脉冲式半导体激光测距系统的设计

【摘要】随着激光的问世和发展,由于它的单色性、相干性、方向性好以及亮度高的特性,激光也被应用到测距领域,使测距不仅做到了非接触,而且兼备快速性、高方向性、高抗干扰性和精确度高等特点。本设计通过对传统脉冲测距技术的学习和研究,主要对以下方面进一步改进：1.在脉冲激光发射器方面,传统方法选用电容作储能元件,三极管作开关元件等分立器件组成,激光器的峰值功率较低使测量的最大距离受限,而且需要高压的充电电源。本系统中选用集成了储能电容和MOSFET开关电路的SPLLL90-3型半导体激光器,选用EL7104C型驱动MOSFET专用芯片以及DS1040-75型TTL电平发生电路驱动芯片,来实现窄脉冲的发射。2.在脉冲时刻鉴别方面,传统方法一般选用前沿时刻鉴别法。这种方法受测距不同所引起脉冲幅值的变化影响很大。本系统设计了一种新型的定比延时时刻鉴别方法,有效的把信号幅度对精度的影响消除了,弥补了以往通用时刻鉴别法的缺陷。3.在时间间隔测量方面,传统的计时系统通过计数器记录测量脉冲的个数来实现间隔时间的测量,不仅测量精度低而且体积较大,不符合便携化的要求。本系统选用高精度计时芯片TDC-GP22和单片机MSP430芯片作为控制电路和高精度计时电路的核心部分,使测量精度理论上可以达到45ps,相当于0.0135m,同时大大简化硬件电路的设计。通过以上改进设计了一种精度更高、成本更低,更加小型化便携化的脉冲激光测距系统,使其适用于民用领域。
【作者】刘相宏；
【导师】张泽；
【作者基本信息】内蒙古大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】脉冲激光测距；脉冲时刻鉴别；时间间隔测量；TDC-GP22芯片；

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