本實(shí)用新型涉及一種激光接收裝置，尤其涉及一種鉺玻璃激光接收裝置。

背景技術(shù)：

隨著軍事裝備現(xiàn)代化、信息化的快速發(fā)展，激光測(cè)距機(jī)在機(jī)載作戰(zhàn)和偵察、地面坦克火控、高炮射擊、單兵作戰(zhàn)等領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展，已成為部隊(duì)裝備數(shù)量最大的光電裝備之一。測(cè)距機(jī)要求最大作用距離2500米，距離精度為±1米。并在測(cè)距機(jī)顯示器上面能夠精確顯示目標(biāo)的距離，安裝方便，便于攜行，以提高作戰(zhàn)效率和對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)實(shí)施精確打擊。

無(wú)論是單兵作戰(zhàn)、機(jī)載作戰(zhàn)和偵察，都需要輕量化，小體積的激光測(cè)距機(jī)，要求測(cè)距能力加大，穩(wěn)定性更高。傳統(tǒng)的激光接收電路很難達(dá)到需求，為此，設(shè)計(jì)的餌玻璃激光接收單元，使得測(cè)距精度進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是提供一種鉺玻璃激光接收裝置，其測(cè)量精度高，能夠克服現(xiàn)有激光測(cè)距機(jī)技術(shù)的弊端，在小體積，輕質(zhì)量的條件下，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的檢測(cè)。

本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：一種鉺玻璃激光接收裝置，其包括殼體、擋板、接收鏡頭、雪崩二極管、壓帽、接收電路板和蓋板；

所述殼體呈長(zhǎng)方體形，所述殼體的前側(cè)呈開(kāi)口狀，所述殼體的上側(cè)壁上形成有上開(kāi)口，所述上開(kāi)口與所述殼體的內(nèi)部空間連通，所述接收鏡頭固定于所述殼體的上側(cè)壁上，且覆蓋所述上開(kāi)口；

所述殼體內(nèi)水平設(shè)置有擋板，所述擋板的中部形成有擋板開(kāi)口，所述壓帽固定于所述擋板上，且所述壓帽使用透光的材質(zhì)制備；所述雪崩二極管設(shè)置于所述壓帽內(nèi)，所述接收電路板設(shè)置于所述壓帽的下方，并與所述雪崩二極管信號(hào)連接；

所述殼體上設(shè)置有蓋板，所述蓋板將所述殼體的前側(cè)開(kāi)口封閉。

可選的，所述接收電路板包括探測(cè)電路、跨導(dǎo)放大電路、采樣電路和控制器；所述雪崩二極管信號(hào)連接于所述探測(cè)電路，所述探測(cè)電路連接于所述跨導(dǎo)放大電路，所述跨導(dǎo)放大電路連接于所述采樣電路，所述采樣電路連接于所述控制器。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型的激光發(fā)射裝置采用高精度的雪崩二極管，探測(cè)波長(zhǎng)范圍大，將前置放大電路集成到探測(cè)器中，輸出的電壓信號(hào)可以直接給接收放大電路進(jìn)行放大，處理電路簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。并且控制簡(jiǎn)單，減少了電源壓力。更適合在機(jī)載作戰(zhàn)和偵察、地面坦克火控、高炮射擊、單兵作戰(zhàn)等領(lǐng)域應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的鉺玻璃激光接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的鉺玻璃激光接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(去除蓋板)；

圖3為本實(shí)用新型的接收電路板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的供電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的接收電路板的結(jié)構(gòu)示意圖(包含雪崩二極管)；

圖中標(biāo)記示意為：1-殼體；2-擋板；3-接收鏡頭；4-雪崩二極管；5-壓帽；6-接收電路板；7-蓋板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種鉺玻璃激光接收裝置，尤其是一種用于微型測(cè)距機(jī)的鉺玻璃激光接收裝置，其包括殼體、擋板、接收鏡頭、雪崩二極管、壓帽、接收電路板和蓋板；

所述殼體呈長(zhǎng)方體形，所述殼體的前側(cè)呈開(kāi)口狀，所述殼體的上側(cè)壁上形成有上開(kāi)口，所述上開(kāi)口與所述殼體的內(nèi)部空間連通，所述接收鏡頭固定于所述殼體的上側(cè)壁上，且覆蓋所述上開(kāi)口，以使得激光穿過(guò)所述接收鏡頭，能照射至所述殼體的內(nèi)部空間。

所述殼體內(nèi)水平設(shè)置有擋板，所述擋板的中部形成有擋板開(kāi)口，所述雪崩二極管壓帽固定于所述擋板上，且使用透光的材質(zhì)制備，例如玻璃和有機(jī)樹(shù)脂等；所述雪崩二極管設(shè)置于所述壓帽內(nèi)，且所述壓帽上開(kāi)設(shè)有通孔，所述雪崩二極管的探測(cè)段位于所述通孔內(nèi)，用于接收通過(guò)所述接收鏡頭照射入所述左容置空間內(nèi)的激光，用于接收通過(guò)所述接收鏡頭照射入所述殼體內(nèi)部空間內(nèi)的激光，并將該激光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，所述接收電路板設(shè)置于所述壓帽的下方，并與所述雪崩二極管信號(hào)連接，以接收所述雪崩二極管所產(chǎn)生的電信號(hào)。

所述殼體上設(shè)置有蓋板，所述蓋板將所述殼體的前側(cè)開(kāi)口封閉，從而將所述鉺玻璃激光器接收裝置的其他部分封閉在所述殼體的內(nèi)部空間內(nèi)。

所述接收電路板包括探測(cè)電路、跨導(dǎo)放大電路、采樣電路和控制器。

所述探測(cè)電路連接于所述跨導(dǎo)放大電路，所述跨導(dǎo)放大電路連接于所述采樣電路，所述采樣電路連接于所述控制器。

所述探測(cè)電路包括電阻R1、電阻R2和電容C1；所述雪崩二極管的正極端(第1管腳)通過(guò)電阻R1連接于HV高壓電源；且所述雪崩二極管的正極端還通過(guò)電容C1接地；所述雪崩二極管的負(fù)極端(第3管腳)通過(guò)電阻R2接地；所述雪崩二極管的第2管腳接地。

所述跨導(dǎo)放大電路包括型號(hào)為AD8015的芯片、電容C2、電容C3、電容C4和電阻R5；所述雪崩二極管的負(fù)極端通過(guò)電容C2連接于所述AD8015芯片的lin管腳；所述AD8015芯片的VBYP管腳通過(guò)電容C3和電阻R5連接于VCC電源(+5.0V)，所述AD8015芯片的-VS管腳接地；且所述AD8015芯片的+VS端通過(guò)電阻R5連接于VCC電源(+5.0V)；所述電容C4的一端通過(guò)電阻R5連接于所述VCC電源，所述電容C4的另一端接地。

所述采樣電路包括型號(hào)為MCP3424的芯片、電阻R3和電阻R4；所述AD8015芯片的+OUT管腳通過(guò)電阻R3連接于所述MCP3424芯片的第3管腳(CH2+)；所述AD8015芯片的-OUT管腳通過(guò)電阻R4連接于所述MCP3424的芯片的第4管腳(CH2-)；所述MCP3424芯片的第5管腳接地；所述MCP3424芯片的第6管腳連接于VCC電源(+5.0V)。

可選的，所述控制器為型號(hào)為ATXMEGA32A4-AU的單片機(jī)，所述單片機(jī)包括44個(gè)管腳，其中所述單片機(jī)的第8管腳、第18管腳、第30管腳和第38管腳接地；所述單片機(jī)的第9管腳、第19管腳、第31管腳和第39管腳接+3.3V電源；所述單片機(jī)的第10管腳連接至所述MCP3424芯片的第7管腳；所述單片機(jī)的第11管腳連接至所述MCP3424芯片的第8管腳。

本實(shí)施例的鉺玻璃激光接收裝置在工作時(shí)，激光回波信號(hào)經(jīng)過(guò)所述雪崩二極管進(jìn)行探測(cè)，傳輸至跨導(dǎo)放大電路；并經(jīng)由跨導(dǎo)放大器AD8015處理后，輸出為差分信號(hào)；所述差分信號(hào)通過(guò)電阻R3和電阻R4，送入采樣電路的輸入端，采樣電路的輸出端數(shù)據(jù)通過(guò)IIC總線送入單片機(jī)。

本實(shí)施例中，所述HV高壓電源采用的是開(kāi)關(guān)電源或者模塊電源；其電壓可以高達(dá)+200V；所述APD1雪崩二極管的靈敏度高、體積小、功耗低、可靠性高、抗電磁干擾強(qiáng)、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)；APD1雪崩二極管的內(nèi)部光量子的倍增作用，使光電流大大倍增，顯著提高了雪崩二極管的靈敏度。

所述APD1雪崩二極管探測(cè)到的信號(hào)為電流信號(hào)，需要跨導(dǎo)放大電路將所述的電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)。所述電壓信號(hào)為微弱的電壓信號(hào)。所述跨導(dǎo)放大電路的跨導(dǎo)放大器選用的是AD公司的AD8015芯片。AD8015芯片具有低功耗、低噪聲、寬帶寬的優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)部集成了運(yùn)算放大器和反饋器件，因此無(wú)需外加額外的分立元件，電路控制簡(jiǎn)單。

所述電阻R3和R4是高頻輸出匹配電阻，所述電容C3為偏置電容。

所述跨導(dǎo)放大器輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)MICROCHIP公司的MCP3424芯片進(jìn)行采樣，所述MCP3424芯片是18位的模擬轉(zhuǎn)數(shù)字芯片，并通過(guò)IIC總線與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

所述接收電路板還包括供電電路，所述供電電路與所述控制器電路連接，以對(duì)所述控制器進(jìn)行供電；更具體地，所述供電電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M1117的芯片，所述型號(hào)為L(zhǎng)M1117的芯片的Vin管腳通過(guò)電容C80接地，且還通過(guò)電容C50接地；所述型號(hào)為L(zhǎng)M1117的芯片的GND管腳接地，所述型號(hào)為L(zhǎng)M1117的芯片的Vout管腳通過(guò)電容C70接地，該管腳還通過(guò)電容C60接地，而且所述Vout管腳即為+3.3V電源供電端，所述型號(hào)為L(zhǎng)M1117的芯片的Vin管腳連接至VCC電源。

本實(shí)用新型的激光發(fā)射裝置采用高精度的雪崩二極管，探測(cè)波長(zhǎng)范圍大，將前置放大電路集成到探測(cè)器中，輸出的電壓信號(hào)可以直接給接收放大電路進(jìn)行放大，處理電路簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。并且控制簡(jiǎn)單，減少了電源壓力。更適合在機(jī)載作戰(zhàn)和偵察、地面坦克火控、高炮射擊、單兵作戰(zhàn)等領(lǐng)域應(yīng)用。

所述雪崩二極管有PMT光電倍增管，PIN型雪崩二極管和雪崩光電二極管APD，其中PMT盡管有高的增益和較低的噪聲，但是體積大、抗電磁干擾能力差考、動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍小一般較少在激光脈沖測(cè)距機(jī)中使用；PIN和APD都是在半導(dǎo)體結(jié)雪崩二極管基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的；PIN型內(nèi)部沒(méi)有放大，因而限制了靈敏度的進(jìn)一步提高，APD內(nèi)部光量子的倍增作用，使光電流大大倍增，顯著提高了光傳感器的的靈敏度；從上面的分析可知，APD具有靈敏度高、體積小、功耗低、可靠性高、抗電磁干擾強(qiáng)、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。

以上實(shí)施例的先后順序僅為便于描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。