用于相位式激光测距仪的数字检相电路 二 日。

D

戚

兵

江

涛

彭

伟 贾

林钧油

相位式激光测距仪原理简介 相位式激光测距仪因其优异的性能而在测

信号频率是固定的 I O kl z

,

其相位差则随待测距 ,

离的不同而变化 相位差保持在 ,

。

量领域得到广泛应用

。

为了使检相器始终工作在最佳状态 一

应使 ”

相位式激光测跟仪是利用固定频率的正弦

个合适范围 (最佳值为 。

18。 10

) :

,

高频信号连续调制光源的发光强度来进行测距 的 ,

为此在主振与本振直接混频所得到的 号后加入了程控移相器

l k ,

信使 由 ,

其原理如图所示 1 ,

。

由于该调制光信号在 △中

当相位差过小或过大 。

待测距离上往返传播所形成的相位延迟

与 。

时

,

微机自动调整移相器引入的相位偏移 ,

被测光程成正比

因此

,

只要测得返回光信号

相位差始终落在一个测量精度较高的区域于对信号光路与参考光路的测量过程中器引入相同的位相偏移 ,

与调制信号间的相位差即可得到待测距离 L

移相

实际的相位式激光测距仪都是采用差频测相方法以提高系统的测量精度 本地 抓书器 。

因此经求差运算后 。

,

移相器不会引入附加误差 2

主振苗器 1 0 0 0翻日: .

数字检相电路 数字检相电路如图 2所示 。

流妞界卜

探测器

计算机发出的清零脉冲使分频器及六位计

数器清零计算机发出的启动脉冲经或门 2使单 D触发 移栩器

。

(器1

74 L s

4 )的 D端维持一段时间的高电平 7 l

,

同 ,

时

,

该脉冲经或门到达单 ,

D触发器 l

的

Cp端 。

使单 D触发器 1翻转 74

其 Q端输出高电平 :

这个 ,

高电平起到三个作用 图 l相位式激光测距仪原理框图

一方面控制单稳触发器 ;

L s

2时

的使能端

,

使其开始工作 .

另一方面 ;

经反相器后控制六位计数器开始计数所谓差频测相是利川两个高频信号相混频后 ,

此外

,

该信号还加在与门 l的一个输入端解除了对 s R

其差频信号仍能保持原高频信号之间的相 ,

触发器输出脉冲的屏蔽

。

位差的原理号 ,

将高频调制光信号转换为低频信 。

一

来自检测电路及由主振分频得到的

10 k z H

再对该低频信号进行测相 。

方波信号经过单稳触发器及 R S触发器后宽度与相位差成正比的矩形脉

冲 。

,

成为

相位式激光测试仪中采用数字式相位差计

该信号一方

实现相位差的测量 戚 兵 ,

输入到检相电路的两正弦 。

面通过已经被解锁的与门 1去控制单 D触发器 2 :

现在大连理工大学应用物理所工作 :

地址

大连市

娜政编码

:

11` 203

收稿日期

1 9 9 5年 10月 2 5日

(磁盘来稿 )

自动化与仪表

第1卷

1,, 6

第 3期