铒玻璃激光接收装置的制作方法

本实用新型涉及一种激光接收装置，尤其涉及一种铒玻璃激光接收装置。

背景技术：

随着军事装备现代化、信息化的快速发展，激光测距机在机载作战和侦察、地面坦克火控、高炮射击、单兵作战等领域得到了极大的发展，已成为部队装备数量最大的光电装备之一。测距机要求最大作用距离2500米，距离精度为±1米。并在测距机显示器上面能够精确显示目标的距离，安装方便，便于携行，以提高作战效率和对作战目标实施精确打击。

无论是单兵作战、机载作战和侦察，都需要轻量化，小体积的激光测距机，要求测距能力加大，稳定性更高。传统的激光接收电路很难达到需求，为此，设计的饵玻璃激光接收单元，使得测距精度进一步提高。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种铒玻璃激光接收装置，其测量精度高，能够克服现有激光测距机技术的弊端，在小体积，轻质量的条件下，能实现长距离的检测。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种铒玻璃激光接收装置，其包括壳体、挡板、接收镜头、雪崩二极管、压帽、接收电路板和盖板；

所述壳体呈长方体形，所述壳体的前侧呈开口状，所述壳体的上侧壁上形成有上开口，所述上开口与所述壳体的内部空间连通，所述接收镜头固定于所述壳体的上侧壁上，且覆盖所述上开口；

所述壳体内水平设置有挡板，所述挡板的中部形成有挡板开口，所述压帽固定于所述挡板上，且所述压帽使用透光的材质制备；所述雪崩二极管设置于所述压帽内，所述接收电路板设置于所述压帽的下方，并与所述雪崩二极管信号连接；

所述壳体上设置有盖板，所述盖板将所述壳体的前侧开口封闭。

可选的，所述接收电路板包括探测电路、跨导放大电路、采样电路和控制器；所述雪崩二极管信号连接于所述探测电路，所述探测电路连接于所述跨导放大电路，所述跨导放大电路连接于所述采样电路，所述采样电路连接于所述控制器。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的激光发射装置采用高精度的雪崩二极管，探测波长范围大，将前置放大电路集成到探测器中，输出的电压信号可以直接给接收放大电路进行放大，处理电路简单，动态响应好。并且控制简单，减少了电源压力。更适合在机载作战和侦察、地面坦克火控、高炮射击、单兵作战等领域应用。

附图说明

图1为本实用新型的铒玻璃激光接收装置的结构示意图；

图2为本实用新型的铒玻璃激光接收装置的结构示意图(去除盖板)；

图3为本实用新型的接收电路板的结构示意图；

图4为本实用新型的供电电路的结构示意图；

图5为本实用新型的接收电路板的结构示意图(包含雪崩二极管)；

图中标记示意为：1-壳体；2-挡板；3-接收镜头；4-雪崩二极管；5-压帽；6-接收电路板；7-盖板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种铒玻璃激光接收装置，尤其是一种用于微型测距机的铒玻璃激光接收装置，其包括壳体、挡板、接收镜头、雪崩二极管、压帽、接收电路板和盖板；

所述壳体呈长方体形，所述壳体的前侧呈开口状，所述壳体的上侧壁上形成有上开口，所述上开口与所述壳体的内部空间连通，所述接收镜头固定于所述壳体的上侧壁上，且覆盖所述上开口，以使得激光穿过所述接收镜头，能照射至所述壳体的内部空间。

所述壳体内水平设置有挡板，所述挡板的中部形成有挡板开口，所述雪崩二极管压帽固定于所述挡板上，且使用透光的材质制备，例如玻璃和有机树脂等；所述雪崩二极管设置于所述压帽内，且所述压帽上开设有通孔，所述雪崩二极管的探测段位于所述通孔内，用于接收通过所述接收镜头照射入所述左容置空间内的激光，用于接收通过所述接收镜头照射入所述壳体内部空间内的激光，并将该激光信号转换为电信号，所述接收电路板设置于所述压帽的下方，并与所述雪崩二极管信号连接，以接收所述雪崩二极管所产生的电信号。

所述壳体上设置有盖板，所述盖板将所述壳体的前侧开口封闭，从而将所述铒玻璃激光器接收装置的其他部分封闭在所述壳体的内部空间内。

所述接收电路板包括探测电路、跨导放大电路、采样电路和控制器。

所述探测电路连接于所述跨导放大电路，所述跨导放大电路连接于所述采样电路，所述采样电路连接于所述控制器。

所述探测电路包括电阻R1、电阻R2和电容C1；所述雪崩二极管的正极端(第1管脚)通过电阻R1连接于HV高压电源；且所述雪崩二极管的正极端还通过电容C1接地；所述雪崩二极管的负极端(第3管脚)通过电阻R2接地；所述雪崩二极管的第2管脚接地。

所述跨导放大电路包括型号为AD8015的芯片、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5；所述雪崩二极管的负极端通过电容C2连接于所述AD8015芯片的lin管脚；所述AD8015芯片的VBYP管脚通过电容C3和电阻R5连接于VCC电源(+5.0V)，所述AD8015芯片的-VS管脚接地；且所述AD8015芯片的+VS端通过电阻R5连接于VCC电源(+5.0V)；所述电容C4的一端通过电阻R5连接于所述VCC电源，所述电容C4的另一端接地。

所述采样电路包括型号为MCP3424的芯片、电阻R3和电阻R4；所述AD8015芯片的+OUT管脚通过电阻R3连接于所述MCP3424芯片的第3管脚(CH2+)；所述AD8015芯片的-OUT管脚通过电阻R4连接于所述MCP3424的芯片的第4管脚(CH2-)；所述MCP3424芯片的第5管脚接地；所述MCP3424芯片的第6管脚连接于VCC电源(+5.0V)。

可选的，所述控制器为型号为ATXMEGA32A4-AU的单片机，所述单片机包括44个管脚，其中所述单片机的第8管脚、第18管脚、第30管脚和第38管脚接地；所述单片机的第9管脚、第19管脚、第31管脚和第39管脚接+3.3V电源；所述单片机的第10管脚连接至所述MCP3424芯片的第7管脚；所述单片机的第11管脚连接至所述MCP3424芯片的第8管脚。

本实施例的铒玻璃激光接收装置在工作时，激光回波信号经过所述雪崩二极管进行探测，传输至跨导放大电路；并经由跨导放大器AD8015处理后，输出为差分信号；所述差分信号通过电阻R3和电阻R4，送入采样电路的输入端，采样电路的输出端数据通过IIC总线送入单片机。

本实施例中，所述HV高压电源采用的是开关电源或者模块电源；其电压可以高达+200V；所述APD1雪崩二极管的灵敏度高、体积小、功耗低、可靠性高、抗电磁干扰强、动态范围大等优点；APD1雪崩二极管的内部光量子的倍增作用，使光电流大大倍增，显著提高了雪崩二极管的灵敏度。

所述APD1雪崩二极管探测到的信号为电流信号，需要跨导放大电路将所述的电流信号变换为电压信号。所述电压信号为微弱的电压信号。所述跨导放大电路的跨导放大器选用的是AD公司的AD8015芯片。AD8015芯片具有低功耗、低噪声、宽带宽的优点，其内部集成了运算放大器和反馈器件，因此无需外加额外的分立元件，电路控制简单。

所述电阻R3和R4是高频输出匹配电阻，所述电容C3为偏置电容。

所述跨导放大器输出的电压信号经过MICROCHIP公司的MCP3424芯片进行采样，所述MCP3424芯片是18位的模拟转数字芯片，并通过IIC总线与单片机进行数据通信。

所述接收电路板还包括供电电路，所述供电电路与所述控制器电路连接，以对所述控制器进行供电；更具体地，所述供电电路包括型号为LM1117的芯片，所述型号为LM1117的芯片的Vin管脚通过电容C80接地，且还通过电容C50接地；所述型号为LM1117的芯片的GND管脚接地，所述型号为LM1117的芯片的Vout管脚通过电容C70接地，该管脚还通过电容C60接地，而且所述Vout管脚即为+3.3V电源供电端，所述型号为LM1117的芯片的Vin管脚连接至VCC电源。

本实用新型的激光发射装置采用高精度的雪崩二极管，探测波长范围大，将前置放大电路集成到探测器中，输出的电压信号可以直接给接收放大电路进行放大，处理电路简单，动态响应好。并且控制简单，减少了电源压力。更适合在机载作战和侦察、地面坦克火控、高炮射击、单兵作战等领域应用。

所述雪崩二极管有PMT光电倍增管，PIN型雪崩二极管和雪崩光电二极管APD，其中PMT尽管有高的增益和较低的噪声，但是体积大、抗电磁干扰能力差考、动态响应范围小一般较少在激光脉冲测距机中使用；PIN和APD都是在半导体结雪崩二极管基础上发展而来的；PIN型内部没有放大，因而限制了灵敏度的进一步提高，APD内部光量子的倍增作用，使光电流大大倍增，显著提高了光传感器的的灵敏度；从上面的分析可知，APD具有灵敏度高、体积小、功耗低、可靠性高、抗电磁干扰强、动态范围大等优点。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。