CN207601312U

CN207601312U - 一种手持式激光测距仪

Info

Publication number: CN207601312U
Application number: CN201721390104.3U
Authority: CN
Inventors: 杨武; 张永刚; 康宁
Original assignee: Nanjing Hui Hong Network Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Hui Hong Network Technology Co Ltd
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2018-07-10
Anticipated expiration: 2027-10-26

Abstract

一种手持式激光测距仪，包括信号采样处理模块、激光调制发生模块、光电转换模块、信号放大模块、混频模块、A/D转换模块、电源模块、人机交互模块，所述信号采样处理模块输出控制信号控制激光调制发生模块发射激光，光电转换模块接收被照物的反射光并将光信号转换成相应的电信号，信号放大模块对所述电信号进行增益放大，放大后的电信号输入到混频模块进行混频，混频后的电信号输入到A/D转换模块，所述A/D转换模块将模拟电信号转换成信号采样处理模块可以识别的数字信号，信号采样处理模块对传来的电信号进行分析处理，最终通过人机交互模块进行显示，本实用新型提供一种手持式激光测距仪，具有抗干扰、高精确度、大量程的优点。

Description

一种手持式激光测距仪

技术领域

本实用新型涉及激光工艺领域，具体涉及一种手持式激光测距仪。

背景技术

激光测距仪是指根据激光往返时间测定距离的方法，由于激光方向性强、亮度高、单色性好等特点，较超声波等载体具有更好的适应性，因此激光测距仪作为非接触式的测量仪器，已被广泛适用于遥感、精密测量、工程建设、安全监测以及智能控制等领域，激光测距仪与一般的光学测距仪相比，激光测距仪具有良好的抗干扰性和较高精度，而且激光具有良好的抗电磁干扰的能力，尤其在长距离探测上，激光测距仪的优越性更加明显。

目前的激光测距仪多为半导体激光测距仪，该测距仪具有结构简单、体积小、重量轻、低成本、高重复频率、高效率等特点，在中、近程测距方面有明显优势，但是由于输出能量低而使得量程偏低，因此，提高测程是半导体激光测距仪系统亟待解决的问题。

实用新型内容

为及解决上述问题，本实用新型提供一种手持式激光测距仪，具有抗干扰、高精确度、大量程的优点。

一种手持式激光测距仪，包括信号采样处理模块、激光调制发生模块、光电转换模块、信号放大模块、混频模块、A/D转换模块、电源模块、人机交互模块，所述信号采样处理模块输出控制信号控制激光调制发生模块发射激光，光电转换模块接收被照物的反射光并将光信号转换成相应的电信号，信号放大模块对所述电信号进行增益放大，放大后的电信号输入到混频模块进行混频，混频后的电信号输入到A/D转换模块，所述A/D转换模块将模拟电信号转换成信号采样处理模块可以识别的数字信号，信号采样处理模块对传来的电信号进行分析处理，最终通过人机交互模块进行显示，所述电源模块为各信号处理模块提供所需的稳压电源。

本实用新型的进一步优选，所述信号采样处理模块包括数字信号处理器MSP430149和两直接信号频率合成器（DDS），所述两直接信号频率合成器作为精密信号源分别产生主振和本振正弦信号，所述主振信号分成两路，一路主振信号经过激光调制发射出去，经目标反射回来后，再由光电器件转换成电信号，与本振信号送入混频器差频成低频或中频信号，形成测量信号，另一路主振信号与本振信号直接送入混频器差频成低频或中频信号，形成参考信号，所述测量信号与参考信号经MSP430149运算完成差频信号的相位差计算。

本实用新型的进一步优选，所述信号放大模块采用高压型雪崩式光电二极管（APD），其偏置电压为140V-160V。

本实用新型的进一步优选，所述信号放大模块与一高压发生电路连接，所述压发生电路包括555振荡器（NE555）、开关三极管Q1、储能电感L1、滤波电容C1、C2，隔离二极管D1、D2，所述555振荡器控制三极管Q1的通断，所述三极管导通时，储能电感储存电能，此时D1反偏，负载由C1功能，三极管截止时，D2导通，负载由电感L1供电。

本实用新型的进一步优选，所述高压发生电路与一输出反馈电路连接，所述反馈电路电压可调，反馈电路的电压输出端与555振荡器引脚5连接。

本实用新型的进一步优选，所述高压发生电路还与一温度补偿电路相连，所述温度补偿电路是基于低电压模拟温度传感芯片MAX6613的温度补偿电路。

本实用新型的进一步优选，所述信号放大模块与混频与信号转换模块之间连接有一自动增益控制电路（AGC），所述控制电路是基于可变增益放大器AD603的已公知电路。

本实用新型的进一步优选，所述混频模块采用模拟乘法器MC1496。

本实用新型的进一步优选，所述人机交互模块包括LCD显示屏和键盘。

本实用新型的进一步优选，所述激光测距仪出射光波长为650nm。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种手持式激光测距仪，采用高电压雪崩式光电探测器作为信号接收放大模块，其雪崩式特性，对光量子具有倍增作用，使光电流大大增加，显著提高探测器的灵敏度，与PIN探测器相比使整个系统具有更好的信噪比，出射激光的波长为650nm，该波长接近硅雪崩二极管的最佳响应波长，同时保证出射光为可见光，测距仪中的反馈电路和温度补偿电路保证了高压发生电路的稳定性，提高了系统的稳定性。

附图说明

图1为相位式激光测距总体框图；

图2为APD高压发生电路；

图3为输出反馈回路；

图4为温度补偿电路；

图5为自动增益控制电路。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本实用新型实施例做进一步说明。

参照附图2所示，本实施例的信号采样处理模块包括数字信号处理器MSP430149和两直接信号频率合成器（DDS），所述两直接信号频率合成器作为精密信号源分别产生主振和本振正弦信号，所述主振信号分成两路，一路主振信号经过激光调制发射出去，经目标反射回来后，再由光电器件转换成电信号，与本振信号送入混频器差频成低频或中频信号，形成测量信号，另一路主振信号与本振信号直接送入混频器差频成低频或中频信号，形成参考信号，所述测量信号与参考信号经MSP430149运算完成差频信号的相位差计算。

本实施例的信号放大模块采用高压型雪崩式光电二极管（APD），其偏置电压为120V-160V。

参照图3所示，本实施例的信号放大模块与一高压发生电路连接，该高压发生电路包括555振荡器（NE555）、开关三极管Q1、储能电感L1、滤波电容C1、C2，隔离二极管D1、D2，所述555振荡器控制三极管Q1的通断，所述三极管导通时，储能电感储存电能，由于三极管导通时正向抱合压降很小，此时二极管D2反偏，负载由C1供能，三极管截止时，电感中的电流不能突变，其上产生大的感应电势阻止电流的减小，此时二极管D2导通，负载由电感L1供能。

参照图4本实施例的高压发生电路与一输出反馈电路连接，反馈电路电压可调，反馈电路的电压输出端与555振荡器引脚5连接，使555振荡器的输出频率及占空比发生变化，从而起到控制三极管的导通时间，起到控制输出电压的作用；所述高压发生电路还与一温度补偿电路相连，本实施例的温度补偿电路是基于低电压模拟温度传感芯片MAX6613的温度补偿电路。

参照图5，本实施例的信号放大模块与混频与信号转换模块之间连接有一自动增益控制电路（AGC），所述控制电路是基于可变增益放大器AD603的已公知增益控制电路，AD603是一种低噪声、电压控制增益的新型运放，其传输宽带高达90MHZ，增益最高51dB，最低-11dB，它不但具有高频带宽度、低噪声、低畸变、高增益精度、稳定性能好的特点，还具有电压控制的可变增益功能。

本实施例的多混频模块采用模拟乘法器MC1496，人机交互模块包括LCD显示屏和键盘。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种手持式激光测距仪，其特征在于，包括信号采样处理模块、激光调制发生模块、光电转换模块、信号放大模块、混频模块、A/D转换模块、电源模块、人机交互模块，所述信号采样处理模块输出控制信号控制激光调制发生模块发射激光，光电转换模块接收被照物的反射光并将光信号转换成相应的电信号，信号放大模块对所述电信号进行增益放大，放大后的电信号输入到混频模块进行混频，混频后的电信号输入到A/D转换模块，所述A/D转换模块将模拟电信号转换成信号采样处理模块可以识别的数字信号，信号采样处理模块对传来的电信号进行分析处理，最终通过人机交互模块进行显示，所述电源模块为各信号处理模块提供所需的稳压电源。

2.根据权利要求1所述的一种手持式激光测距仪，其特征在于，所述信号采样处理模块包括数字信号处理器MSP430149和两直接信号频率合成器（DDS），所述两直接信号频率合成器作为精密信号源分别产生主振和本振正弦信号，所述主振信号分成两路，一路主振信号经过激光调制发射出去，经目标反射回来后，再由光电器件转换成电信号，与本振信号送入混频器差频成低频或中频信号，形成测量信号，另一路主振信号与本振信号直接送入混频器差频成低频或中频信号，形成参考信号，所述测量信号与参考信号经MSP430149运算完成差频信号的相位差计算。

3.根据权利要求1所述的一种手持式激光测距仪，其特征在于，所述信号放大模块采用高压型雪崩式光电二极管（APD），其偏置电压为140V-160V。

4.根据权利要求1所述的一种手持式激光测距仪，其特征在于，所述信号放大模块与一高压发生电路连接，所述压发生电路包括555振荡器（NE555）、开关三极管Q1、储能电感L1、滤波电容C1、C2，隔离二极管D1、D2，所述555振荡器控制三极管Q1的通断，所述三极管导通时，储能电感储存电能，此时D1反偏，负载由C1功能，三极管截止时，D2导通，负载由电感L1供电。

5.根据权利要求4所述的一种手持式激光测距仪，其特征在于，所述高压发生电路与一输出反馈电路连接，所述反馈电路电压可调，反馈电路的电压输出端与555振荡器引脚5连接。

6.根据权利要求4所述的一种手持式激光测距仪，其特征在于，所述高压发生电路还与一温度补偿电路相连，所述温度补偿电路是基于低电压模拟温度传感芯片MAX6613的温度补偿电路。

7.根据权利要求1所述的一种手持式激光测距仪，其特征在于，所述信号放大模块与混频与信号转换模块之间连接有一自动增益控制电路（AGC），所述控制电路是基于可变增益放大器AD603的已公知电路。

8.根据权利要求1所述的一种手持式激光测距仪，其特征在于，所述混频模块采用模拟乘法器MC1496。

9.根据权利要求1所述的一种手持式激光测距仪，其特征在于，所述人机交互模块包括LCD显示屏和键盘。

10.根据权利要求1所述的一种手持式激光测距仪，其特征在于，所述激光测距仪出射光波长为650nm。