高频脉冲激光测距接收系统设计

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1、硕上论文高频脉冲激光测距接收系统设计摘要脉冲激光测距系统以其优越的性能被越来越广泛的使用，尤其是在高频测距系统中，脉冲激光测距法有着相位测距法和其它测距方法无法相比的优势。本课题主要研究了高频脉冲激光测距系统的接收单元，旨在尝试解决项目中现有脉冲激光测距系统精度较低的问题，通过采用合理的芯片和电路设计方法来提高系统精度。课题在对脉冲激光测距系统作了相关的理论分析之后，比较了常用激光测距方法，最后选择了脉冲激光测距法，并简单介绍了系统所使用的窄脉冲激光二极管。由于要将光信号转变为相应的电信号以便于处理，所以在光信号接收方面，选用了对905nm波长响应

2、度极高的低噪声雪崩二极管作为接收器件，并设计了具有电压控制反馈回路的高压发生单元。考虑到光电探测器的应用场合和对带宽等参数的特殊要求，采用分立元件自行设计了满足带宽和放大倍数要求的放大电路。在时刻鉴别方面，系统摒弃了仅仅只是设定一个固定的临界电压来判断回波信号出现与否来决定到达时点，而是通过高速比较器设计了具有延时和衰减的定比延时电路，这就大大减小了由于幅度的随机抖动而引入的定时误差。最后，采用高精度计时芯片和微控制器设计了具有较高距离分辨率的计时电路，并对系统的测距精度进行了初步验证。关键词：脉冲激光测距，雪崩光Eg-极管，时刻鉴别，定比延时，高

3、精度计时Abstract硕．J：论文Thesystemofpulselaserrangefinderiswidelyusedmoreandmorebecauseofitssuperiorperformance，especiallyinthehigh—frequencyrangingsystem，theadvantagesofpulsedlaserrangingCannotbecomparedbyphase-rangingsystemandothers．Thesystemofreceivinghasbeenresearchedinthisdisser

4、tation，forthepurposeofsolvingthedifficultproblemthatthelowprecisionexistinginpulselaserrangefindernow．Attheend，thecircuitWasdesignedbyusingthereasonablechipsandmethods．Afteranglicizingthetheoriesandmethodsrelated，thedissertationchosenthepulselaserrangefinder,atthemeantime，then

5、atTowpulselaserdiodeWasmentioned，whichwasusedinthesystem．BecausetheopticalsignalsweredifficultytOprocess，theopticalsignalshadtObetransformedintoelectricalsignals．Thelightreceiver-APDselectedwhichhadlownoiseand11ighresponsivenesswavelength．Theunitofhighvoltagehaddesignedbasedon

6、thecontrolfeedback．ConsideringtheAPDandthebandwidthhadtObesuitable，amplifyingcircuitWasdesignedbydiscretecomponents．Intheaspectoftimedistinction，thecircuitoffixedpropagationdelayandhighcomparatorwereusedwhethernottOmakeafixedthresholdvoltagetOjudgethesignalswhichwasback．Finall

7、y,theTDCandMCUwereusedtOdesignthetimingcircuitwhichhadthehighdistanceresolution，conductapreliminaryvalidation．Keyword：pulselaserrangefinder,APD，timedistinction，fixedpropagationdelay,highprecisiontimingII声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包

8、含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究