一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光測(cè)距裝置，尤其是涉及一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀。
【背景技術(shù)】
[0002]激光測(cè)距儀因測(cè)量精度高、使用方便而廣泛應(yīng)用于建筑、室內(nèi)裝潢等領(lǐng)域。一般激光測(cè)距裝置大多選用雪崩光電二極管來(lái)作為接收反射光束的接收元器件。雪崩光電二極管因其固有的電氣特性，在外界條件變化時(shí)，比如溫度、光強(qiáng)變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電參數(shù)變化，比如倍增因子、相位的變化，從而造成測(cè)量精度的降低。同時(shí)，電路老化等其他原因也會(huì)造成測(cè)量精度的降低。為此，國(guó)內(nèi)外都有研發(fā)相應(yīng)的措施，來(lái)減少這種測(cè)量誤差。傳統(tǒng)的辦法就是增加校準(zhǔn)裝置，一種是利用反射鏡片，將一部分發(fā)射光通過(guò)機(jī)內(nèi)固定距離后反射到另一套雪崩光電二極管接收系統(tǒng)中，把測(cè)量數(shù)據(jù)和固定距離比較后，生成修正參數(shù)，再用此參數(shù)來(lái)修正被測(cè)距離的測(cè)量數(shù)據(jù)，從而提高測(cè)量精度。另一種是，將因雪崩光電二極管及電路產(chǎn)生的誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后，隨激光一起發(fā)射出去，被雪崩光電二極管接收后，在混頻時(shí)和固有的誤差信號(hào)抵消，從而提高精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀，本實(shí)用新型的測(cè)距儀采用雙通道數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)，測(cè)距儀的PLL鎖相電路產(chǎn)生的本振信號(hào)和主振信號(hào)在混頻時(shí)與固有的誤差信號(hào)抵消，從而提高精度?；夭ㄐ盘?hào)在二極管接收電路中進(jìn)行光混頻后通過(guò)跨阻放大器，低通濾波器得到測(cè)量差頻信號(hào)輸入微處理器，用修正參數(shù)來(lái)修正該測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高了測(cè)量精度。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀，其特征在于:包括微處理器和與所述微處理器輸入端連接的第一低通濾波器、第二低通濾波器，所述微處理器輸出端與PLL鎖相電路連接，所述PLL鎖相電路輸出端包括本振信號(hào)輸出端和主振信號(hào)輸出端，所述PLL鎖相電路本振信號(hào)輸出端一路經(jīng)調(diào)制后輸出給激光發(fā)射電路，另一路輸出給電混頻電路，所述PLL鎖相電路主振信號(hào)輸出端一路經(jīng)調(diào)制后輸出給二極管接收電路，另一路也輸出給電混頻電路，所述電混頻電路輸出端與第一低通濾波器連接，所述二極管接收電路輸出端與跨阻放大器連接，所述跨阻放大器輸出端與第二低通濾波器連接。
[0005]上述的一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀，其特征在于:所述微處理器內(nèi)含2個(gè)A/D采樣內(nèi)核。
[0006]上述的一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀，其特征在于:所述PLL鎖相電路為基于⑶CE925芯片的電路。
[0007]上述的一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀，其特征在于:所述電混頻電路包括三極管Ql，所述三極管Ql基極與電阻R2 —端、R7 —端連接，所述電阻R2另一端接地，所述電阻R7另一端為本振信號(hào)輸入端，所述三極管Ql射極與電阻Rl —端、R6 —端連接，所述電阻Rl另一端接地，所述電阻R6另一端為主振信號(hào)輸入端，所述三極管Ql集電極通過(guò)電阻R4接5V電源，所述三極管Ql集電極還通過(guò)串聯(lián)的電容C5、電阻R3與運(yùn)算放大器U2B反相端連接，運(yùn)算放大器U2B同相端與電阻Rll、C9組成的低通濾波電路連接，所述運(yùn)算放大器U2B反相端與輸出端之間還并聯(lián)有電容C7和電阻R9，所述運(yùn)算放大器U2B輸出端與微處理器的第一 A/D模塊連接。
[0008]上述的一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀，其特征在于:所述激光發(fā)射電路包括三極管Q3，所述三極管Q3集電極與電感L6 —端連接，所述三極管Q3基極與電阻R58 —端連接，所述三極管Q3射極與電阻R59 —端連接，所述電感L6的另一端與發(fā)光二極管LDl負(fù)極連接且為本振信號(hào)輸入端，所述電阻R58另一端與運(yùn)算放大器U3輸出端連接，所述運(yùn)算放大器U3反相端與輸出端之間連接電容C55，所述運(yùn)算放大器U3同相端通過(guò)電阻R54與電源連接，所述運(yùn)算放大器U3同相端還與三極管Q2集電極、電阻R56 —端連接，所述電阻R56另一端和三極管Q2射極接地，所述三極管Q2基極與電阻R49連接。
[0009]上述的一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀，其特征在于:所述二極管接收電路包括雪崩二極管Dl和與Dl連接的電阻Rl，所述電阻Rl另一端與運(yùn)算放大器UlA的反相端連接，所述運(yùn)算放大器UlA的反相端與輸出端之間并聯(lián)電阻R6和Cl，所述運(yùn)算放大器UlA的同相端連接跨阻放大器，所述跨阻放大器包括與5V電源連接的電阻R2，與電阻R2另一端連接的相并聯(lián)的電阻R12和電容CS，所述運(yùn)算放大器UlA的輸出端通過(guò)電阻R4與相并聯(lián)的電阻R5和電容ClO連接，所述運(yùn)算放大器UlA的輸出端還通過(guò)串聯(lián)的電阻R3、C5與運(yùn)算放大器U2B的反相端連接，所述運(yùn)算放大器U2B的反相端與輸出端之間連接并聯(lián)電阻R9和電容C7，所述運(yùn)算放大器U2B的輸出端與微處理器的第二 A/D模塊連接。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]本實(shí)用新型的測(cè)距儀采用雙通道數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)，測(cè)距儀的PLL鎖相電路產(chǎn)生的本振信號(hào)和主振信號(hào)在混頻時(shí)與固有的誤差信號(hào)抵消，從而提高精度?；夭ㄐ盘?hào)在二極管接收電路中進(jìn)行光混頻后通過(guò)跨阻放大器，低通濾波器得到測(cè)量差頻信號(hào)輸入微處理器，用修正參數(shù)來(lái)修正該測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高了測(cè)量精度。
[0012]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的雙通道數(shù)據(jù)采集測(cè)距儀結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的PLL鎖相電路原理圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的電混頻電路原理圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型的激光發(fā)射電路原理圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型的二極管接收電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，一種雙通道數(shù)據(jù)采集的高精度測(cè)距儀，其特征在于:包括微處理器I和與所述微處理器I輸入端連接的第一低通濾波器2、第二低通濾波器3，所述微處理器I輸出端與PLL鎖相電路4連接，所述PLL鎖相電路4輸出端包括本振信號(hào)輸出端和主振信號(hào)輸出端，所述PLL鎖相電路4本振信號(hào)輸出端一路經(jīng)調(diào)制后輸出給激光發(fā)射電路7，另一路輸出給電混頻電路5，所述PLL鎖相電路4主振信號(hào)輸出端一路經(jīng)調(diào)制后輸出給二極管接收電路8，另一路也輸出給電混頻電路5，所述電混頻電路5輸出端與第一低通濾波器2連接，所述二極管接收電路8輸出端與跨阻放大器6連接，所述跨阻放大器6輸出端與第二低通濾波器3連接。
[0019]所述微處理器I內(nèi)含2個(gè)A/D采樣內(nèi)核。
[0020]如圖2所示，所述PLL鎖相電路4為基于⑶CE925芯片的電路。
[0021]如圖3所示，所述電混頻電路5包括三極管Ql，所述三極管Ql基極與電阻R2 —端、R7—端連接，所述電阻R2另一端接地，所述電阻R7另一端為本振信號(hào)輸入端，所述三極管Ql射極與電阻Rl —端、R6 —端連接，所述電阻Rl另一端接地，所述電阻R6另一端為主振信號(hào)輸入端，所述三極管Ql集電極通過(guò)電阻R4接5V電源，所述三極管Ql集電極還通過(guò)串聯(lián)的電容C5、電阻R3與運(yùn)算放大器U2B反相端連接，運(yùn)算放大器U2B同相端與電阻Rl 1、C9組成的低通濾波電路連接，所述運(yùn)算放大器U2B反相端與輸出端之間還并聯(lián)有電容C7和電阻R