CN203574621U - 一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的是提供一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路，以解决现有技术中激光信号测量精度不高、测量成本高的问题，它包括直流电源，还包括电压转换电路、多谐振荡电路、滤波电路、功率开关电路，电压转换电路的输入端连接直流电源，电压转换电路的输出端连接多谐振荡电路的输入端，多谐振荡电路输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路输出端连接功率开关电路的输入端，功率开关电路的输出端输出具有驱动能力的脉冲激光信号；本实用新型通过多谐振荡电路第一外接电阻的调节，改变其激光信号的脉冲，实现脉冲激光信号脉冲宽度的改变；通过第二外接电阻的调节，实现脉冲激光信号输出驱动能力的改变，从而提高激光测距的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路。
背景技术
随着光纤传感技术的发展和广泛应用，人们对激光测距的应用越来越广泛，对于精度的测量也提出了更高的要求。
在激光测距中，目前应用最为广泛的就是以功率金氧半场效晶体管MOSFET作为输出功率开关，以功率MOSFET为控制开关，由于激光信号通过功率MOSFET产生的脉冲沿就在几十纳秒，无法实现高精度的测量，其次功率MOSFET价格昂贵，设计成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路，以解决现有技术中激光信号测量精度不高、测量成本高的问题。
为此，本实用新型采用如下技术方案：一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路，包括直流电源，还包括电压转换电路、多谐振荡电路、滤波电路、功率开关电路，所述电压转换电路的输入端连接直流电源，所述电压转换电路的输出端连接多谐振荡电路的输入端，所述多谐振荡电路输出端连接滤波电路的输入端，所述滤波电路输出端连接功率开关电路的输入端，所述功率开关电路的输出端输出具有驱动能力的脉冲激光信号。
进一步地，所述电压转换电路包括第一电路、第一电阻、第一电容、第二电容，直流电源通过第一电阻与第一电路输入端连接，所述第一电路输出端通过第二电容接地并给多谐振荡电路供电。
进一步地，所述多谐振荡电路包括第二电路，所述第二电路的1脚和9脚连接输入激光信号，所述第二电路的2脚、3脚、10脚、11脚连接电压转换电路的输出端，所述第二电路的14脚与15脚之间串联第三电容，所述第二电路的15脚通过串联第二电阻连接电压转换电路的输出端，所述第二电路的6脚与7脚之间串联第四电容后连接第一外接电阻的一端，所述第一外接电阻的另一端连接电压转换电路的输出端，所述第二电路的5脚与滤波电路连接。
进一步地，所述滤波电路包括第五电容、第三电阻，所述第五电容一端与多谐振荡电路的输出端连接，所述第五电容另一端与第三电阻一端相连后与功率开关电路连接，所述第三电阻的另一端接地。
进一步地，所述功率开关电路包括第一三极管、第二三极管，所述第一三极管的基极与滤波电路连接，所述第一三极管的集电极与第二三极管的基极相连并通过串联第四电阻与直流电源连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第二三极管的发射极为输出并与第二外接电阻的一端连接，所述第二外接电阻的另一端连接直流电源，第二三极管的集电极接地，所述第二外接电阻与第二三极管的集电极之间并联有第六电容。
本实用新型的有益效果是：
1、将输入的激光信号，通过多谐振荡电路第一外接电阻的调节，改变其激光信号的脉冲，实现脉冲激光信号脉冲宽度的改变；经过滤波器和功率开关电路采用功率三极管实现开关控制，实现激光信号上升沿和下降沿均小于1纳秒的脉冲激光信号的调制和发射，通过第二外接电阻的调节，实现脉冲激光信号输出驱动能力的改变，从而提高激光测距的测量精度。
2、采用厚膜混合集成电路工艺制造生产，采用裸芯片装配，金属双列直插全气密封装，具有体积小、工作温度范围宽、可靠性高。
附图说明
图1是本实用新型原理框图；
图2是本实用新型电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路，包括高压+40V直流电源5，还包括电压转换电路1、多谐振荡电路2、滤波电路3、功率开关电路4，电压转换电路1的输入端连接直流电源5，电压转换电路1的输出端连接多谐振荡电路2的输入端，多谐振荡电路2输出端连接滤波电路3的输入端，滤波电路3输出端连接功率开关电路4的输入端，功率开关电路4的输出端输出具有驱动能力的脉冲激光信号。
电压转换电路2包括第一电路IC1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2，直流电源VCC通过第一电阻R1与第一电路IC1输入端Vin连接，第一电路IC1输出端Vout通过第二电容C2接地并与多谐振荡电路2连接给多谐振荡电路2供电，第一电路IC1的公共端接地。
多谐振荡电路2包括第二电路IC2，第二电路IC2的1脚和9脚连接输入激光信号5，第二电路IC2的2脚、3脚、10脚、11脚连接第一电路IC1输出端Vout，第二电路IC2的14脚与15脚之间串联第三电容C3，第二电路IC2的15脚通过串联第二电阻R2连接输出电压V1，第二电路IC2的6脚与7脚之间串联第四电容C4后连接第一外接电阻RX1的一端，第一外接电阻RX1的另一端连接第一电路IC1输出端Vout，第二电路IC2的5脚与滤波电路3连接，将多谐振荡电路2产生的脉宽可调的脉冲激光信号接入滤波电路3。
滤波电路3包括第五电容C5、第三电阻R3，所述第五电容C5一端与多谐振荡电路2的输出端连接，所述第五电容C5另一端与第三电阻R3一端相连并与功率开关电路4连接，所述第三电阻R3的另一端接地，滤波电路3得到频率与输入激光信号同频率，脉冲宽度固定的脉冲激光信号，将该信号接入功率开关电路4。
功率开关电路4包括第一三极管Q1、第二三极管Q2，第一三极管Q1的基极与滤波电路3连接，第一三极管Q1的集电极与第二三极管Q2的基极相连并通过串联第四电阻R4与直流电源VCC连接，第一三极管Q1的发射极接地，第二三极管Q2的发射极为输出OUT并与第二外接电阻RX2的一端连接，第二外接电阻RX2的另一端连接直流电源VCC，第二三极管Q2的集电极接地，第二外接电阻RX2与第二三极管Q2的集电极之间并联有第六电容C6。
本实用新型采用最高电压可到+40V的直流电源VCC，通过电压转换电路1，给多谐振荡电路2供电，输入激光信号5通过多谐振荡电路2产生脉宽可调的脉冲激光信号，其中脉冲宽度的大小由谐振电容和谐振电阻决定，第一外接电阻RX1可以调节脉冲激光信号的脉宽，该电阻就是多谐振荡电路2的谐振电阻，C4为谐振电容。将脉宽可调的脉冲激光信号通过滤波电路3，滤除低频干扰，得到干净的脉冲激光信号，该信号输出幅值为5V，频率与输入激光信号同频率，脉冲宽度固定的脉冲激光信号；该信号通过采用高压+40V直流电源VCC供电的功率开关电路4输出具有驱动能力的脉冲激光信号，第二外接电阻RX2，可以根据输出电流的最大值，选择合适的外接电阻RX2，通过改变RX2得到具有一定驱动能力的脉冲激光信号的输出驱动能力，实现激光的高精度测距。
本实用新型采用厚膜混合集成电路工艺制造生产，采用裸芯片装配，金属双列直插全气密封装，具有体积小、工作温度范围宽、可靠性高等优点，第一集成电路IC1为LM7805，第二集成电路IC2为54HC123，第一三极管Q1为3DG130，第二三极管Q2为3CK130。
Claims (5)
1.一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路，包括直流电源，其特征在于：还包括电压转换电路（1）、多谐振荡电路（2）、滤波电路（3）、功率开关电路（4），所述电压转换电路（1）的输入端连接直流电源（VCC），所述电压转换电路（1）的输出端连接多谐振荡电路（2）的输入端，所述多谐振荡电路（2）输出端连接滤波电路（3）的输入端，所述滤波电路（3）输出端连接功率开关电路（4）的输入端，所述功率开关电路（4）的输出端输出具有驱动能力的脉冲激光信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路，其特征在于：所述电压转换电路（1）包括第一电路（IC1）、第一电阻（R1）、第一电容（C1）、第二电容（C2），直流电源（VCC）通过第一电阻（R1）与第一电路（IC1）输入端（V in）连接，所述第一电路（IC1）输出端（Vout）通过第二电容（C2）接地并给多谐振荡电路（2）供电，所述所述第一电路（IC1）公共端接地。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路，其特征在于：所述多谐振荡电路（2）包括第二电路（IC2），所述第二电路（IC2）的1脚和9脚连接输入激光信号（5），所述第二电路（IC2）的2脚、3脚、10脚、11脚连接电压转换电路（1）的输出端，所述第二电路（IC2）的14脚与15脚之间串联第三电容（C3），所述第二电路（IC2）的15脚通过串联第二电阻（R2）连接电压转换电路（1）的输出端，所述第二电路（IC2）的6脚与7脚之间串联第四电容（C4）后连接第一外接电阻（RX1）的一端，所述第一外接电阻（RX1）的另一端连接电压转换电路（1）的输出端，所述第二电路（IC2）的5脚与滤波电路（3）连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路，其特征在于：所述滤波电路（3）包括第五电容（C5）、第三电阻（R3），所述第五电容（C5）一端与多谐振荡电路（2）的输出端连接，所述第五电容（C5）另一端与第三电阻（R3）一端相连后与功率开关电路（4）连接，所述第三电阻（R3）的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的脉冲开关驱动电路，其特征在于：所述功率开关电路（4）包括第一三极管（Q1）、第二三极管（Q2），所述第一三极管（Q1）的基极与滤波电路（3）连接，所述第一三极管（Q1）的集电极与第二三极管（Q2）的基极相连并通过串联第四电阻（R4）与直流电源（VCC）连接，所述第一三极管（Q1）的发射极接地，所述第二三极管（Q2）的发射极为输出（OUT）并与第二外接电阻（RX2）的一端连接，所述第二外接电阻（RX2）的另一端连接直流电源（VCC），第二三极管（Q2）的集电极接地，所述第二外接电阻（RX2）与第二三极管（Q2）的集电极之间并联有第六电容（C6）。
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|---|---|---|---|---|
| CN104218927A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-17 | 苏州旭创科技有限公司 | 缓启动电路及具有其的光模块 |
| CN108181621A (zh) * | 2016-12-08 | 2018-06-19 | 北京万集科技股份有限公司 | 一种双激光驱动电路和扫描式激光雷达测距设备及方法 |
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