激光接收器、滤波器、第一低通滤波器、第二低通滤波器和第二混频器，单片机具有第一 ADC引脚和第二ADC引脚两个采样口。
[0031]数据输出及控制输入装置与单片机双向通信，用于进行控制数据的输入以及测量数据的输出，数据输出及控制输入装置一般可使用按键和段码式液晶，部分激光测距仪使用蓝牙手机通信，当然其他能够实现数据输入和输出的设备也同样适用。
[0032]单片机控制锁相环输出一高频主振频率给激光发射器和第一混频器，同时直接输出一低频信号。单片机可采用STM32系列单片机。
[0033]激光发射器用于发出光波，该光波经锁相环输出的高频主振频率调制后输出调幅波发送给激光激光接收器；激光接收器解调该调幅波后输出经相位延迟后的高频主振频率给第二混频器。
[0034]第一混频器接收锁相环的高频主振频率和单片机的低频信号，并将两者混频产生本振频率输出给滤波器滤波。这里的滤波器可采用高通或第一低通滤波器，当选用高通滤波器时，经滤波后输出上混频信号给第二混频器；当选用第一低通滤波器时，经滤波后输出下混频信号给第二混频器。本实用新型中的本振频率是由单片机自己产生的，与现有技术相比，在结构上省去了一个锁相环，且本振频率不需要计算，如果采样的定时器时钟有一定偏差，那么同样低频也会有相同的偏差，最终的采样还是可以满足一周期固定的采样次数。
[0035]第二混频器接收激光接收器的高频主振频率和经滤波器过滤后的上/下混频信号，并将两者进行混频，混频产生的信号输出给第二低通滤波器进行过滤，过滤后输出外光路低频信号给单片机的第一 ADC引脚。
[0036]另外，单片机输出的低频信号经第三低通滤波器过滤后，输出内光路低频信号给单片机的第二 ADC引脚。
[0037]单片机同时同步采样第一 ADC引脚和第二 ADC引脚处对应的外、内光路的低频信号，计算出两者的相位差。本实用新型采用单片机的两个ADC引脚同时同步进行ADC信号采样，省去了 ADC采样同步时钟，也不需要内外光路切换开关，简化了结构设计，同时也增加了采样速度和计算结果的可靠性。单片机计算相位差的原理为公知技术，这里便不再赘述。
[0038]作为可替换的，可将上述方案中的第二混频器和激光接收器集成于一 APD内，即可将两者替换为一雪崩光电二极管(APD)，由APD实现激光接收和混频。
[0039]本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种单个锁相环的相位式激光测距仪，其特征在于:包括锁相环、激光发射器、单片机、第一混频器、激光接收器和第二混频器，所述单片机具有第一 ADC引脚和第二 ADC引脚， 所述锁相环输出高频主振频率给所述激光发射器和第一混频器； 所述激光发射器发出光波经所述高频主振频率调制成调幅波发送给所述激光激光接收器； 所述单片机输出低频信号给所述第一混频器及将所述低频信号作为内光路低频信号直接输出给第二 ADC引脚； 所述第一混频器将接收的所述高频主振频率和所述低频信号混频输出本振频率给所述第二混频器； 所述激光接收器解调所述调幅波并输出相位延迟后的高频主振频率给所述第二混频器; 所述第二混频器将接收的所述本振频率和相位延迟后的高频主振频率混频产生外光路低频信号给所述单片机的第一 ADC引脚； 所述单片机同时同步采样所述第一 ADC引脚和第二 ADC引脚对应的外、内光路的低频信号，计算出两者的相位差。2.根据权利要求1所述的单个锁相环的相位式激光测距仪，其特征在于，还包括与所述单片机双向通信的数据输出及控制输入装置。3.根据权利要求2所述的单个锁相环的相位式激光测距仪，其特征在于，所述数据输出及控制输入装置至少为按键和段码式液晶或蓝牙手机。4.根据权利要求1所述的单个锁相环的相位式激光测距仪，其特征在于，所述第一混频器和第二混频器之间还连接一高通滤波器，所述本振频率经所述高通滤波器输出上混频信号给所述第二混频器。5.根据权利要求1所述的单个锁相环的相位式激光测距仪，其特征在于，所述第一混频器和第二混频器之间还连接一第一低通滤波器，所述本振频率经所述第一低通滤波器输出下混频信号给所述第二混频器。6.根据权利要求1所述的单个锁相环的相位式激光测距仪，其特征在于，所述第二混频器和所述第一 ADC引脚之间还连接一第二低通滤波器，用于对所述第二混频器输出的信号进行低通率波并输出所述外光路低频信号给所述单片机的第一 ADC引脚。7.根据权利要求1所述的单个锁相环的相位式激光测距仪，其特征在于，所述单片机第二 ADC引脚的上游还设置一第三低通滤波器，所述单片机输出的低频信号经所述第三低通滤波器过滤后输出所述内光路低频信号给第二 ADC引脚。8.根据权利要求1所述的单个锁相环的相位式激光测距仪，其特征在于，所述第二混频器和激光接收器集成于一雪崩光电二极管内。
【专利摘要】本实用新型揭示了一种单个锁相环的相位式激光测距仪，包括锁相环、激光发射器、单片机、第一混频器、激光接收器和第二混频器，由单片机输出的低频信号和锁相环输出的高频主振频率混频产生本振频率，该本振频率与经外光路后产生相位延迟的高频主振频率混频输出外光路低频信号给单片机的其中一个ADC口；由单片机直接输出低频信号作为内光路低频信号给另一个ADC口；单片机同时同步采样两个ADC口的信号，计算两者的相位差。本实用新型优化了现有相位式激光测距仪的结构，降低成本，且提高其测距精度。
【IPC分类】G01C3/00
【公开号】CN204718583
【申请号】CN201520423565
【发明人】姚玺峰, 邢星
【申请人】上海诺司纬光电仪器有限公司, 美国西北仪器公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月18日