流二极管被配置成接收累积微分信号并且输出已编码信号。

在示例22中，根据示例20或21的检测***还可以可选地包括：第一已编码信号值与一个或更多个第一微分值相关联，以及第二已编码信号值与一个或更多个第二微分值相关联。

在示例23中，根据示例22的检测***还可以可选地包括：第一已编码信号值形成包括经整流的一个或更多个第一微分值的第一单极信号；第二已编码信号值形成包括经整流的一个或更多个第二微分值的第二单极信号；以及经整流的一个或更多个第一微分值具有与经整流的一个或更多个第二微分值相同的极性。

在示例24中，根据示例23的检测***还可以可选地包括：经整流的一个或更多个第一微分值和经整流的一个或更多个第二微分值具有正极性。

在示例25中，根据示例22至24中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成将第一单极信号和第二单极信号相对于彼此延迟。

在示例26中，根据示例22至25中的任何一个的检测***还可以可选地包括：执行已编码信号的时间数字转换包括将第一单极信号转换为第一数字化信号，第一数字化信号包括第一数字化值；以及执行已编码信号的时间数字转换包括将第二单极信号转换为第二数字化信号，第二数字化信号包括第二数字化值。

在示例27中，根据示例1至26中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路包括一个或更多个时间数字转换级，所述一个或更多个时间数字转换级被配置成接收已编码信号并且执行已编码信号的时间数字转换。

在示例28中，根据示例4和27的检测***还可以可选地包括：执行已编码信号的时间数字转换的至少一个时间数字转换级可以与多个比较器中的所有比较器相关联。

在示例29中，根据示例27或28的检测***还可以可选地包括：一个或更多个时间数字转换级至少包括彼此并行操作的第一时间数字转换级和第二时间数字转换级。

在示例30中，根据示例27至29中的任何一个的检测***还可以可选地包括：一个或更多个时间数字转换级中的至少一个时间数字转换级包括抽头延迟线。

在一些方面，一个或更多个时间数字转换级包括专用集成电路(ASIC)、现场可编程阵列(FPGA)或基于FPGA的抽头延迟线中的至少一个。

在示例31中，根据示例30的检测***还可以可选地包括：抽头延迟线包括多个D触发器和多个延迟元件；以及多个延迟元件中的每个延迟元件与多个D触发器中的相应的D触发器相关联。

在示例32中，根据示例1至31中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成通过将一个或更多个第一数字化值与一个或更多个第二数字化值组合来确定与接收到的信号相关联的幅度信息。

在示例33中，根据示例32的检测***还可以可选地包括：一个或更多个第一数字化值对应于其中接收到的信号的信号水平变得大于与量化信号相关联的阈值水平中之一的部分而具有第一逻辑值，以及对应于接收到的信号的剩余部分而具有第二逻辑值；以及一个或更多个第二数字化值对应于接收到的信号的信号水平变得小于与量化信号相关联的阈值水平中之一的部分而具有第一逻辑值，以及对应于接收到的信号的剩余部分而具有第二逻辑值。

在示例34中，根据示例33的检测***还可以可选地包括：第一逻辑值是逻辑1并且第二逻辑值是逻辑0。

在示例35中，根据示例33或34的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成通过将一个或更多个第一数字化值与一个或更多个第二数字化值组合以提供累积求和信号来确定与接收到的信号相关联的幅度信息。

在示例36中，根据示例35的检测***还可以可选地包括：提供累积求和信号包括对应于一个或更多个第一数字化值的每个第一逻辑值使累积信号值递增，以及对应于一个或更多个第二数字化值的每个第一逻辑值使累积信号值递减。

在示例37中，根据示例36的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成通过向每个累积信号值分配与多个比较器相关联的多个参考值中的一个参考值来确定与接收到的信号相关联的幅度信息。

在示例38中，根据示例35至37中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成通过使用数字化信号和/或累积求和信号中的至少一个来重构接收到的信号的形状。

在示例39中，根据示例38的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成通过将累积求和信号与多个已知累积求和信号进行比较来重构接收到的信号的形状。附加地或可替选地，处理电路可以被配置成通过将数字化信号与多个已知数字化信号进行比较来重构接收到的信号的形状。

在示例40中，根据示例1至39中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成确定与接收到的信号相关联的飞行时间。

在示例41中，根据示例40的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成接收时钟信号，并且根据时钟信号确定与接收到的信号相关联的飞行时间。

在示例42中，根据示例40或41的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成接收指示接收到的信号的发射开始的开始信号，并且根据开始信号确定与接收到的信号相关联的飞行时间。

在示例43中，根据示例40至42中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成通过使用多个比较器中的至少一个比较器的输出信号来确定与接收到的信号相关联的飞行时间。

在示例44中，根据示例43的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成使用至少一个比较器的输出信号作为用于停止飞行时间测量的停止信号。

在示例45中，根据示例43或44的检测***还可以可选地包括：与至少一个比较器相关联的参考值是与多个比较器相关联的参考值当中的最小参考值。

在示例46中，根据示例40至45中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路至少包括：粗略时间数字转换级，该粗略时间数字转换级被配置成提供与接收到的信号相关联的飞行时间；以及精细时间数字转换级，该精细时间数字转换级被配置成提供与接收到的信号相关联的飞行时间。

在示例47中，根据示例46的检测***还可以可选地包括：粗略时间数字转换级被配置成基于时钟信号的整数数目个时钟循环来提供粗略时间测量持续时间。例如，粗略时间测量持续时间可以包括开始信号与停止信号之间的整数数目个时钟循环。

在示例48中，根据示例46或47的检测***还可以可选地包括：精细时间数字转换级被配置成基于停止信号和时钟信号的参考点来提供精细时间测量持续时间。例如，时钟信号的参考点包括在停止信号之后的时钟循环的正沿或负沿。

在示例49中，根据示例46至48中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成基于粗略时间测量持续时间和精细时间测量持续时间来确定飞行时间。例如，处理电路可以被配置成将飞行时间确定为粗略时间测量持续时间与细时间测量持续时间之间的差。

在示例50中，根据示例46至49中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成在停止信号之后在预定义时间段内继续捕获接收到的信号。

在示例51中，根据示例50的检测***还可以可选地包括：预定义时间段包括精细时间测量持续时间和预定义数目个时钟信号的时钟循环。

在示例52中，根据示例40至51中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成通过使用接收到的信号的重构形状来调整飞行时间测量的结果。

在示例53中，根据示例52的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成基于接收到的信号的已知形状来识别接收到的信号的重构形状中的一个或更多个相关部分，并且确定飞行时间测量的开始与一个或更多个相关部分中的每一个之间的一个或更多个相应的时间偏移。

在示例54中，根据示例53的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成通过使用一个或更多个所确定的时间偏移来调整飞行时间测量的结果。

在示例55中，根据示例40至54中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路被配置成基于以下中的至少一个来适配与量化信号相关联的阈值水平：与接收到的信号相关联的飞行时间、接收到的信号的重构形状和/或一个或更多个环境条件。

在示例56中，根据示例1至55中的任何一个的检测***还可以可选地包括：处理电路包括专用集成电路(ASIC)、分立数字电路、多用途现场可编程阵列(FPGA)、微控制器或微处理器中的至少一个。

在示例57中，根据示例2至56中的任何一个的检测***还可以可选地包括：检测器被配置成接收光信号并且提供表示接收到的光信号的接收到的信号。

在示例58中，根据示例57的检测***还可以可选地包括：检测器包括至少一个光电二极管，所述至少一个光电二极管被配置成响应于撞击到至少一个光电二极管上的光信号而生成模拟信号。

在示例59中，根据示例58的检测***还可以可选地包括：至少一个光电二极管包括PIN光电二极管、雪崩光电二极管或硅光电倍增管中的至少一个。

在示例60中，根据示例58或59的检测***还可以可选地包括：检测器包括放大器电路，该放大器电路被配置成放大由至少一个光电二极管生成的模拟信号。

在示例61中，根据示例60的检测***还可以可选地包括：由至少一个光电二极管生成的模拟信号是第一类型的模拟信号，并且放大器电路被配置成将第一类型的模拟信号转换为第二类型的模拟信号。

在示例62中，根据示例61的检测***还可以可选地包括：第一类型的模拟信号是或包括电流；以及第二类型的模拟信号是或包括电压。

在示例63中，根据示例60至62中的任何一个的检测***还可以可选地包括：放大器电路包括对数放大器、跨阻放大器或对数跨阻放大器中的至少一个。

根据一个或更多个上述示例，处理电路可以包括一个或更多个相关接收机，每个相关接收机与相应的参考信号序列相关联(例如，与一个或更多个参考信号序列中的至少一个相应的参考信号序列相关联)，每个相关接收机被配置成将数字化信号和/或累积求和信号中的至少一个与相应的参考信号序列相关，以提供相应的相关输出(例如，一个或更多个相关输出中的相应的一个)。处理电路可以被配置成(联合地)使用一个或更多个相关输出(由一个或更多个相关接收机提供)来将数字化信号和/或累积求和信号与一个或更多个参考信号序列(中的每一个)进行比较，并且处理电路可以被配置成基于比较的结果来确定与接收到的信号相关联的幅度信息，并且/或者重构接收到的信号的形状，并且/或者确定与接收到的信号相关联的飞行时间(示例性地，基于数字化信号与一个或更多个参考信号序列之间的相关性并且/或者基于累积求和信号与一个或更多个参考信号序列之间的相关性)。

示例64是LIDAR***，该LIDAR***包括：发光***，发光***该被配置成发射光信号；以及根据示例2至63中的任何一个的光检测***，该光检测***被配置成接收所发射的光信号。

在示例65中，根据示例64的LIDAR***还可以可选地包括：LIDAR***还包括时钟信号生成器，该时钟信号生成器被配置成生成时钟信号；以及时钟信号生成器被配置成向发光***和光检测***提供公共时钟信号。

在示例66中，根据示例64或65的LIDAR***还可以可选地包括：发光***包括：光源；以及光源驱动器，该光源驱动器被配置成控制由光源的发光。

在示例67中，根据示例66的LIDAR***还可以可选地包括：光源驱动器被配置成根据公共时钟信号控制光源的发光。

在示例68中，根据示例67的LIDAR***还可以可选地包括：光源驱动器被配置成与公共时钟信号同步地控制光源的发光。

在示例69中，根据示例68的LIDAR***还可以可选地包括：光源驱动器被配置成响应于在光源驱动器处接收的开始信号来控制光源的发光；以及开始信号与公共时钟信号同步。

在示例70中，根据示例69的LIDAR***还可以可选地包括：开始信号的上升沿与公共时钟信号的上升沿同步。

在示例71中，根据示例64至70中的任何一个的LIDAR***还可以可选地包括：光源包括光电光源。

在示例72中，根据示例71的LIDAR***还可以可选地包括：光源包括一个或更多个发光二极管或一个或更多个激光二极管中的至少一个。

在示例73中，根据示例72的LIDAR***还可以可选地包括：光源包括一个或更多个垂直腔面发射激光二极管和/或一个或更多个边缘发射激光二极管。

在示例74中，根据示例64至73中的任何一个的LIDAR***还可以可选地包括：光源驱动器被配置成根据由光检测***提供的幅度和/或形状信息来控制光源的发光。

在示例75中，根据示例74的LIDAR***还可以可选地包括：光源驱动器被配置成在由光检测***提供的幅度信息指示接收到的光信号的幅度小于预定义阈值的情况下，控制光源以发射具有增加的光功率的另一光信号。

示例76是检测***，包括：检测器，该检测器被配置成提供接收到的信号；以及处理电路，该处理电路被配置成：基于接收到的信号的斜率对接收到的信号的形状进行编码，以提供已编码信号，所述已编码信号包括第一多个第一已编码信号值和第二多个第二已编码信号值，所述第一多个第一已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的切线的斜率为正的部分，并且第二多个第二已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的切线的斜率为负的部分；以及执行已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号，数字化信号包括与第一已编码信号值相关联的一个或更多个第一数字化值，并且包括与第二已编码信号值相关联的一个或更多个第二数字化值。

示例77是根据示例76的检测***，该检测***包括根据示例1至63中的任何一个的检测***的一个或一些或所有特征。

示例78是检测***，包括：检测器，该检测器被配置成提供接收到的信号；以及处理电路，该处理电路被配置成：基于多个阈值水平执行接收到的信号的信号水平时间转换以提供已编码信号，已编码信号包括第一多个第一已编码信号值，所述第一多个第一已编码信号值表示接收到的信号的其中接受到的信号的信号水平变得大于多个阈值水平中的一个阈值水平的部分，并且已编码信号包括第二多个第二已编码信号值，所述第二多个第二已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得小于多个阈值水平中的一个阈值水平的部分；以及执行已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号，数字化信号包括与第一已编码信号值相关联的一个或更多个第一数字化值，并且包括与第二已编码信号值相关联的一个或更多个第二数字化值。

示例79是根据示例76的检测***，该检测***包括根据示例1至63中的任何一个的检测***的一个或一些或所有特征。

示例80是包括根据示例1至63中的任何一个的检测***的LIDAR***。

示例81是检测信号的方法，该方法包括：提供接收到的信号；提供多个量化信号，每个量化信号与相应的阈值水平相关联，并且每个量化信号表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平大于与量化信号相关联的相应的阈值水平的部分；基于多个量化信号提供已编码信号，该已编码信号包括第一多个第一已编码信号值，所述第一多个第一已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得大于与量化信号相关联的阈值水平中之一的部分，并且该已编码信号包括第二多个第二已编码信号值，所述第二多个第二已编码信号值表示接收到的信号的其中接收到的信号的信号水平变得小于与量化信号相关联的阈值水平中之一的部分；以及执行已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号，该数字化信号包括与第一已编码信号值相关联的一个或更多个第一数字化值，并且包括与第二已编码信号值相关联的一个或更多个第二数字化值。

示例82是根据示例81的方法，该方法包括根据示例1至63中的任何一个的检测***的一个或一些或所有特征，并相应地进行了修改。

虽然已经参照具体方面特别示出和描述了各个实现方式，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离如所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。因此，范围由所附权利要求指示，并且因此旨在涵盖落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变。

附图标记列表

100 检测***

102 检测器

104 接收到的信号

106 处理电路

108 量化信号

108-1 第一量化信号

108-2 第二量化信号

108-L 第L量化信号

110 已编码信号

110-1 第一已编码信号值

110-2 第二已编码信号值

112 数字化信号

112-1 第一数字化信号值

112-2 第二数字化信号值

114 时钟信号

116 开始信号

118 停止信号

120 量化级

122 粗略时间测量信号

123 粗略时间测量持续时间

124 第一精细时间测量信号

125 第一精细时间测量持续时间

126 第二精细时间测量信号

127 第二精细时间测量持续时间

128-1 飞行时间测量信号

128-2 飞行时间测量信号

129-1 飞行时间测量持续时间

129-2 飞行时间测量持续时间

130 编码级

132 时间捕获信号

134 预定义时间段

140 数字化级

150f 时序图

150g 时序图

200a 曲线图

200b 曲线图

200c 曲线图

200d 曲线图

200e 曲线图

200f 曲线图

201 检测器

202 接收到的信号

203 感测元件

204 量化信号

204-1 第一量化信号

204-2 第二量化信号

204-3 第三量化信号

204-4 第四量化信号

204-5 第五量化信号

204-6 第六量化信号

204-7 第七量化信号

205 放大器电路

206 阈值水平

206-1 第一阈值水平

206-2 第二阈值水平

206-3 第三阈值水平

206-4 第四阈值水平

206-5 第五阈值水平

206-6 第六阈值水平

206-7 第七阈值水平

208 已编码信号

208p 第一单极信号

208n 第二单极信号

208-1 第一已编码信号值

208-2 第二已编码信号值

210 累积信号

212 累积微分信号

212-1 第一微分值

212-2 第二微分值

214 数字化信号

214p 第一数字化信号

214n 第二数字化信号

214-1 第一数字化值

214-2 第二数字化值

220 量化级

222 比较器阵列

222-1 第一比较器

222-2 第二比较器

222-3 第三比较器

222-4 第四比较器

222-5 第五比较器

222-6 第六比较器

222-7 第七比较器

230 编码级

232 求和级

234 微分级

236 整流器级

240 数字化级

242 时间数字转换器

244 第一时间数字转换器

246 第二时间数字转换器

250 处理电路

252 开始信号

254 停止信号

256 时钟信号

300a 曲线图

300b 曲线图

300c 曲线图

300d 曲线图

302a 曲线图

302b 曲线图

302c 曲线图

302d 曲线图

304a 信号

304b 信号

304c 信号

304d 信号

306a 单极信号

306b 单极信号

306c 单极信号

306d 单极信号

300e-1 曲线图

300e-2 曲线图

300e-3 曲线图

300e-4 曲线图

300e-5 曲线图

308 累积信号

310 累积微分信号

312p 第一数字化信号

312n 第二数字化信号

314p 第一数字化信号

314n 第二数字化信号

316 重构信号

400 LIDAR***

402 发光***

404 光检测***

406 视场

408 光源

410 光源驱动器

412 时钟信号生成器

414 时钟信号

500 LIDAR***

502 LIDAR发射器

504 LIDAR接收器

506 激光

508 对象

510 发射器光学装置

512 驱动器

514 开始信号

516 测量控制电路

518 接收光学装置

520 检测器

522 光电二极管

524 放大器

526 接收到的光信号

528 处理电路

530 模拟信号处理级

532 数字信号处理级

534 比较器阵列

534-1 第一比较器

534-2 第二比较器

534-L 第L比较器

536 停止信号

538 信号编码级

540 已编码信号

540p 第一已编码信号

540n 第二已编码信号

542 粗略TDC级

544 精细TDC级

546 重构信号

548 时间测量信号

550-1 第一参考值

550-2 第二参考值

550-L 第L参考值

552-1 第一输出

552-2 第二输出

552-L 第L输出

554 求和级

556 累积信号

558 微分级

560 累积微分信号

562 极性分离和整流级

564 时钟信号

566 粗略时间测量信号

568 第一时间测量信号

570 飞行时间计算级

574n 第一数字化信号

574p 第二数字化信号

576 信号重构级

580 粗略开始和停止生成级

582 粗略数字开始信号

584 粗略数字停止信号

586 粗略测量级

588 精细开始和停止生成级

590 精细数字开始信号

592 精细数字停止信号

594 精细测量级

594-1 第一子级

594-2 第二子级

600 抽头延迟线

602-1 第一延迟元件

602-2 第二延迟元件

602-K 第K延迟元件

604-1 第一D触发器

604-2 第二D触发器

604-K 第K D触发器

Claims

1.一种检测***(100)，包括：

检测器(102，201)，所述检测器被配置成提供接收到的信号(104，202)；以及

处理电路(106，250)，所述处理电路被配置成：

提供多个量化信号(108，204)，每个量化信号(108，204)与相应的阈值水平(206)相关联，并且每个量化信号(108，204)表示所述接收到的信号(104，202)的其中所述接收到的信号(104，

202)的信号水平大于所述相应的阈值水平(206)的部分；

基于所述多个量化信号(108，204)提供已编码信号，所述已编码信号(110，208)包括第一多个第一已编码信号值(110-1，208-1)，所述第一多个第一已编码信号值表示所述接收到的信号(104，202)的其中所述接收到的信号(104，202)的信号水平变得大于所述阈值水平(206)中之一的部分，并且所述已编码信号包括第二多个第二已编码信号值(110-2，208-2)，所述第二多个第二已编码信号值表示所述接收到的信号(104，202)的其中所述接收到的信号(104，202)的信号水平变得小于所述阈值水平(206)中之一的部分；以及

执行所述已编码信号(110，208)的时间数字转换以提供数字化信号，所述数字化信号(112，214)包括与所述第一已编码信号值(110-1，208-1)相关联的第一多个第一数字化值(112-1，214-1)，并且包括与所述第二已编码信号值(110-2，208-2)相关联的第二多个第二数字化值(112-2，214-2)。

2.根据权利要求1所述的检测***(100)，

其中，所述接收到的信号(104，202)是或包括接收到的光信号，并且

其中，所述检测***(100)是光检测***(402)。

3.根据权利要求1或2所述的检测***(100)，

其中，所述处理电路(106，250)被配置成将所述接收到的信号(104，202)的信号水平与每个阈值水平(206)进行比较，以提供所述多个量化信号(108，204)。

4.根据权利要求3所述的检测***(100)，

其中，所述处理电路(106，250)包括多个比较器(222)，每个比较器与相应的参考值(206)相关联，并且

其中，所述多个比较器(222)中的每个比较器(222)被配置成：在所述接收到的信号(104，202)的信号水平大于所述相应的参考值(206)的情况下提供相应的第一输出信号，以及在所述接收到的信号(104，202)的信号水平小于所述相应的参考值(206)的情况下提供相应的第二输出信号。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的检测***(100)，

其中，所述处理电路(106，250)被配置成基于所述多个量化信号(108，204)提供累积信号(210)并且对所述累积信号(210)进行求微分，以提供累积微分信号(212)，或者

其中，所述处理电路(106，250)被配置成对所述多个量化信号(108，204)中的所述量化信号(108，204)进行求微分以提供多个微分信号，并且通过使用所述多个微分信号来提供累积微分信号(212)。

6.根据权利要求4和5所述的检测***(100)，

其中，所述处理电路(106，250)被配置成对所述多个比较器(222)的输出信号求和以提供所述累积信号(210)，或者

其中，所述处理电路(106，250)被配置成对所述微分信号求和以提供所述累积微分信号(212)。

7.根据权利要求5或6所述的检测***(100)，

其中，所述处理电路(106，250)被配置成通过将第一微分值(212-1)分配给所述累积信号的其中所述累积信号正增大的部分并将第二微分值(212-2)分配给所述累积信号的其中所述累积信号正减小的部分来对所述累积信号(210)进行求微分。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的检测***(100)，

其中，提供所述已编码信号(110，208)包括对所述累积微分信号(212)进行整流，

其中，所述第一已编码信号值(110-1，208-1)形成包括经整流的一个或更多个第一微分值(110-1，208-1)的第一单极信号(208n)，

其中，所述第二已编码信号值(110-2，208-2)形成包括经整流的一个或更多个第二微分值(110-2，208-2)的第二单极信号(208p)。

9.根据权利要求8所述的检测***(100)，

其中，执行所述已编码信号(110，208)的时间数字转换包括将所述第一单极信号(208n)转换为第一数字化信号(214n)，所述第一数字化信号(214n)包括所述第一数字化值(112-1，214-1)，并且

其中，执行所述已编码信号(110，208)的时间数字转换包括将所述第二单极信号(208p)转换为第二数字化信号(214p)，所述第二数字化信号包括所述第二数字化值(112-2，214-2)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的检测***(100)，

其中，所述处理电路(106，250)被配置成通过将所述一个或更多个第一数字化值(112-1，214-1)与所述一个或更多个第二数字化值(112-2，214-2)组合以提供累积求和信号来确定与所述接收到的信号(104，202)相关联的幅度信息。

11.根据权利要求10所述的检测***(100)，

其中，所述处理电路(106，250)被配置成通过使用所述数字化信号(112，214)和/或所述累积求和信号中的至少一个来重构所述接收到的信号(104，202)的形状，

其中，优选地，所述处理电路(106，250)被配置成通过将所述数字化信号(112，214)与多个已知数字化信号进行比较以及/或者通过将所述累积求和信号与多个已知累积求和信号进行比较来重构所述接收到的信号(104，202)的形状。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的检测***(100)，

其中，所述处理电路(106，250)被配置成通过使用所述多个比较器(222)中的至少一个比较器(222)的输出信号来确定与所述接收到的信号(104，202)相关联的飞行时间。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的检测***(100)，

其中，所述处理电路(106，250)包括一个或更多个相关接收机，

每个相关接收机与相应的参考信号序列相关联，

每个相关接收机被配置成将所述数字化信号(112，214)和/或所述累积求和信号中的至少一个与所述相应的参考信号序列相关，以提供相应的相关输出，

其中，所述处理电路(106，250)被配置成使用所述一个或更多个相关输出将所述数字化信号(112，214)和/或所述累积求和信号与所述一个或更多个参考信号序列进行比较，并且

其中，所述处理电路(106，250)被配置成基于该比较的结果来确定与所述接收到的信号(104，202)相关联的幅度信息，以及/或者重构所述接收到的信号(104，202)的形状，以及/或者确定与所述接收到的信号(104，202)相关联的飞行时间。

14.一种LIDAR***(400)，包括：

发光***(402)，所述发光***被配置成发射光信号；以及

根据权利要求1至13中任一项所述的光检测***(100，404)，所述光检测***被配置成接收所发射的光信号。

15.一种检测信号的方法，所述方法包括：

提供接收到的信号；

提供多个量化信号，每个量化信号与相应的阈值水平相关联，并且每个量化信号表示所述接收到的信号的其中所述接收到的信号的信号水平大于与所述量化信号相关联的所述相应的阈值水平的部分；

基于所述多个量化信号提供已编码信号，所述已编码信号包括第一多个第一已编码信号值，所述第一多个第一已编码信号值表示所述接收到的信号的其中所述接收到的信号的信号水平变得大于与所述量化信号相关联的所述阈值水平中之一的部分，并且所述已编码包括第二多个第二已编码信号值，所述第二多个第二已编码信号值表示所述接收到的信号的其中所述接收到的信号的信号水平变得小于与所述量化信号相关联的所述阈值水平中之一的部分；以及

执行所述已编码信号的时间数字转换以提供数字化信号，所述数字化信号包括与所述第一已编码信号值相关联的一个或更多个第一数字化值，并且包括与所述第二已编码信号值相关联的一个或更多个第二数字化值。