，22、电阻；其中，时钟源的工作频率是100MHz。
[0066]本发明实施例中用于计算距离及测距时序的主板电路主要元件有:单片机P89LPC9401、可编程逻辑电路EPM3032、100MHz有源钟频振荡器和高速比较器MAX913等元件。
[0067]其距离测量工作原理是:由激光接收电路板输出回波信号，经高速比较器MAX913整形后得到回波脉冲，回波脉冲加到可编程逻辑电路EPM3032的一个输入端，利用10MHz有源时钟，从发射激光开始对时钟进行计数，至目标回波到达测距仪时停止计数，计下的时钟个数即为激光的传输时间，此时间由单片机P89LPC9401转换成距离数字并显示，测距误差为±lm。测距过程的时间程序，由单片机对各部分电路进行控制。本发明的距离测量为直接计数法，由于10MHz的石英晶体时钟频率稳定性高，产生的距离测量误差小，从而简化了距离误差校准步骤。
[0068]在图7中，单片机8用于测距时序控制、电源控制及液晶显示器的驱动，可编程逻辑电路6和时钟源7用于时间测量，时间测量的起点是由它产生的FSctrl信号，终点是BACKW信号，即目标回波信号。三极管20作为可编程逻辑电路6的电源控制，控制信号来自单片机8的3VC。模式开关2用于测距模式(测量单位、功能等)的转换。电阻21、22作为电池电压取样分压器，以监测电池的使用情况。
[0069]如图8所示，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。图8中图示为:23、三极管，49、第一控制三极管，50、第二控制三极管，24、高速比较器，25、可变电阻,48、插座(与接收电路相同)。
[0070]在图8中，激光接收电路的输出信号中包含目标回波信号和噪声，要从目标回波信号和噪声中选出有效的回波信号，需要一个高速、低噪声电路进行监别，图8电路执行了这个功能。目标回波监别电路的电源(5V)与激光接收电路电源相同，三极管23作为目标回波监别电路电源的控制管，控制信号来自单片机8输出的5VC信号。高速比较器24用于回波信号和噪声的监别，其输入(BACK)通过插座48与主电路板连接，其输出信号(BACKW)是通过整形后的回波脉冲。可变电阻25用于监别阈值的调整。可变电阻25下端的两个三极管49、50的基极控制信号(TPGl、TPG2)来自单片机，有自动升高监别阈值的作用，用于近距离强回波信号的抑制，以使激光测距仪能达到不大于5m的近距离测量。
[0071]如图9所示，为本发明实施例的半导体激光测距仪的低压电源电路的电原理路图。26、三极管，27、集成电路，28、二极管，29、电感，30、电容，31、三端稳压器，32、集成电路，33、二极管，34、电感，35、电容。
[0072]三极管26作为总电源的控制，当触发开关(ACT)短时间按下时，单片机上电，其输出Start信号在定时时间内保持三极管26的接通，以保证后续电源的正常工作。DC-DC升压电路(含集成电路27、二极管28、电感29、电容30等元件)输出5VV电压供单片机8，三端稳压器31输出3V供10MHz的时钟源7和可编程逻辑电路6。DC-DC升压电路(含集成电路32、二极管33、电感34、电容35等元件)输出CVCC电压供高压电源电路7。三端稳压器31为10MHz的时钟源7和可编程逻辑电路6提供3V电源，其中可编程逻辑电路6的电源CVC受单片机控制。本发明实施例的半导体激光测距仪的低压电源电路，在不加反接保护二极管的情况下，可实现电池的反接保护，从而提高了电池的使用效率。
[0073]虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种激光发射电路，其特征在于，包括:储能电容、激光发射管、MOS开关电路和MOS开关驱动电路， 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； 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； 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。
2.如权利要求1所述的激光发射电路，其特征在于，通过所述MOS开关驱动电路控制所述MOS开关电路，包括: 所述MOS开关驱动电路被触发时，控制所述MOS开关电路的接通，使得所述储能电容对所述激光发射管放电，以使所述激光发射管产生脉冲激光；或者， 所述MOS开关驱动电路无输出时，所述MOS开关电路关闭，使得高压电源对所述储能电容进行充电，以准备下一次激光发射。
3.如权利要求1或2所述的激光发射电路，其特征在于，所述MOS开关电路的开关时间满足以下条件: 开启时间ton < 10ns,关闭时间toff ^ 22ns。
4.如权利要求1或2所述的激光发射电路，其特征在于，所述MOS开关电路的脉冲电流满足以下条件: 脉冲电流Ip彡10A0
5.一种激光接收电路，其特征在于，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， 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； 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； 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; 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。
6.如权利要求5所述的激光接收电路，其特征在于，所述第一低噪声三极管和所述第二低噪声三极管组成了低噪声前级放大，所述低噪声宽带后级放大器的最大电压放大倍数可达到400倍，且能够调整，其中，所述低噪声宽带放大器的带宽不小于50MHz，满足测距精度0.1m测距仪的需要。
7.如权利要求6所述的激光接收电路，其特征在于，所述激光接收电路特别适用于PIN光电二极管。
8.一种用于计算距离的电路，其特征在于，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； 所述回波监别电路，用于监别来自激光接收电路的信号，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，可实现最小距离不大于5m的回波探测；所述可编程逻辑电路，用于接收所述回波脉冲，并根据所述时钟源信号对所述回波脉冲进行时间测量； 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，计算目标的距离。
9.如权利要求8所述的用于计算距离的电路，其特征在于，使用了10MHz的频率的有源石英晶体振荡器作为所述时钟源。
10.一种半导体激光测距仪，其特征在于，包括权利要求1-9任一电路的设备。
【专利摘要】本发明提出了一种激光发射电路、激光接收电路、距离计算电路及其设备。其中，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。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。距离计算电路包括：单片机、可编程逻辑电路、时钟源、回波监别电路。本发明还提出了一种低压电源电路，此电路在不加反接二极管的情况下，对外接电源提供反接保护。根据本发明提出的技术方案，能够有效提高半导体激光测距仪的测距范围及测距精度。
【IPC分类】G01S7-484, G01S17-32, G01S7-486
【公开号】CN104714220
【申请号】CN201310674105
【发明人】徐日新, 王顺德
【申请人】重庆爱特光电有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月11日
【公告号】US20150160007