以及与非门反相器中的与非门U2-C和与非门U2-D，调压管D6的I脚经电阻RlO接地，调压管D6的3脚悬空，调压管D6的2脚与非门反相器的9脚和12脚连接，与非门反相器的10脚和13脚分别接外部控制信号C0N2。第四激光收发电路12的激光发射模块2包括两个并排水平设置的激光管6，分别为激光管Dl I和激光管Dl2，激光管D11的I脚和激光管Dl2的I脚分别与与非门反相器中3脚和6脚一一对应连接，激光管Dl I的3脚和激光管D12的3脚均接VCC。
[0024]如图4和图5所示，其工作过程为:微控制器发出控制电平至接口Jl上的⑶NI和C0N2两个引脚，通过高低电平的控制信号控制CONl和C0N2引脚，使同一组的两个收发电路间隙工作。比如:当第一激光收发电路9中激光管D13、激光管D14在发射信号时，第二激光收发电路10中激光管D15、激光管D16不发射信号，第一激光收发电路9和第二激光收发电路10发射激光信号(180kHz频率激光信号)的间隔为2ms。
[0025]如图6所示，第一激光收发电路9的激光接收模块3包括一个接收管D4、上拉电阻R7、滤波电容C4、LED指示灯LD4和限流电阻R8，该接收管D4的I脚接VCC，接收管D4的2脚经上拉电阻R7接VCC，接收管D4的3脚接GND，接收管D4的3脚还经滤波电容C4接VCC;所述LED指示灯LD4的正极接VCC，LED指示灯LD4的负极经限流电阻R8后与接收管D4的2脚连接。当第一激光收发电路9的接收单元接收到反射回来的固定频率信号(180kHz频率激光信号)时，LED指示灯LD4点亮，进行光电提示。所述凸透镜4通过透镜支架8安装在PCB板7上，且凸透镜4位于接收管D4的正上方。
[0026]如图6所示，第二激光收发电路10的激光接收模块3包括一个接收管D3、上拉电阻R5、滤波电容C3、LED指示灯LD3和限流电阻R6，该接收管D3的I脚接VCC，接收管D3的2脚经上拉电阻R5接VCC，接收管D3的3脚接GND，接收管D3的3脚还经滤波电容C3接VCC;所述LED指示灯LD3的正极接VCC，LED指示灯LD3的负极经限流电阻R6后与接收管D3的2脚连接。当第二激光收发电路1的接收单元接收到反射回来的固定频率信号时，LED指示灯LD3点亮，进行光电提示。所述凸透镜4通过透镜支架8安装在PCB板7上，且凸透镜4位于接收管D3的正上方。
[0027]如图6所示，第三激光收发电路11的激光接收模块3包括一个接收管D2、上拉电阻R3、滤波电容C2、LED指示灯LD2和限流电阻R4，该接收管D2的I脚接VCC，接收管D2的2脚经上拉电阻R3接VCC，接收管D2的3脚接GND，接收管D2的3脚还经滤波电容C2接VCC;所述LED指示灯LD2的正极接VCC，LED指示灯LD2的负极经限流电阻R4后与接收管D2的2脚连接。当第三激光收发电路11的接收单元接收到反射回来的固定频率信号时，LED指示灯LD2点亮，进行光电提示。所述凸透镜4通过透镜支架8安装在PCB板7上，且凸透镜4位于接收管D2的正上方。
[0028]如图6所示，第四激光收发电路12的激光接收模块3包括一个接收管D1、上拉电阻R1、滤波电容CULED指示灯LDl和限流电阻R2，该接收管Dl的I脚接VCC，接收管Dl的2脚经上拉电阻Rl接VCC，接收管DI的3脚接GND，接收管DI的3脚还经滤波电容Cl接VCC;所述LED指示灯LDl的正极接VCC，LED指示灯LDl的负极经限流电阻R2后与接收管Dl的2脚连接。当第四激光收发电路12的接收单元接收到反射回来的固定频率信号时，LED指示灯LDI点亮，进行光电提示。所述凸透镜4通过透镜支架8安装在PCB板7上，且凸透镜4位于接收管Dl的正上方。
[0029]如图3所示，所述凸透镜支架8为中空的管体，且管体的内径从下到上逐渐增大，该透镜支架8的下端固定在PCB板7上。
[0030]如图2所示，PCB板7为双面PCB板，其包括顶面7b(Top)和底面7a(Bottom)，PCB板7的基板采用FR-4基板，由FR-4环氧玻纤布基板，以环氧树脂作粘合剂，以电子级玻璃纤维布作增强材料的一类基板。本发明将各激光管6(包括激光管D9?激光管D16)、各接收管5(包括接收管Dl?接收管D4)均焊接在PCB板7的底面。将滤波电容Cl?滤波电容C4、电阻Rl?电阻R8、调制管D5?调制管D8、集成芯片Ul?集成芯片U2、接口 Jl、信号指示单元9焊接在PCB板的顶面7b(Top)
本实施例中所述滤波电容Cl、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4为0805封装的10nF高频电容器;所述的电阻Rl、电阻R3、电阻R5、电阻R7均为0805封装的4.7 KΩ电阻器；所述的电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R8均为0805封装的1.5K Ω电阻器;所述的激光管D9?激光管D16为6.5mm的三脚激光头，光波长650nm，功率为5mW，内调焦方式;所述的调制管D5?调制管D8的工作频率为180kHz?200kHz ；工作电压为4.5?5.5V;所述的接收管DI?接收管D4的型号为SOC2111。
【主权项】
1.一种固定调制频率的激光收发传感器，其特征在于:包括至少一个激光收发电路， 所述激光收发电路包括调制发射单元和接收单元； 所述调制发射单元包括: 调制模块(1)，用于产生固定的调制频率； 激光发射模块(2)，按照所述调制频率产生有规律的激光信号，激光发射模块(2)与调制模块(I)电连接； 所述接收单元包括: 凸透镜(4)，用于接收障碍物体漫反射产生的反射信号并对其放大； 激光接收模块(3)，用于接收经所述凸透镜(4)放大后的反射信号； 所述反射信号是由激光发射模块(2)所发射的激光遇到障碍物体后所产生。2.根据权利要求1所述的固定调制频率的激光收发传感器，其特征在于:所述调制模块(I)包括一个调压管和两个与非门，调压管的I脚接地，调压管的3脚悬空，调压管的2脚分别与两个与非门的其中一个输入端连接，两个与非门的另一个输入端分别接外部控制信号； 所述激光发射模块(2)包括两个并排水平设置的激光管(6)，两个激光管(6)的I脚分别与两个与非门的输出端一一对应连接，两个激光管(6 )的3脚均接VCC。3.根据权利要求1所述的固定调制频率的激光收发传感器，其特征在于:所述激光接收模块(3 )包括一个接收管(5 )、上拉电阻和滤波电容，该接收管(5 )的I脚接VCC，其2脚经上拉电阻接VCC，其3脚接GND，其3脚还经滤波电容接VCC; 所述凸透镜(4)通过透镜支架(8)安装在PCB板上，且凸透镜(4)位于接收管(5)的正上方。4.根据权利要求3所述的固定调制频率的激光收发传感器，其特征在于:所述激光接收模块(3)还包括LED指示灯和限流电阻，所述LED指示灯的正极接VCC，LED指示灯的负极经限流电阻后与接收管(5 )的2脚连接。5.根据权利要求1至4任一所述的固定调制频率的激光收发传感器，其特征在于:还包括PCB板(7);所述激光收发电路共四个，分别沿PCB板(7)的长度间隔布置，且从PCB板(7)的一端到另一端依次为第一激光收发电路(9)、第二激光收发电路(10)、第三激光收发电路(II)、第四激光收发电路(12)，第一激光收发电路(9)和第二激光收发电路(10)为一组，第三激光收发电路(11)和第四激光收发电路(12)为一组，且同一组的两个调制发射单元能按照预设时间间隔发射激光信号。6.根据权利要求5所述的固定调制频率的激光收发传感器，其特征在于:所述PCB板(7)采用双面PCB板。7.根据权利要求3所述的固定调制频率的激光收发传感器，其特征在于:所述凸透镜支架(8 )为中空的管体，且管体的内径从下到上逐渐增大，该透镜支架(8 )的下端固定在PCB板(7)上。
【专利摘要】本发明公开了一种固定调制频率的激光收发传感器，包括至少一个激光收发电路，所述激光收发电路包括调制发射单元和接收单元；所述调制发射单元包括：调制模块，用于产生固定的调制频率；激光发射模块，按照所述调制频率产生有规律的激光信号，激光发射模块与调制模块电连接；所述接收单元包括：凸透镜，用于接收障碍物体漫反射产生的反射信号并对其放大；激光接收模块，用于接收经所述凸透镜放大后的反射信号；所述反射信号是由激光发射模块所发射的激光遇到障碍物体后所产生。本发明改善了因环境光线对激光信号产生的影响，提高了接收信号的波形质量。
【IPC分类】G01D5/28
【公开号】CN105716635
【申请号】CN201610098613
【发明人】丁珠玉, 张信, 樊利
【申请人】西南大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年2月23日