激光測量技術方案

激光測量技術方案是通過測量激光光束在待測距離上往返傳播的時間來換算距離的，其換算公式為：(2.1)式中d為待測距離;c為激光在大氣中傳播的速度；t為激光在待測距離上的往返傳播時間。這里，c作為己知量，t作為待測量。激光脈沖測距儀的工作過程大致如下：當測距儀對準目標后,激光器就發(fā)出一個很強很窄的光脈沖，這個光脈沖經(jīng)過發(fā)射望遠鏡，壓縮了它的發(fā)散角。在脈沖發(fā)射出去的同時，其中極小一部分光立即由兩塊反射鏡反射而進入接收望遠鏡,它作為發(fā)射參考信號，用來標定激光發(fā)出的時間。參考信號進入接收望遠鏡后，經(jīng)過濾光片到達光電轉換器(光電倍增管或光電二極管等光電元件)，于是光信號變成電信號，即光脈沖變成電脈沖。這個電脈沖經(jīng)放大，整形后送入時間測量系統(tǒng)，使其開始計時。而射向目標的光脈沖，由于目標的漫反射作用，總有一部分光從原路反射回來，而進入接收望遠鏡，它同樣經(jīng)過濾光片，光電轉換器，放大整形電路而進入時間測量系統(tǒng)，使其停止計時。由此便可以得到激光往返的時間。接收系統(tǒng)綜合以上幾點要求；由于激光（8號的波長為905nm應該使用對該波長響應度比較高的S—APD作為接收器件。芙區(qū)EG&G公司生產(chǎn)的C3O724E波長在800至950nm一股有綿ffi的哺應度.礙印二9A/W（@T=220M=15.X=900nm）.接收器頁往為0.5mm.四應時間ir^5ns.并且沒有下降時的檢用.該器件工作在對遑度芟化比較不敏感的區(qū)域（-40-70工）?因此很容易在沒有爲度補償?shù)那闆r下實現(xiàn)搔牧.嗓聲較低.所以比牧適合于在討景維照度較高的應用場合.足比較理想的光電接收器件?具仮棗歟見取3.1.SiAPD—LowCut圧少Volumfr-400n?ato10WInmTechnicalSpecirc-fitionmnteIMrt”如■DmMOWWIrtOw.■則?HOM?!■)Kf.MlMlWF節(jié)MDmmC?7?<n>n9(?iun)astil1a11CX7MPn?ika35Alti11ZcmdiMrTda^Cft3.1C30724E1要鑒數(shù)圈3.9C30724E的實劎出§3.13 C30724E反向偏JI發(fā)生電路C30724E需加反向偏斥才能產(chǎn)生寓刖效庾.山參考文獻剛町知.C30724E正?！缸鲿r需要住明極加上160V耳右的宜流反向偏乜才隧1?電路工作煤理及元件的城掙島壓發(fā)生電閉的主燙元件（也有二開關三極管①鉗能電感—餓流二極管D，以及輸出鴻波電容C和用F產(chǎn)生方波的集成電閒11-LM555CN.電協(xié)的基本工作飯理是當三極怦T導通臥能雖從電添流入.井儲存于電曙L中，由于三根管導通期可正向跑和壓降做小.因記這時-WD斥偏，負孜由濾波電零C供給陡匱.將電容中儲存的能誼9W/R祥放給員瓠當三根帕8止時，電昭中的電流不能宛棗它上面產(chǎn)生的感底電劈阻止電說的減小，感應電勢的極性為上負下正，二極骨D導通，電廉中陸存的能I;CL1V2）{A入電客〈充電入并供給負我.LM555CK集成宅路的作用念產(chǎn)生一龍須率的方液信號，使三極管周期性的導曙截止.從而在輸出端得到較奇的輸岀電總下面是商宦發(fā)主電賂原理用；由于選用的普通電感栩有-定的電滅飽和原.因此如果三極管的導連時閭太長，那么電感上流過的電沆褂達到飽札即電漑不能持續(xù)期長,所以這時惺并不能得到牧大的綿出電壓，反而由于頻率較小的關系，導致一極管上的功率損耗規(guī)大S再加上電容上漏電澆的彩響，如臬長時阿不能充電，反而將使輸出聯(lián)壓值減小■電黯的利用率久大澤任’片以要選掙合理的參數(shù)值?使從555電路中得到的周期能恰好?使電胳工作崔接圾傳別的狀態(tài)，這樣的設計能提寫電跌的轉化報率。同時.由于電路工作在不飽和的狀態(tài)下.就可以逍過調節(jié)三般管的導通時間來較好的控制檢出電雇°在電感電液未到達飽和狀態(tài)時.忽踣曾子的導通眩降.可以通過卞面的武子來計算輸出電壓?匕?出仝眩 (3.10)&武中：0是三極管導通時間；q是三極管的截止時i毗匕是輸出電壓：耳是電源提供的電;玉。rtl{3.10)可以看出，當“很小，It亠招對比較大時,就能夠得到很人的匕值=當該電路工作在穩(wěn)圧狀崙時，輸出電用為恫定值匕，只婪適肖迭抒電容G.顯産使紋滾足夠小.如十要丈紋波為△匕、注流輸出電漉為人時?由千管于導通期間全部仇孩部由C.供電，因此C］取決于下要比咬大的輸呂電壓.就歸箜電感的飽期電涼盡可能更大?同時，在宋飽和狀態(tài)N也可以用增加電感的方法來得到較大的輸出屯玉”2電1E控制反慣電昭為了得到更加夯定的電壓，并旦使電壓徑?定范劇內可謂，在高圧發(fā)生電路豐加入~個反鎖問路"這個反饋回路刊用輸出電壓怙來控制555集成電路的第5卿，使施5的輛出頻率以及占空比發(fā)生變化，從応起到控制輸出電壓嶺的作用。如圖3.11,555輸出方液液形，它的周期丁胡壞。其值由555電路中的電阻、電洛，以及％來決定，吳體的計算公式如下r7■產(chǎn)為十 In(寫學L) °?⑵卩穴-丫吋IgJnZ (3.13)555輸出方派ES死由以上兩式可以看出，逍改變鶴時.◎運不變前.只有￡發(fā)生了變化，也敎是說坂率和占寺比發(fā)生了支化?因為厶彳、變，所以乙”詵小於，￡也減小，使匕減仏G變大時.7；也變大?便匕變大?為『使包感1：作在不館和的狀念下.杵所選的元舛參數(shù)下，應諺使不小丁?30微秒。該電路可以產(chǎn)生的高壓人小由3J0.3U113式?jīng)Q定，其中3.12和33中的"巧即3?10式中抑“.該電烙可以提供的電流出下式?jīng)Q定:其中匚為漩過電凰的般大電涼?匕為輸出電壓。只姜元件摻數(shù)選擇恰當?運用這個電圧放大電路能將■倫入電壓放大到三I?倍以上「并且輸J1電叢有啜好的穩(wěn)定復.該電路可以強供的電流約為0?泊■足以更動ATD正常工作.輸入電壓在5Y時，工作電澆約為0.1九輸出電壓】60哲可提供的電汽妁為0.5mA,§3.2前査放大器設計時置放大卷是■種用來完咸傳憊器與后續(xù)電躋性能匹配的部件，對比左要的性能要求由傳感希件質和后續(xù)杜理疸烙的要求決定。對于半導體激光刻柜的比削前克放大爲?Jan妥的性能要求是低嗓聲，這是兇為在對&合作目標測更和定距的悄況卞，遊入接收機場的叵波功羞非常小.住橄光測陀嚶求的空視韭離電幗內，放大腎的燥聲已經(jīng)成為探測的主要隔制說素，耘垛聲的前貿放大器就意味若大的捺測茹離.主放大器基本是用央提供足夠大的活益■以方便后續(xù)