一种基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光工具技术领域，具体讲是一种基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪。
【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很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，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。但是现有的激光测距仪的最大测量距离是受到限制的，不可扩展。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的问题是提供一种相干性要求低、速度快、实现结构简单、峰值输出功率高、重复频率高且范围大的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，包括光学发射系统、光学接收系统，其特征在于，其还包括单片机、第一 DDS模块、第二 DDS模块、调制驱动电路、半导体激光器、APD反向偏压电路、自动增益控制电路、第一混频电路、第二混频电路、AD转换模块、LCD显示模块以及上位机，所述单片机分别与所述上位机、AD转换模块、LCD显示模块、第一 DDS模块、第二 DDS模块连接，所述调制驱动电路与所述第一 DDS模块连接，所述半导体激光器分别与所述调制驱动电路、光学发射系统连接，所述第一混频电路分别与所述第一 DDS模块、第二 DDS模块、AD转换模块连接，所述第二混频电路分别与AD转换模块、第二DDS模块、自动增益控制电路连接，所述APD反向偏压电路分别与自动增益控制电路、光学接收系统连接。
[0005]优选地，上述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其中所述光学发射系统包括第一连续波激光发射机、第二连续波激光发射机、脉冲波激光发射机。
[0006]优选地，上述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其中所述单片机的型号为 MSP430F449。
[0007]优选地，上述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其中所述第一 DDS模块、第二 DDS模块均包括依次连接的脉冲累加器、正弦ROM表、数模转换器。
[0008]优选地，上述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其中所述Aro反向偏压电路包括方波产生电路、开关三极管、储能电感、滤波器件和二极管。
[0009]优选地，上述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其中所述AD转换模块的型号为AD7922。
[0010]优选地，上述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其中所述上位机为个人计算机。
[0011]本实用新型的技术效果主要体现在:相干性要求低、速度快、实现结构简单、峰值输出功率高、重复频率高且范围大。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的原理框图；
[0013]图2为本实用新型中的第一 DDS模块或第二 DDS模块结构框图；
[0014]图3为本实用新型中的APD反向偏压电路的电路原理图；
[0015]图4为本实用新型中的自动增益控制电路的电路原理图；
[0016]图5为本实用新型中的第一混频电路或第二混频电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】，作进一步地讲述，以使本实用新型的技术方案更易于理解和掌握。
[0018]如图1、2、3、4、5所示，一种基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，包括光学发射系统、光学接收系统、单片机、第一 DDS模块、第二 DDS模块、调制驱动电路、半导体激光器、APD反向偏压电路、自动增益控制电路、第一混频电路、第二混频电路、AD转换模块、LCD显示模块以及上位机，单片机分别与上位机、AD转换模块、LCD显示模块、第一 DDS模块、第二DDS模块连接，调制驱动电路与第一 DDS模块连接，半导体激光器分别与调制驱动电路、光学发射系统连接，第一混频电路分别与第一 DDS模块、第二 DDS模块、AD转换模块连接，第二混频电路分别与AD转换模块、第二 DDS模块、自动增益控制电路连接，APD反向偏压电路分别与自动增益控制电路、光学接收系统连接。其中光学接收系统包括双凸透镜。
[0019]其中光学发射系统包括第一连续波激光发射机、第二连续波激光发射机、脉冲波激光发射机。单片机的型号为MSP430F449，AD转换模块的型号为AD7922。第一 DDS模块、第二 DDS模块均包括依次连接的脉冲累加器、正弦ROM表、数模转换器。APD反向偏压电路包括方波产生电路、开关三极管、储能电感、滤波器件和二极管。上位机为个人计算机。
[0020]本实用新型的工作原理是:单片机分别控制第一 DDS模块、第二 DDS模块根据粗尺或者精尺频率发出精密高频稳的调制信号和本振信号，调制信号对特定波长的连续红外激光进行幅度调制，经过调制的激光通过光学发射系统发射，发射到反射物而被发射回来，利用双凸透镜把反射光汇聚到Aro反向偏压电路上进行接收和放大。反向偏压电路输出的信号是调幅信号，该信号经过峰值取样和自动增益控制电路进行解调，得到包含距离信息的调制信号。调制信号和本振信号第一混频电路混频放大后产生标准的差频信号，回波中的信号和本振信号经过第二混频电路混频放大，二者送到AD转换模块多通道中进行采样，采样数据传送给单片机进行快速傅里叶变换，得出两组信号中包含的脉冲信息进而求出脉冲差。计算得到具体的距离值通过液晶显示模块显示并送上位机。
[0021]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，包括光学发射系统、光学接收系统，其特征在于:其还包括单片机、第一 DDS模块、第二 DDS模块、调制驱动电路、半导体激光器、APD反向偏压电路、自动增益控制电路、第一混频电路、第二混频电路、AD转换模块、LCD显示模块以及上位机，所述单片机分别与所述上位机、AD转换模块、LCD显示模块、第一 DDS模块、第二 DDS模块连接，所述调制驱动电路与所述第一 DDS模块连接，所述半导体激光器分别与所述调制驱动电路、光学发射系统连接，所述第一混频电路分别与所述第一 DDS模块、第二 DDS模块、AD转换模块连接，所述第二混频电路分别与AD转换模块、第二 DDS模块、自动增益控制电路连接，所述APD反向偏压电路分别与自动增益控制电路、光学接收系统连接。
2.根据权利要求1所述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其特征在于:所述光学发射系统包括第一连续波激光发射机、第二连续波激光发射机、脉冲波激光发射机。
3.根据权利要求1所述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其特征在于:所述单片机的型号为MSP430F449。
4.根据权利要求1所述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其特征在于:所述第一 DDS模块、第二 DDS模块均包括依次连接的脉冲累加器、正弦ROM表、数模转换器。
5.根据权利要求1所述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其特征在于:所述Aro反向偏压电路包括方波产生电路、开关三极管、储能电感、滤波器件和二极管。
6.根据权利要求1所述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其特征在于:所述AD转换模块的型号为AD7922。
7.根据权利要求1所述的基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，其特征在于:所述上位机为个人计算机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于数字脉冲驱动的高精度激光测距仪，包括光学发射系统、单片机、第二DDS模块、半导体激光器、第一混频电路、第二混频电路、AD转换模块、LCD显示模块、上位机、与第一DDS模块连接的调制驱动电路、与APD反向偏压电路连接的自动增益控制电路、光学接收系统，单片机与上位机、AD转换模块、LCD显示模块、第一DDS模块、第二DDS模块连接，半导体激光器分别与调制驱动电路、光学发射系统连接，第一混频电路分别与第一DDS模块、第二DDS模块、AD转换模块连接，第二混频电路分别与AD转换模块、第二DDS模块、自动增益控制电路连接。其有益效果是：相干性要求低、速度快、实现结构简单、峰值输出功率高、重复频率高且范围大。
【IPC分类】G01S17-08
【公开号】CN204595214
【申请号】CN201520249415
【发明人】蔡贤卿, 黄启玉
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月20日