用于相位法激光測距的電路系統設計

519880 2017-06-14 | pdf | 131KB | 次下載 | 免費

資料介紹

　　本文論述了相位法激光測距的原理和引起誤差的原因，提出了電路系統設計方案，著重對頻率電路和精密檢相電路進行了較為深入的分析與討論。針對大小角度、零點漂移和信號幅度等原因引起的測量誤差，本文提出了具體的解決措施，提高了數字檢相電路的測相精度和穩定性，最后給出了測試方法和測試結果

　　相位法激光測距是利用發射的調制光和被目標反射的接收光之間光強的相位差包含的距離信息來實現對被測目標距離的測量，由于采用調制和差頻測相等技術，具有測量精度高的優點，廣泛用于有合作目標的精密測距場合。本文所述電路系統即是利用相位式激光測距原理，結合光纖光路系統實現對儲油罐等大型容器的遠距離液位測量［ 1］。

　　電路系統設計方案基于相位激光測距原理的光纖液位計原理框圖如圖 1所示。電路系統由頻率綜合電路、激光調制驅動電路、光電接收低噪聲放大電路、混頻電路、數字檢相電路和單片機電路組成。方案采用“雙路比相法”設置內外光路，經 f L高頻調制的光波分兩路通過光纖光路進入容器，內光路從容器頂部反射，以此為基準信號 e ’ r ，外光路從待測液面反射，作為測距信號 e ’ r ，外光路從待測液面反射，作為測距信號 e ’ m ，e ’ r 和 e ’ m 被光電接收管接收，經低噪放大器后還原為高頻調制波，再經混頻器與 f M 混頻后成為 2路中頻信號 er 和 em ， er 和 em的相位差反映了距離 S ，而待測液位高度 h= H- S。經過由內外光路直接比相后，可以消除光路和電路的附加相移對系統誤差的影響。

用于相位法激光測距的電路系統設計