[发明专利]距离测量设备及方法

权利要求书

1.一种距离测量设备，其特征在于，包括频率合成器、主发射器、参考发射器、测量接收器、电容器、选频放大处理模块以及控制装置，所述频率合成器与所述主发射器和参考发射器分别电连接，所述测量接收器通过所述选频放大处理模块与所述控制装置电连接，所述电容器连接于所述频率合成器与所述测量接收器之间；

所述频率合成器用于向所述主发射器发送第一频率信号、向所述参考发射器发送第二频率信号，以及通过所述电容器向所述测量接收器发送一参考频率信号；

所述主发射器用于根据所述第一频率信号向测量目标发射第一高频调制光并经过所述测量目标反射至所述测量接收器；

所述参考发射器用于根据所述第二频率信号在所述主发射器发射第一高频调制光的同时发射第二高频调制光至所述测量接收器；

所述测量接收器用于同时接收所述第一高频调制光和所述第二高频调制光并进行光电转换及混频生成第一电信号，以及接收所述电容器对所述参考频率信号交流耦合后得到的第二电信号，将所述第一电信号与所述第二电信号进行电学混频后生成一低频测量信号，以及将该低频测量信号传输至所述选频放大处理模块以进行选频放大后发送至所述控制装置；

所述控制装置用于对选频放大后的低频测量信号进行相位分析以得到一距离值。

2.根据权利要求1所述的距离测量设备，其特征在于，所述第一频率信号、所述第二频率信号和所述参考频率信号间具有一设定频率差Δf，且Δf＝fdrv1-fdrv2-fref、Δf＝fdrv1-fdrv2+fref、Δf＝fdrv2-fdrv1-fref或Δf＝fdrv2-fdrv1+fref，其中，fdrv1为第一频率信号，fdrv2为第二频率信号，fref为参考频率信号。

3.根据权利要求1所述的距离测量设备，其特征在于，所述距离测量设备还包括第一光电发射驱动模块和第二光电发射驱动模块，所述控制装置与所述频率合成器电连接，所述频率合成器通过所述第一光电发射驱动模块与所述主发射器电连接、以及通过所述第二光电发射驱动模块与所述参考发射器电连接；

所述控制装置用于向所述频率合成器发送第一频率控制信号，所述频率合成器基于所述第一频率控制信号生成第一频率信号，并基于该第一频率信号使所述第一光电发射驱动模块驱动所述主发射器向测量目标发射第一高频调制光并经过所述测量目标反射至所述测量接收器；

所述控制装置还用于向所述频率合成器发送第二频率控制信号，所述频率合成器基于所述第二频率控制信号生成第二频率信号，并基于该第二频率信号使所述第二光电发射驱动模块驱动所述参考发射器在所述主发射器发射第一高频调制光的同时发射第二高频调制光至所述测量接收器。

4.根据权利要求3所述的距离测量设备，其特征在于，所述测量接收器为光电雪崩管，所述距离测量设备还包括模拟数字变换电路，所述选频放大处理模块的输入端与所述光电雪崩管连接、输出端与所述模拟数字变换电路的输入端连接，所述模拟数字变换电路的输出端与所述控制装置电连接；

所述光电雪崩管在接收到所述第一高频调制光、第二高频调制光时进行光电转换及混频后生成第一电信号，并将所述第一电信号与第二电信号进行电学混频后生成一低频测量信号后输出至所述选频放大处理模块，所述选频放大处理模块将所述低频测量信号进行选频放大后输入至所述模拟数字变换电路，所述模拟数字变换电路将放大后的低频测量信号进行模数转换后发送至所述控制装置，所述控制装置对放大后且进行模数转换后的低频测量信号进行相位分析以得到距离值。

5.根据权利要求1所述的距离测量设备，其特征在于，所述距离测量设备还包括高压直流生成电路和隔离电阻，所述高压直流生成电路通过所述隔离电阻对所述测量接收器提供反向偏置电压。

6.根据权利要求1所述的距离测量设备，其特征在于，所述距离测量设备还包括显示器及按键电路，所述控制装置与所述显示器和所述按键电路分别电连接以用于获取用户基于所述按键电路和显示器输入的控制指令。