CN206164488U - 一种用于激光测距的窄脉冲产生电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，包括基频产生电路、分频电路、延时电路、异或门电路和整形电路；基频产生电路、延时电路和整形电路均具有一个输入端口和一个输出端口，分频电路具有一个输入端口和两个输出端口，异或门电路具有两个输入端口和一个输出端口。本实用新型的窄脉冲产生电路，可以通过调节分频的倍数和延时的相位来改变输出脉冲的频率和脉宽；本实用新型得到的光脉冲信号具有峰值功率大、脉宽小的特点并且对人眼没有伤害。

Description

一种用于激光测距的窄脉冲产生电路

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲产生电路，尤其涉及一种用于激光测距的窄脉冲产生电路。

背景技术

国民经济总量的迅速增长带动着各行各业的快速发展，其中科学技术的发展最为突出。近年来，我国在建筑行业、航空航天事业、天气预报、车辆工程等领域取得了长足的进步，这些行业的发展都离不开一个重要技术—距离测量技术，发展距离测量技术不仅提升该领域的科技水平，还可以服务人类社会，所以距离测量技术是一个重要的研究课题。

脉冲激光测距技术是利用脉冲激光作为光源的一种测距技术，该技术的关键是精确确定激光脉冲的往返飞行时间，而激光脉冲的脉冲宽度是影响测量分辨率的一大因素，因此，如何压缩脉冲宽度是提高测距系统测量分辨率的关键。在压缩脉冲宽度的同时，保证脉冲有高的输出能量是提高作用距离的关键，另外，人眼安全也是激光测距仪的重要指标。因此激光发射电路就需要很窄的脉冲信号，保证激光器有较低的平均光功率，对人眼没有危害；另外当发射激光的脉宽越窄，接收系统的带宽越宽时，测距模块的漂移误差越小，单脉冲测量精度、对两个连续脉冲的分辨率等性能都会得到提高。

综上所述，有必要提供一种用于激光测距的窄脉冲产生电路。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用于激光测距的窄脉冲产生电路。

为了解决背景技术中的技术问题，本实用新型提供了一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，包括基频产生电路、分频电路、延时电路、异或门电路和整形电路；所述基频产生电路用于产生基频信号，所述分频电路用于对产生的基频信号进行分频，所述延时电路用于将脉冲产生的固定相位延迟，所述异或门电路用于合成固定频率的窄脉冲信号，所述整形电路用于对脉冲信号进行整形，得到标准的矩形脉冲；所述基频产生电路、延时电路和整形电路均具有一个输入端口和一个输出端口，所述分频电路具有一个输入端口和两个输出端口，所述异或门电路具有两个输入端口和一个输出端口；所述基频产生电路的输入端口与电源耦接，所述基频产生电路的输出端口与所述分频电路的输入端口耦接，所述分频电路的一个输出端口与所述延时电路的输入端口耦接，所述分频电路的另一个输出端口与所述异或门电路的一个输入端口耦接，所述异或门电路的另一个输入端口与所述延时电路的输出端口耦接，所述异或门电路的输出端口与所述整形电路的输入端口耦接。

进一步地，所述基频产生电路由无源晶振和含有振荡器电路的器件组成。

进一步地，所述延时电路由延时线器件组成。

具体地，所述基频产生电路由无源晶振和振荡芯片组成。

进一步地，所述无源晶振为石英晶振。

进一步地，所述分频电路有两个芯片，分别为第一分频芯片和第二分频芯片。

进一步地，所述延时电路采用延时芯片。

进一步地，所述异或门电路采用异或门芯片。

进一步地，所述整形电路采用施密特触发器芯片。

进一步地，所述振荡芯片、第一分频芯片、第二分频芯片、延时芯片、异或门芯片和施密特触发器芯片均采用电平触发。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的用于激光测距的窄脉冲产生电路，可以通过调节分频的倍数和延时的相位来改变输出脉冲的频率和脉宽；

(2)本实用新型的用于激光测距的窄脉冲产生电路可以产生几纳秒到几百纳秒脉宽的脉冲信号；

(3)本实用新型的用于激光测距的窄脉冲产生电路得到的光脉冲信号具有峰值功率大、脉宽小的特点；

(4)本实用新型的用于激光测距的窄脉冲产生电路得到的光脉冲对人眼没有伤害并且便于检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路的结构示意图；

图2是本实用新型的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路的脉冲产生原理示意图；

图3是本实用新型一种用于激光测距的窄脉冲产生电路的实施例2的结构示意图。

其中，图中附图标记对应为：1-基频产生电路、2-分频电路、3-延时电路、4-异或门电路，5-整形电路，D1-震荡芯片，D2-第一分频芯片，D3-第二分频芯片，D4-延时芯片，D5-异或门芯片，D6-施密特触发器芯片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

请参阅图1-2。如图1所示，本实用新型公开了一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，包括基频产生电路1、分频电路2、延时电路3、异或门电路4和整形电路5；所述基频产生电路1用于产生基频信号，所述分频电路2用于对产生的基频信号进行分频，所述延时电路3用于将脉冲产生的固定相位延迟，所述异或门电路4用于合成固定频率的窄脉冲信号，所述整形电路5用于对脉冲信号进行整形，得到标准的矩形脉冲；所述基频产生电路1、延时电路3和整形电路5均具有一个输入端口和一个输出端口，所述分频电路2具有一个输入端口和两个输出端口，所述异或门电路4具有两个输入端口和一个输出端口；

所述基频产生电路1的输入端口与电源耦接，所述基频产生电路1的输出端口与所述分频电路2的输入端口耦接，所述分频电路2的一个输出端口与所述延时电路3的输入端口耦接，所述分频电路2的另一个输出端口与所述异或门电路4的一个输入端口耦接，所述异或门电路4的另一个输入端口与所述延时电路3的输出端口耦接，所述异或门电路4的输出端口与所述整形电路5的输入端口耦接；所述基频产生电路1由无源晶振和含有振荡器电路的器件组成，所述无源晶振为石英晶振，所述延时电路3由延时线器件组成。

如图2所示，本实用新型还公开了窄脉冲产生电路的脉冲产生原理，利用原始脉冲和延时后的脉冲之间的相位差进行异或，只要选择合适的延时时长，就可以合成脉宽可调的窄脉冲；另外，用于合成脉冲的信号频率也是可以控制的，因此可以得到频率和脉宽均可调的窄脉冲信号。

实施例2：

请参阅图3。如图3所示，本实用新型公开了一种可以产生脉宽为100ns、频率为50KHz的脉冲信号的窄脉冲产生电路，所述电路包括基频产生电路1、分频电路2、延时电路3、异或门电路4和整形电路5；所述基频产生电路1、延时电路3和整形电路5均具有一个输入端口和一个输出端口，所述分频电路2具有一个输入端口和两个输出端口，所述异或门电路4具有两个输入端口和一个输出端口；

所述基频产生电路1的输入端口与电源耦接，所述电源的电压为5V，所述基频产生电路1由石英晶振和振荡芯片D1组成，振荡芯片D1为结合晶振产生基频信号的反相器类芯片，所述分频电路2有两个芯片，分别为第一分频芯片D2和第二分频芯片D3，第一分频芯片D2是一个双二-五十进制加法计数器，第二分频芯片D3是一个十二位二进制串行计数器，所述延时电路3采用延时芯片D4，所述延时芯片D4是可以选择输出端口的可控延时芯片，所述异或门电路4采用异或门芯片D5，所述异或门芯片D5是四异或门芯片，所述整形电路5采用施密特触发器芯片D6，所述振荡芯片D1、第一分频芯片D2、第二分频芯片D3、延时芯片D4、异或门芯片D5和施密特触发器芯片D6均采用电平触发。

选用10MHz的石英晶振与所述振荡芯片D1连在一起，产生频率为10MHz的基频脉冲信号，基频脉冲信号先经过第一分频芯片D2进行100倍的分频，后经过第二分频芯片D3进行4倍分频，两者级联实现400倍分频；经第二分频芯片D3输出的脉冲信号，分别耦接延时芯片D4的输入端口和异或门芯片D5的一个输入端口，选择延时芯片D4的延时100ns输出端口，实现延时100ns；所述异或门芯片D5的另一个输入端口与经过延时的脉冲信号耦接，然后经过异或门芯片D5输出脉宽为100ns、频率为50KHz的脉冲信号；所述脉冲信号耦接到施密特触发器芯片D6的输入端口进行整形，最后经施密特触发器芯片D6输出的脉冲就是脉宽为100ns、频率为50KHz的标准矩形脉冲。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的用于激光测距的窄脉冲产生电路，可以通过调节分频的倍数和延时的相位来改变输出脉冲的频率和脉宽；

(2)本实用新型的用于激光测距的窄脉冲产生电路可以产生几纳秒到几百纳秒脉宽的脉冲信号；

(3)本实用新型的用于激光测距的窄脉冲产生电路得到的光脉冲信号具有峰值功率大、脉宽小的特点；

(4)本实用新型的用于激光测距的窄脉冲产生电路得到的光脉冲对人眼没有伤害并且便于检测。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，包括基频产生电路(1)、分频电路(2)、延时电路(3)、异或门电路(4)和整形电路(5)；

所述基频产生电路(1)、延时电路(3)和整形电路(5)均具有一个输入端口和一个输出端口，所述分频电路(2)具有一个输入端口和两个输出端口，所述异或门电路(4)具有两个输入端口和一个输出端口；

所述基频产生电路(1)的输入端口与电源耦接，所述基频产生电路(1)的输出端口与所述分频电路(2)的输入端口耦接，所述分频电路(2)的一个输出端口与所述延时电路(3)的输入端口耦接，所述分频电路(2)的另一个输出端口与所述异或门电路(4)的一个输入端口耦接，所述异或门电路(4)的另一个输入端口与所述延时电路(3)的输出端口耦接，所述异或门电路(4)的输出端口与所述整形电路(5)的输入端口耦接。

2.根据权利要求1所述的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，所述基频产生电路(1)由无源晶振和含有振荡器电路的器件组成。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，所述延时电路(3)由延时线器件组成。

4.根据权利要求3所述的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，所述基频产生电路(1)由无源晶振和振荡芯片(D1)组成。

5.根据权利要求4所述的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，所述无源晶振为石英晶振。

6.根据权利要求5所述的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，所述分频电路(2)有两个芯片，分别为第一分频芯片(D2)和第二分频芯片(D3)。

7.根据权利要求6所述的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，所述延时电路(3)采用延时芯片(D4)。

8.根据权利要求7所述的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，所述异或门电路(4)采用异或门芯片(D5)。

9.根据权利要求8所述的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，所述整形电路(5)采用施密特触发器芯片(D6)。

10.根据权利要求9所述的一种用于激光测距的窄脉冲产生电路，其特征在于，所述振荡芯片(D1)、第一分频芯片(D2)、第二分频芯片(D3)、延时芯片(D4)、异或门芯片(D5)和施密特触发器芯片(D6)均采用电平触发。