[发明专利]一种改进型相位式激光测距电路

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种改进型相位式激光测距电路，适用于测量领域。

背景技术

激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明是从组成物质的原子中发射出来的，原子获得能量后处于不稳定状态（也就是激发状态），它会以光子的形式把能量发射出去。而激光，就是被引诱（激发）出来的光子队列，这光子队列中的光子们，光学特性一样，步调极其一致。打个比方就是，普通光源，比如电灯泡发出来的光子各不同，而且会各个方向乱跑，很不团结，但是激光中的光子们则是心往一处想，劲往一处使，这导致它们所向披靡，威力很大。

当今市场上主流的激光测距仪是基于相位法的激光测距仪，这是因为基于相位法的激光测距仪仪轻易地就可以克服超声波测距的一大缺陷：误差过大，使测量精度达到毫米级别。而基于此法的激光测距仪主要的缺点在于电路复杂，作用距离较短。相位法激光测距技术，是采用无线电波段频率的激光，进行幅度调制并将正弦调制光往返测距仪与目标物间距离所产生的相位差测定。根据调制光的波长和频率，换算出激光飞行时间，再一次计算出待测距离。

相位式激光测距作为一种应用广泛的测距技术，具有精度高、非接触式、使用方便等优点。随着科技的不断进步，激光测距仪也向着小型化、高精度、高可靠性等方向不断发展川。本设计针对目前国内传统的相位式激光测距电路较为复杂等缺点，利用现有的技术，提出新的改进方案，对调制电路进行优化、采用更简单的方法产生APD高压、新型雪崩二极管，并加入了一种简单实用的自动增益控制。

发明内容

本发明提供一种改进型相位式激光测距电路，该测距系统简单有效，可以有效地减少外界的干扰光，接收处理后的信号准确、稳定，具有较高的测量精度和稳定性，而且系统的性能稳定、可靠。

本发明所采用的技术方案是。

改进型相位式激光测距电路由高压偏置电路、调制发射电路、自动增益控制电路、混频器电路组成。

所述高压偏置电路选用PWM升压转换器MAX5026加上由电容和二极管构成的倍压网络组成了一种产生高压的电路，具有简单稳定、低纹波度、输出范围从81～138 V可调等优点，非常适用于雪崩二极管的高压偏置电路。

所述调制发射电路中，三个放大器U1-1,U1-2,U1-3进行了合并，采用一种单位增益稳定、集成了三路运算放大器的高速运算放大器，极大地简化了激光的调制发射电路。

所述自动增益控制电路采用ADI公司的AD8367芯片，芯片内部集成了一个平方律检波器，并具有45dB的增益范围，该芯片在加上少量外围器件后，可以方便地构成AGC电路。经过该AGC电路后，输出电压信号的峰峰值基本稳定保持在1.05 V左右，同时信号经过该器件后，相位的变化值基本是固定的，即输出相位相对于输入相位线性变化，不会影响测相电路的稳定性。

所述混频器电路采用AD835，该器件相对于MC1496等混频器来说，具有器件小、外围电路简单等优点，适用于高频信号的混频，而且可以通过调节分压反馈电路方便地改变电路的增益，调节输出电压的峰峰值，使回波信号经调理后与参考信号的幅值接近，能有效地降低测相中的过零检测误差，提高测相精度。

本发明的有益效果是：该测距系统简单有效，可以有效地减少外界的干扰光，接收处理后的信号准确、稳定，具有较高的测量精度和稳定性，而且系统的性能稳定、可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的高压偏置电路。

图2是本发明的调制发射电路。

图3是本发明的自动增益控制电路。

图4是本发明的混频器电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，高压偏置电路选用PWM升压转换器MAX5026加上由电容和二极管构成的倍压网络组成了一种产生高压的电路，具有简单稳定、低纹波度、输出范围从81～138 V可调等优点，非常适用于雪崩二极管的高压偏置电路。

如图2, 调制发射电路中，三个放大器U1-1,U1-2,U1-3进行了合并，采用一种单位增益稳定、集成了三路运算放大器的高速运算放大器，极大地简化了激光的调制发射电路。