激光发射电路、激光接收电路、距离计算电路及其设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光测距领域，具体而言，本发明涉及激光发射电路、激光接收电路、距离计算电路、电源及其设备。
【背景技术】
[0002]激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束椭圆锥形的激光，由光电元件接收被目标反射的激光，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。半导体激光测距仪具有重量轻、体积小、耗电省、操作简单的优点。现有技术中的半导体激光测距仪，其电子线路也包括激光发射电路、激光接收电路和用于距离计算的主板电路。
[0003]现有技术中的激光发射电路主要由两个雪崩三极管构成开关电路，由于雪崩三极管的开关时间较长，峰值脉冲电流(Ip=1A)较小，因此，为激光发射管提供的脉冲电流减少，激光发射管发出的激光峰值功率不能达到其额定值，使激光发射管没有得到充分利用，从而使半导体激光测距仪的测距能力减弱。
[0004]现有技术中的激光接收电路通常由4个三极管组成前、后两级放大器，由于后级放大器的放大倍数较低，并且不便于调整，因此降低了半导体激光测距仪的测程，特别是对于使用PIN光电二极管的激光测距仪。
[0005]现有技术中用于计算距离的电路原理采用时间扩展法，电路主要元件有:单片机、触发器、MOS场效应管、时间电容及开关三极管等元件。其缺点是:对充、放电的时间电容要求苛刻，要求电容漏电小，温度稳定性好。另外，受电容器充、放电线性不良的影响，距离测量误差在不同的距离段差别较大，需要多距离段进行误差校准。
[0006]因此，有必要提出有效的技术方案，提高半导体激光测距仪的测距范围及测距精度，简化测距误差的校准步骤。
【发明内容】
[0007]本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别解决现有技术中半导体激光测距仪的测程较短以及测距误差校准步骤多的问题。
[0008]为达到上述目的，本发明一方面提出一种激光发射电路，包括:储能电容、激光发射管、MOS开关电路和MOS开关驱动电路，
[0009]所述储能电容的低电位端与所述激光发射管的负极相连接，所述储能电容的高电位端与所述MOS开关电路的漏电极相连接；
[0010]所述MOS开关电路的接地端与所述激光发射管的正极相连接；
[0011]所述MOS开关驱动电路的输出端与所述MOS开关电路的输入端相连接。
[0012]本发明另一方面还提出一种激光接收电路，包括:激光接收管、第一低噪声三极管、第二低噪声三极管和低噪声宽带放大器，
[0013]所述激光接收管的正电极与所述第一低噪声三极管的基极相连接；
[0014]所述第一低噪声三极管的发射极与所述第二低噪声三极管的基极相连接；
[0015]所述第二低噪声三极管的集电极通过电容器与所述低噪声宽带放大器的输入端相连接；
[0016]当所述激光接收管接收到回波激光时，将所述回波激光转换成电脉冲；所述电脉冲依次通过由所述第一低噪声三极管和所述第二低噪声三极管组成的前级放大，再通过所述低噪声宽带放大器的后级放大，以生成回波信号并输出。
[0017]本发明另一方面还提出一种用于计算距离的电路，包括:单片机、可编程逻辑电路、时钟源、回波监别电路，其中，所述回波监别电路的输出端与所述可编程逻辑电路的输入端相连接，所述时钟源的输出端与所述可编程逻辑电路的输入端相连接，所述可编程逻辑电路的输出端与所述单片机的输入端相连接；
[0018]所述回波监别电路，用于监别来自激光接收电路输出的信号，所述信号包括目标的回波信号和噪声，通过控制所述回波监别电路的阈值，实现最小距离不大于5m的回波探测；
[0019]所述可编程逻辑电路，用于接收所述回波监别电路输出的回波脉冲，并根据所述时钟源信号对所述回波脉冲进行时间测量；
[0020]所述单片机，用于对所述可编程逻辑电路进行控制，根据所述可编程逻辑电路提供的时间测量信息，计算所述目标的距离。
[0021]本发明另一方面还提出一种半导体激光测距仪，包括上述公开的任一电路的设备。
[0022]本发明提出的技术方案中，激光发射电路使激光发射管得到充分的利用，提高了激光发射功率，增加了测距仪的测程。另外，本发明提出的技术方案中，激光接收电路提高了放大微弱回波信号的能力，且便于调试。此外，本发明的用于计算距离的主板电路，可提高距离测量精度，简化距离误差校准步骤。
[0023]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0024]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0025]图1为本发明半导体激光测距仪电路的总体原理框图；
[0026]图2为本发明实施例半导体激光测距仪的激光发射电路的功能示意图；
[0027]图3为本发明实施例半导体激光测距仪的激光发射电路的电原理图；
[0028]图4为本发明实施例半导体激光测距仪的激光接收电路的功能示意图；
[0029]图5为本发明半导体激光测距仪的激光接收电路的电原理图；
[0030]图6为本发明实施例半导体激光测距仪的用于计算距离电路的功能示意图；
[0031]图7为本发明半导体激光测距仪的用于计算距离的电路的电原理图；
[0032]图8为本发明半导体激光测距仪的目标回波监别电路的电原理图；
[0033]图9为本发明半导体激光测距仪的低压电源电路的电原理图。
【具体实施方式】
[0034]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0035]如图1所示，为本发明半导体激光测距仪电路的总体原理框图。图1中图示为:1、触发开关，2、模式开关，3、低压电源，4、高压电源，5、回波监别电路，6、可编程逻辑电路，7、时钟源，8、单片机，9、液晶显示器，10、激光发射电路，11、激光发射管，12、激光接收电路，13、激光接收管。
[0036]在图1中，作为本发明的实施例，激光发射电路10和激光发射管11安装在激光发射电路板上，激光接收电路12和激光接收管13安装在激光接收电路板上，其余电路I?8全部安装在主电路板上，液晶显示器9安装在测距仪的目镜中。3V电池经低压电源电路3中的二片DC-DC升压变换器后输出三组5V电源，一组(CVCC-5V)供给高压电源电路4，第二组(5V)供给激光接收电路12和回波监别电路5，第三组(5VV)供给单片机8，再通过三端稳压器输出3V供给可编程逻辑电路6及时钟源7。
[0037]测距时按动触发开关1，模式转换时按动模式开关2。总电源的定时接通时间、接收电源的接通、高压电源的工作及激光发射时刻的指令均由单片机分别发出。当电池电压下降到预定值时，由单片机给出信号使液晶显示器9显示电池欠压符号，提示更换电池。
[0038]单片机输出的驱动信号通过插座45与液晶显示器连接，激光发射电路板通过插座46与主电路板连接，激光接收电路板通过插座47、48与主电路板连接。
[0039]如图2所示，为本发明实施例半导体激光测距仪的激光发射电路的功能示意图；图2中图示为:110、M0S开关驱动电路，120、M0S开关电路，130、储能电容，140、激光发射管。
[0040]具体而言，储能电容130的低电位端与激光发射管140的负极相连接，储能电容130的高电位端与MOS开关电路120的漏电极相连接；M0S开关电路120的接地端与激光发射管140的正极相连接；M0S开关驱动电路110的输出端与MOS开关电路120的输入端相连接。
[0041]通过MOS开关驱动电路110控制MOS开关电路120，包括:M0S开关驱动电路110被触发时，控制MOS开关电路120的接通，使得