激光测量技术方案

激光测量技术方案是通过测量激光光束在待测距离上往返传播的时间来换算距离的，其换算公式为：(2.1)式中d为待测距离;c为激光在大气中传播的速度；t为激光在待测距离上的往返传播时间。这里，c作为己知量，t作为待测量。激光脉冲测距仪的工作过程大致如下：当测距仪对准目标后,激光器就发出一个很强很窄的光脉冲，这个光脉冲经过发射望远镜，压缩了它的发散角。在脉冲发射出去的同时，其中极小一部分光立即由两块反射镜反射而进入接收望远镜,它作为发射参考信号，用来标定激光发出的时间。参考信号进入接收望远镜后，经过滤光片到达光电转换器(光电倍增管或光电二极管等光电元件)，于是光信号变成电信号，即光脉冲变成电脉冲。这个电脉冲经放大，整形后送入时间测量系统，使其开始计时。而射向目标的光脉冲，由于目标的漫反射作用，总有一部分光从原路反射回来，而进入接收望远镜，它同样经过滤光片，光电转换器，放大整形电路而进入时间测量系统，使其停止计时。由此便可以得到激光往返的时间。接收系统综合以上几点要求；由于激光（8号的波长为905nm应该使用对该波长响应度比较高的S—APD作为接收器件。芙区EG&G公司生产的C3O724E波长在800至950nm一股有綿ffi的哺应度.礙印二9A/W（@T=220M=15.X=900nm）.接收器頁往为0.5mm.四应时间ir^5ns.并且沒有下降时的检用.该器件工作在对遑度芟化比较不敏感的区域（-40-70工）・因此很容易在没有爲度补偿的情况下实现搔牧.嗓声较低.所以比牧适合于在討景维照度较高的应用场合.足比较理想的光电接收器件•具仮枣歟见取3.1.SiAPD—LowCut圧少Volumfr-400n«ato10WInmTechnicalSpecirc-fitionmnteIMrt”如■DmMOWWIrtOw.■则•HOM»!■)Kf.MlMlWF节MDmmC»7?<n>n9(«iun)astil1a11CX7MPn«ika35Alti11ZcmdiMrTda^Cft3.1C30724E1要鑒數圈3.9C30724E的实劎出§3.13 C30724E反向偏JI发生电路C30724E需加反向偏斥才能产生寓刖效庾.山参考文献剛町知.C30724E正常「作时需要住明极加上160V耳右的宜流反向偏乜才隧1•电路工作煤理及元件的城掙岛压发生电閉的主烫元件（也有二开关三极管①钳能电感—饿流二极管D，以及输出鸿波电容C和用F产生方波的集成电閒11-LM555CN.电協的基本工作飯理是当三极怦T导通臥能虽从电添流入.井储存于电曙L中，由于三根管导通期可正向跑和压降做小.因记这时-WD斥偏，负孜由滤波电零C供给陡匮.将电容中储存的能谊9W/R祥放給员瓠当三根帕8止时，电昭中的电流不能宛枣它上面产生的感底电劈阻止电说的減小，感应电势的极性为上负下正，二极骨D导通，电廉中陆存的能I;CL1V2）{A入电客〈充电入并供给负我.LM555CK集成宅路的作用念产生一龙须率的方液信号，使三极管周期性的导曙截止.从而在输出端得到较奇的输岀电总下面是商宦发主电賂原理用；由于选用的普通电感栩有-定的电滅饱和原.因此如果三极管的导連时闾太长，那么电感上流过的电沆褂达到饱札即电漑不能持续期长,所以这时惺并不能得到牧大的绵出电压，反而由于频率较小的关系，导致一极管上的功率损耗规大S再加上电容上漏电浇的彩响，如臬长时阿不能充电，反而将使输出联压值減小■电黯的利用率久大澤任’片以要选掙合理的参数值•使从555电路中得到的周期能恰好•使电胳工作崔接圾传別的状态，这样的设计能提寫电跌的转化報率。同时.由于电路工作在不饱和的状态下.就可以逍过调节三般管的导通时间来较好的控制檢出电雇°在电感电液未到达饱和状态时.忽踣曾子的导通眩降.可以通过卞面的武子来计算输出电压©匕•出仝眩 (3.10)&武中：0是三极管导通时间；q是三极管的截止时i毗匕是输出电压：耳是电源提供的电;玉。rtl{3.10)可以看出，当“很小，It亠招对比较大时,就能够得到很人的匕值=当该电路工作在稳圧状崙时，输出电用为恫定值匕，只婪适肖迭抒电容G.显産使纹滾足够小.如十要丈纹波为△匕、注流输出电漉为人时・由千管于导通期间全部仇孩部由C.供电，因此C］取决于下要比咬大的输吕电压.就歸箜电感的饱期电涼尽可能更大•同时，在宋饱和状态N也可以用增加电感的方法来得到较大的输出屯玉”2电1E控制反惯电昭为了得到更加夯定的电压，并旦使电压徑•定范剧内可谓，在高圧发生电路丰加入~个反锁问路"这个反馈回路刊用输出电压怙来控制555集成电路的第5卿，使施5的辆出频率以及占空比发生变化，从応起到控制输出电压岭的作用。如图3.11,555输出方液液形，它的周期丁胡坏。其值由555电路中的电阻、电洛，以及％来决定，吴体的计算公式如下r7■产為十 In(写学L) °•⑵卩穴-丫吋IgJnZ (3.13)555输出方派ES死由以上两式可以看出，逍改变鶴时.◎运不变前.只有£发生了变化，也敎是说坂率和占寺比发生了支化・因为厶彳、变，所以乙”诜小於，£也減小，使匕减仏G变大时.7；也变大•便匕变大•为『使包感1：作在不馆和的状念下.杵所选的元舛参數下，应谚使不小丁・30微秒。该电路可以产生的高压人小由3J0.3U113式决定，其中3.12和33中的"巧即3・10式中抑“.该电烙可以提供的电流出下式决定:其中匚为漩过电凰的般大电涼•匕为输出电压。只姜元件摻数选择恰当•运用这个电圧放大电路能将■倫入电压放大到三I•倍以上「并且输J1电丛有啜好的稳定复.该电路可以强供的电流约为0・泊■足以更动ATD正常工作.输入电压在5Y时，工作电澆約为0.1九输出电压】60哲可提供的电汽妁为0.5mA,§3.2前査放大器设计时置放大卷是■种用来完咸传憊器与后续电跻性能匹配的部件，对比左要的性能要求由传感希件质和后续杜理疸烙的要求决定。对于半导体激光刻柜的比削前克放大爲・Jan妥的性能要求是低嗓声，这是凶为在对&合作目标测更和定距的悄况卞，遊入接收机场的叵波功羞非常小.住橄光测陀嘤求的空视韭离电帼内，放大肾的燥声已经成为探测的主要隔制说素，耘垛声的前贸放大器就意味若大的捺测茹离.主放大器基本是用央提供足够大的活益■以方便后续