CN107064949A - 一种绿光测距仪 - Google Patents

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    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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Abstract

本发明涉及一种绿光测距仪，包括：处理器模块，所述处理器模块的频率控制输出端连接PLL模块，且所述PLL模块的两输出端分别输出主振信号、本振信号；一激光信号调制电路接收主振信号以向目标发射绿色测距激光；本振信号和目标的反射激光由一接收单元电路接收，并转换为低频信号发送至处理器模块，所述处理器模块适于根据低频信号计算目标距离；本发明的绿光测距仪采用绿光，在同等的室外条件下，绿光的光点比红光相比更清晰，能够更大的满足室外测距的要求。

Description

一种绿光测距仪
技术领域
本发明涉及一种绿光测距仪。
背景技术
随着科技进步，激光测距广泛应用于建筑、测绘、室内测量等领域，目前市场上的激光测距装置采用的光源是红光；但是在室外，红光的清晰度不如绿光，因此，设计一种绿光测距仪能够满足室外较长距离的测距要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种适于在室外进行长距离测距的绿光测距仪。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种绿光测距仪，包括：处理器模块，所述处理器模块的频率控制输出端连接PLL模块，且所述PLL模块的两输出端分别输出主振信号、本振信号；一激光信号调制电路接收主振信号以向目标发射绿色测距激光；本振信号和目标的反射激光由一接收单元电路接收，并转换为低频信号发送至处理器模块，所述处理器模块适于根据低频信号计算目标距离。
进一步，所述接收单元电路包括：光电雪崩管信号调制电路、电混频电路、前端放大电路、模拟开关电路和低频放大电路；其中所述光电雪崩管信号调制电路适于接收本振信号，并通过其内部的激光接收器接收反射激光，所述光电雪崩管信号调制电路的输出端通过前端放大电路连接模拟开关电路的一输入端；所述电混频电路适于从激光信号调制电路和本振信号中获得采样信号，其输出端连接模拟开关电路的另一输入端；所述处理器模块的信号切换控制端与模拟开关电路的开关切换输入端相连，以切换两输入端的输入信号，并将切换输出信号通过低频放大电路发大后，输入至处理器模块的信号采集端。
进一步，所述接收单元电路还包括本振滤波电路，所述本振滤波电路的输入端连接本振信号，其输出端分别连接光电雪崩管信号调制电路、电混频电路。
进一步，所述激光信号调制电路适于驱动绿光激光器发出绿色测距激光；
所述绿光激光器适于采用波长范围为500-560nm的激光二极管；以及所述激光接收器内还设有绿光滤光片。
本发明的有益效果是，本发明的绿光测距仪采用绿光，在同等的室外条件下，绿光的光点比红光相比更清晰，相对于现有技术更容易被人观测，能够更大的满足室外测距的要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的绿光测距仪的原理框图；
图2是本发明的处理器模块的电路原理图；
图3是本发明的PLL模块的电路原理图；
图4是本发明的激光信号调制电路的电路原理图；
图5（a）是本发明的光电雪崩管信号调制电路和前端放大电路；
图5（b）是本发明的电混频电路；
图5（c）是本发明的模拟开关电路；
图5（d）是本发明的本振滤波电路；
图5（e）是本发明的第一级低频放大电路；
图5（f）是本发明的第二级低频放大电路。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明的一种绿光测距仪，包括：处理器模块，所述处理器模块的频率控制输出端连接PLL模块（锁相环模块，用于频率合成），且所述PLL模块的两输出端分别输出主振信号、本振信号，一激光信号调制电路接收主振信号以向目标发射绿色测距激光；本振信号和目标的反射激光由一接收单元电路接收，并转换为低频信号发送至处理器模块，所述处理器模块适于根据低频信号计算目标距离。
如图2和图3所示，所述处理器模块U4，例如但不限于采用STM32F103C8T6，其SCL端和SDA端分别连接PLL模块IC3（PLL模块例如但不限于采用CDCEL925）的SDA/S1端和SCL/S2端，图3中，端口CLK3对应主振信号输出，且输入激光信号调制电路，如图4所示，并且图4中PD_in为检测端标号，连接处理器模块的PD_in端；端口CLK2对应本振信号输出，且输入至接收单元电路见图5（a）、图5（b）和图5（d）。
如图5（a）至图5（e）所示，所述接收单元电路包括：光电雪崩管信号调制电路、电混频电路、前端放大电路、模拟开关电路U2和低频放大电路；其中所述光电雪崩管信号调制电路适于接收本振信号，并通过其内部的激光接收器（包括图5（a）中元件D1和D2）接收反射激光，所述光电雪崩管信号调制电路的输出端通过前端放大电路连接模拟开关电路U2的一输入端（3脚），即前端放大电路的输出端见图5（a）中标号OUT-SIGNAL；所述电混频电路适于从激光信号调制电路和本振信号中获得采样信号（见图4， Sample作为采样信号端还连接电混频电路的采样端），其输出端连接模拟开关电路U2的另一输入端（1脚），见图5（b）中标号OUT-MIXER；所述处理器模块的信号切换控制端（SIGNL_EN）与模拟开关电路U2的开关切换输入端（6脚）相连，以切换两输入端的输入信号，并将切换输出信号通过低频放大电路发大后，输入至处理器模块的信号采集端。
如图5（b）所示，所述电混频电路包括，混频开关IC1（例如但不限于采用BGA2022）的4脚作为电混频输出，通过电阻R18连接端口OUT-MIXER；其6脚通过电阻R4、电阻R17和电阻R25，以及电容C38、电容C39连接激光信号调制电路的Sample端；2脚依次通过电阻R19、C12连接本振信号。
模拟开关电路例如但不限于采用芯片TS5A3157。
优选的，所述低频放大电路适于采用两级低频放大电路，且两级低频放大电路均由集成运放构成的反相比例运算电路，且两级均可以独立输出至处理器模块，见图5（e）中第一级低频放大电路的输出端AD_IN2，以及图5（f）中第二级低频放大电路的输出端AD_IN1。
如图5（f）所示，优选的，所述接收单元电路还包括本振滤波电路，所述本振滤波电路的输入端连接本振信号，其输出端分别连接光电雪崩管信号调制电路、电混频电路。具体的，本振滤波电路采用LC滤波电路，提高测距精度，能保证在阳光下长距离测距。
进一步，所述处理器模块还适于连接显示模块，以显示测距数值。
所述激光信号调制电路适于驱动绿光激光器发出绿色测距激光；所述绿光激光器适于采用波长范围为500-560nm的激光二极管PL515或PL520；以及所述激光接收器内还设有绿光滤光片。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种绿光测距仪，其特征在于，包括：
处理器模块，所述处理器模块的频率控制输出端连接PLL模块，且所述PLL模块的两输出端分别输出主振信号、本振信号；
一激光信号调制电路接收主振信号以向目标发射绿色测距激光；
本振信号和目标的反射激光由一接收单元电路接收，并转换为低频信号发送至处理器模块，所述处理器模块适于根据低频信号计算目标距离。
2.根据权利要求1所述的绿光测距仪，其特征在于，
所述接收单元电路包括：光电雪崩管信号调制电路、电混频电路、前端放大电路、模拟开关电路和低频放大电路；其中
所述光电雪崩管信号调制电路适于接收本振信号，并通过其内部的激光接收器接收反射激光，所述光电雪崩管信号调制电路的输出端通过前端放大电路连接模拟开关电路的一输入端；
所述电混频电路适于从激光信号调制电路和本振信号中获得采样信号，其输出端连接模拟开关电路的另一输入端；
所述处理器模块的信号切换控制端与模拟开关电路的开关切换输入端相连，以切换两输入端的输入信号，并将切换输出信号通过低频放大电路放大后，输入至处理器模块的信号采集端。
3.根据权利要求2所述的绿光测距仪，其特征在于，
所述接收单元电路还包括本振滤波电路，
所述本振滤波电路的输入端连接本振信号，其输出端分别连接光电雪崩管信号调制电路、电混频电路。
4.根据权利要求3所述的绿光测距仪，其特征在于，
所述激光信号调制电路适于驱动绿光激光器发出绿色测距激光；
所述绿光激光器适于采用波长范围为500-560nm的激光二极管；以及
所述激光接收器内还设有绿光滤光片。
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