激光测距仪ppt 2.ppt

激光测距仪 测距原理 系统原理图 发射部分 时间放大 接收部分 单片机 显示部分 测距原理 　　激光脉冲测距与雷达测距在原理上是完全相同的。在测距点激光发射机向被测目标发射激光脉冲，光脉冲穿过大气到达目标，其中一小部分激光经目标反射后返回测距点，并被测距机上的探测系统接收。测出从激光发射时刻到反射光被接收时刻之间的时间间隔t，根据已知光速，即可求出被测目标的距离R为 测距原理框图 原理图 系统原理图 时间放大 利用电容器C 作为储能元件, 在时间t 内K1 闭合, K2 断开, 电容器C 被充电, 充电时间越长, 电容器C 上的电压越高; 当接收到激光回波脉冲时, K1 断开, K2 闭合, 电容器C 放电, 放电时间就是单片机定时器所计时间T。 时间放大原理图 I1 I2 (1) (2) 如图（1）中的I1，I2可以用图（2）来做，图（2）的输出电流为 接收电路部分 这个部分的作用是将接受到的光信号转换成电信号，由于此时的信号比较微弱而且伴随有大量的噪声信号，所以需要对信号进行放大以及滤波，从而得到合适的电信号。电路分为以下几个部分：光电探测器、前置放大电路、滤波电路和主放大电路。 光电探测器 可以作为光电探测器的器件有很多，经过多方查找资料，雪崩二极管所需电压太大，光电倍增管价格太高，光电池面积太大，由于从目标反射回来的待检测光信号非常微弱，为了避免噪声以及暗电流干扰，同时考虑到成本的问题，最终我们选择的是硅光电二极管。 前置放大器电路 参考资料我们采用了集成运算放大器OPA656，以下是电路图： 滤波电路 为了让电路简洁并具有良好的信噪比，保证精确测量，滤波电路采用有源带通滤波器，保证某一频段内的信号通过，但抑制该频段以外的信号。 主放大电路 我们参考资料，选用集成放大器LM308，同时采用正比例放大电路，放大电路的放大倍数即该主放大器的放大倍数为 A=1+R6/R8。 激光测距方案和关键部件系统 半导体激光器 半导体激光器自1962 问世以来发展迅速，目前商品化的半导体激光器波长范围几乎涵盖了从紫外到远红外（0.325~34μm）的光谱区域，且具有体积小、重量轻、易于与其它器件集成等优点。本课题采用的是650nm 的半导体激光器，其价格低廉，体积较小、可以调制成脉冲激光，功率为3~5mW。 激光测距方案和关键部件系统 光信号接收系统 激光测距仪的接收系统首先将光信号转化为电信号，之后再进行放大、分析和计算。接收系统中的光电探测器一般采用光电二极管或雪崩光电二极管，考虑到尽管雪崩光电二极管具有测量灵敏度高、时间相应快等优点，但是由于其工作时所需电压很高（一般为100V~200V），不利于系统的小型化和集成化，因此，我们选用了灵敏度相对较高，且时间响应快（10GHz）、暗电流低（1nA）的由威睿晶科电子有限公司生产的VPP-111-111-10016型硅光二极管。 激光测距方案和关键部件系统 高精度时间测量技术 采用脉冲方式进行激光测距，距离的获得是通过测量激光由发射端到目标端来回往返所需的时间来实现的。由于光在空气中的传播速度约为3×108 米／秒，如果要达到距离精度在厘米范围之内的精度，时间测量精度要在66 皮秒之内，如此高的精度，仅靠传统的单片机计时电路是无法实现的。因此，本课题的核心问题就是要解决高精度的时间测量。国内外许多科研机构和公司都开展过这方面的研究，也报了许多不同精度、不同适用范围、不同质量、不同成本的高精时间测量方法。 单片机 我们采用STC89C52这个单片机，其管脚图如下 显示部分 我们用液晶屏LCD1602来作为显示器 单片机最小系统