一种激光相位测距电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光相位测距电路，包括控制及相位测量电路、频率源电路、激光器驱动电路、信号接收处理电路、激光器、参考激光信号探测器、回波信号接收探测器，所述的控制及相位测量电路与频率源电路连接，所述的频率源电路与激光器驱动电路连接，所述的激光器驱动电路与激光器连接，所述的频率源电路与信号接收处理电路连接，所述的参考激光信号探测器与信号接收处理电路连接，所述的回波信号接收探测器与信号接收处理电路连接，所述的信号接收处理电路与控制及相位测量电路连接。该激光相位测距电路结构简单合理，能够大大提高测量的速度和精确度，且成本低，更易于推广使用。
【专利说明】一种激光相位测距电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光测距领域，尤其涉及一种激光相位测距电路。
【背景技术】
[0002]激光测距仪作为一种重要的测距仪器，在工业、测绘、建筑和装修等领域具有广泛的应用，是工业生产和生活中常用的工具。目前，常用的手持式激光测距仪一般采用锁相环(Phase Locked Loop, PLL)来获得两个同步信号，由基准频率和输出频率的相位差产生振荡器的控制信号，从而调整信号输出频率，实现两个信号相位的同步，但由于锁相环内部器件的结构特性，使得锁相环电路具有精度低、成本闻，以及电路相对复杂等缺点。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术中存在的测距精度低、成本闻、电路结构复杂等缺陷，提供了 一种新的激光相位测距电路。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0005]一种激光相位测距电路，包括控制及相位测量电路、频率源电路、激光器驱动电路、信号接收处理电路、激光器、参考激光信号探测器、回波信号接收探测器，所述的控制及相位测量电路的输出端与频率源电路的输入端连接，所述的频率源电路的第一输出端与激光器驱动电路的输入端连接，所述的激光器驱动电路的输出端与所述的激光器的输入端连接，所述的频率源电路的第二输出端与信号接收处理电路的第一输入端连接，所述的参考激光信号探测器的输出端与信号接收处理电路的第二输入端连接，所述的回波信号接收探测器的输出端与信号接收处理电路的第三输入端连接，所述的信号接收处理电路的第一输出端和第二输出端分别与控制及相位测量电路的第一输入端和第二输入端连接。
[0006]控制及相位测量电路可产生控制信号给频率源电路，使频率源电路产生低频调制正弦波信号以及与低频调制正弦波信号具有固定频差的参考正弦波信号，其中参考正弦波信号通过频率源电路的第二输出端输出给信号接收处理电路，低频调制正弦波信号通过频率源电路的第一输出端输出给激光器驱动电路，激光器驱动电路将得到的低频调制正弦波信号转换成驱动电流输出给激光器，使激光器发射测量光束，参考激光信号探测器用于接收参考激光信号并传给信号接收处理电路，回波信号接收探测器用于接收被测目标返回的回波信号并传给信号接收处理电路，信号接收处理电路对参考正弦波信号、参考激光信号以及回波信号进行处理后产生两路具有相位差的差频信号一和信号二并输出给控制及相位测量电路进行计算，得到粗测的距离值，接着控制及相位测量电路再发出控制信号给频率源电路，使频率源电路产生高频调制正弦波信号和与高频调制正弦波信号具有固定频差的参考正弦波信号，并重复以上步骤获得精测的距离值，控制及相位测量电路在对粗测的距离值以及精测的距离值进行组成，最终得到真理距离信息，完成测量流程。通过以上测量步骤，能够得到精确的测量值，且电路结构简单，成本低，更易于推广使用。
[0007]作为优选，上述所述的一种激光相位测距电路，所述的信号接收处理电路包括正弦信号放大电路、信号分路芯片、混频滤波电路，所述的频率源电路的第二输出端与信号接收处理电路中的信号分路芯片连接，所述的信号分路芯片的第一输出端和第二输出端分别与混频滤波电路的第一输入端和第二输入端连接，所述的参考激光信号探测器的输出端与信号接收处理电路中正弦信号放大电路的第一输入端连接，所述的回波信号接收探测器的输出端与信号接收处理电路中正弦信号放大电路的第二输入端连接，所述的正弦信号放大电路的第一输出端和第二输出端分别与混频滤波电路的第三输入端和第四输入端连接，所述的混频滤波电路的第一输出端和第二输出端分别与控制及相位测量电路的第一输入端和第二输入端连接。
[0008]正弦信号放大电路用于对输入的参考激光信号和回波信号进行放大后输出给混频滤波电路，信号分路芯片将输入的参考正弦波信号分为两路输出给混频滤波电路，并分别与参考激光信号和回波信号在混频滤波电路中进行混频，并产生两路具有相位差的差频信号一和信号二输出给信号接收处理电路，使测距结果更加准确。
[0009]作为优选，上述所述的一种激光相位测距电路，所述的控制及相位测量电路采用ARM控制和处理芯片。具有实时控制性好、运算速度快、集成度高的优点。
[0010]作为优选，上述所述的一种激光相位测距电路，所述的频率源电路采用数字频率合成器芯片。具有信号频差可调、频率稳定、频率切换速度快的优点。
[0011]作为优选，上述所述的一种激光相位测距电路，所述的激光器驱动电路采用集成功率放大芯片。具有频率响应带宽范围大，调制深度可调，输出功率可调的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型一种激光相位测距电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图1和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述，但它们不是对本实用新型的限制:
[0014]实施例1
[0015]如图1所示，一种激光相位测距电路，包括控制及相位测量电路1、频率源电路2、激光器驱动电路4、信号接收处理电路3、激光器5、参考激光信号探测器6、回波信号接收探测器7，所述的控制及相位测量电路I的输出端与频率源电路2的输入端连接，所述的频率源电路2的第一输出端与激光器驱动电路4的输入端连接，所述的激光器驱动电路4的输出端与所述的激光器5的输入端连接，所述的频率源电路2的第二输出端与信号接收处理电路3的第一输入端连接，所述的参考激光信号探测器6的输出端与信号接收处理电路3的第二输入端连接，所述的回波信号接收探测器7的输出端与信号接收处理电路3的第三输入端连接，所述的信号接收处理电路3的第一输出端和第二输出端分别与控制及相位测量电路I的第一输入端和第二输入端连接。
[0016]工作时，控制及相位测量电路I将产生控制信号给频率源电路2，使频率源电路2产生低频调制正弦波信号以及与低频调制正弦波信号具有固定频差的参考正弦波信号，其中参考正弦波信号通过频率源电路2的第二输出端输出给信号接收处理电路3，低频调制正弦波信号通过频率源电路2的第一输出端输出给激光器驱动电路4，激光器驱动电路4将得到的低频调制正弦波信号转换成驱动电流输出给激光器5，使激光器5发射测量光束，参考激光信号探测器6用于接收参考激光信号并传给信号接收处理电路3，回波信号接收探测器7用于接收被测目标返回的回波信号并传给信号接收处理电路3，信号接收处理电路3对参考正弦波信号、参考激光信号以及回波信号进行处理后产生两路具有相位差的差频信号一和信号二并输出给控制及相位测量电路I进行计算，得到粗测的距离值，接着控制及相位测量电路I再发出控制信号给频率源电路2，使频率源电路2产生高频调制正弦波信号和与高频调制正弦波信号具有固定频差的参考正弦波信号，并重复以上步骤获得精测的距离值，控制及相位测量电路I在对粗测的距离值以及精测的距离值进行组成，最终得到真理距离信息，完成测量流程。
[0017]作为优选，所述的信号接收处理电路3包括正弦信号放大电路31、信号分路芯片33、混频滤波电路32，所述的频率源电路2的第二输出端与信号接收处理电路3中的信号分路芯片33连接，所述的信号分路芯片33的第一输出端和第二输出端分别与混频滤波电路32的第一输入端和第二输入端连接，所述的参考激光信号探测器6的输出端与信号接收处理电路3中正弦信号放大电路31的第一输入端连接，所述的回波信号接收探测器7的输出端与信号接收处理电路3中正弦信号放大电路31的第二输入端连接，所述的正弦信号放大电路31的第一输出端和第二输出端分别与混频滤波电路32的第三输入端和第四输入端连接，所述的混频滤波电路32的第一输出端和第二输出端分别与控制及相位测量电路I的第一输入端和第二输入端连接。
[0018]作为优选，所述的控制及相位测量电路I采用ARM控制和处理芯片。差频信号一和信号二输入到ARM控制和处理芯片后，ARM控制和处理芯片内部集成的AD芯片将对信号进行采样，采样后通过测量程序的FFT运算模块进行计算，分别计算得到两路信号的初始相位数据，求得相位差信息，再通过计算得到测量距离信息，完成距离值的测量。
[0019]作为优选，所述的频率源电路2采用数字频率合成器芯片。
[0020]作为优选，所述的激光器驱动电路4采用集成功率放大芯片。
[0021]总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种激光相位测距电路，其特征在于:包括控制及相位测量电路(I)、频率源电路(2)、激光器驱动电路(4)、信号接收处理电路(3)、激光器(5)、参考激光信号探测器(6)、回波信号接收探测器(7)，所述的控制及相位测量电路⑴的输出端与频率源电路(2)的输入端连接，所述的频率源电路(2)的第一输出端与激光器驱动电路(4)的输入端连接，所述的激光器驱动电路(4)的输出端与所述的激光器(5)的输入端连接，所述的频率源电路(2)的第二输出端与信号接收处理电路(3)的第一输入端连接，所述的参考激光信号探测器(6)的输出端与信号接收处理电路(3)的第二输入端连接，所述的回波信号接收探测器(7)的输出端与信号接收处理电路(3)的第三输入端连接，所述的信号接收处理电路(3)的第一输出端和第二输出端分别与控制及相位测量电路(I)的第一输入端和第二输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种激光相位测距电路，其特征在于:所述的信号接收处理电路(3)包括正弦信号放大电路(31)、信号分路芯片(33)、混频滤波电路(32)，所述的频率源电路(2)的第二输出端与信号接收处理电路(3)中的信号分路芯片(33)连接，所述的信号分路芯片(33)的第一输出端和第二输出端分别与混频滤波电路(32)的第一输入端和第二输入端连接，所述的参考激光信号探测器出)的输出端与信号接收处理电路(3)中正弦信号放大电路(31)的第一输入端连接，所述的回波信号接收探测器(7)的输出端与信号接收处理电路(3)中正弦信号放大电路(31)的第二输入端连接，所述的正弦信号放大电路(31)的第一输出端和第二输出端分别与混频滤波电路(32)的第三输入端和第四输入端连接，所述的混频滤波电路(32)的第一输出端和第二输出端分别与控制及相位测量电路(I)的第一输入端和第二输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光相位测距电路，其特征在于:所述的控制及相位测量电路(I)采用ARM控制和处`理芯片。
4.根据权利要求1所述的一种激光相位测距电路，其特征在于:所述的频率源电路(2)采用数字频率合成器芯片。
5.根据权利要求1所述的一种激光相位测距电路，其特征在于:所述的激光器驱动电路(4)采用集成功率放大芯片。
【文档编号】G01S17/08GK203535223SQ201320683132
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】徐顶 申请人:永康市盛骏科技有限公司