CN209311681U - 一种激光测距温度补偿电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光测距温度补偿电路，主振生成模块接收处理器模块输出的第一控制信号，温度检测模块输出检测信号至处理器模块，主振生成模块向温度补偿模块输出主振信号，温度补偿模块向激光接收模块输出光源调节信号，激光接收模块向测量混频模块输出调节信号，测量混频模块向处理器模块输出待调信号，信号调节到预设的标定信号校正基准值以后，在由基准混频模块信号作为参考基准，然后在让激光发射模块启动发出信号给激光接收模块，激光接收模块信号通过测量混频模块的处理，然后在到处理器模块计算得出距离结果。因此，可降低对激光发射和激光接收模块元器件性能特性一致性的要求，减小环境温度对测距结果的影响。

Description

一种激光测距温度补偿电路

技术领域

本实用新型涉及测距技术领域，尤其是涉及一种激光测距温度补偿电路。

背景技术

在现有技术中，相位式激光测距技术因其具有精度高、功率小、分辨率高、抗干扰能力强等优点，在测距技术领域内得到了广泛的应用。在相位式激光测距中，由于半导体激光器发射功率、收发距离远近等因素的影响，接收电路接收到的光信号强弱会发生较大变化，如不进行适当的校准，将会影响到正常的测量结果。

中国实用新型ZL201520109547.5公开了一种激光测距仪，其采用射频三极管对信号混频和低通滤波电路进行信号过滤，继而输出差频信号作为基准信号，可降低成本和提高稳定性。然而，该激光测距仪对激光发射和激光接收模块元器件性能特性一致性要求较高，测距结果易受环境温度影响，不利于大批量生产。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种可应用于激光测距仪的降低环境温度影响的激光测距温度补偿电路。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的激光测距温度补偿电路包括激光接收模块、处理器模块、测量混频模块、主振生成模块和基准混频模块，主振生成模块接收处理器模块输出的第一控制信号，激光测距温度补偿电路还包括温度补偿模块和温度检测模块，温度检测模块输出检测信号至处理器模块，主振生成模块向温度补偿模块输出主振信号，温度补偿模块向激光接收模块输出光源调节信号，激光接收模块向测量混频模块输出调节信号，测量混频模块向处理器模块输出待调信号，基准混频模块向处理器模块输出基准信号；温度补偿模块包括三极管、LC滤波电路、激光二极管和第一电阻，LC滤波电路的输出端连接至处理器模块的芯片的第四脚与第五脚，第一电阻的第一端连接至LC滤波电路的输出端，第一电阻的第二端连接至三极管的基极和激光二极管的第三脚，三极管的集电极连接至激光二极管的第一脚。

由上述方案可见，电路结构可应用于移动激光测距仪，每次启动测距前，温度检测模块首先工作，检测出使用环境温度并将检测信号输出至处理器模块。同时，温度补偿模块会在测距计算前输出光源调节信号至激光接收模块，激光接收模块向测量混频模块输出调节信号，测量混频模块向处理器模块输出待调信号，处理器模块将待调信号与预设的标定信号校正基准值对比，把实际使用环境温度变化引起器件参数变化值自动补偿到标定校正基准值后，由基准混频模块信号作为参考基准并开始测距，因此，可降低对激光发射模块和激光接收模块的元器件性能特性一致性的要求，减小环境温度对测距结果的影响。

一个优选的方案是，温度检测模块包括第二电阻、热敏电阻和电容，热敏电阻的第一端连接至第二电阻和电容。

一个优选的方案是，激光接收模块包括雪崩光电二极管，激光二极管组成耦合输出光源调节信号至雪崩光电二极管。

附图说明

图1是本实用新型激光测距温度补偿电路实施例的系统框图。

图2是本实用新型激光测距温度补偿电路实施例的温度补偿模块的电路图。

图3是本实用新型激光测距温度补偿电路实施例的激光接收模块连接测量混频模块的电路图。

图4是本实用新型激光测距温度补偿电路实施例的温度检测模块的电路图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1至图3，激光测距温度补偿电路包括本振生成模块90、激光发射模块1、激光接收模块2、处理器模块3、测量混频模块5、主振生成模块6和基准混频模块7，主振生成模块6、接收处理器模块3输出的第一控制信号，激光测距温度补偿电路还包括温度补偿模块8和温度检测模块9，温度检测模块9输出检测信号至处理器模块3，主振生成模块6向温度补偿模块8输出主振信号，温度补偿模块8向激光接收模块2输出光源调节信号，激光接收模块2向测量混频模块5输出调节信号，测量混频模块5向处理器模块3输出待调信号，基准混频模块7向处理器模块3输出基准信号；温度补偿模块8包括三极管Q1、LC滤波电路、激光二极管D1和第一电阻R47，可用基准混频模块7来作为参考基准并结合激光发射模块1的信号进行测距计算，LC滤波电路包括电感L13和电容C26，电容C26的第一端连接至电感L13，电容C26的第二端接地，LC滤波电路的输出端连接至处理器模块3的芯片U6的第四脚与第五脚，第一电阻R47的第一端连接至LC滤波电路的输出端，第一电阻R47的第二端连接至三极管Q1的基极和激光二极管D1耦合的第三脚，三极管Q1的集电极连接至激光二极管D1耦合的第一脚，处理器模块3的控制芯片U6的LD＿IN引脚6即可控制打开和关闭激光二极管D1耦合。激光二极管D1耦合开启时，其可发出作为补偿光源的光信号。处理器模块3控制主振生成模块6输出信号，主振生成模块6信号加载到控制芯片U6上。

激光接收模块2包括雪崩光电二极管D2，激光二极管D1组成耦合输出光源调节信号至雪崩光电二极管D2。参见图4，温度检测模块9包括第二电阻R48、热敏电阻NTC和电容C27，热敏电阻的第一端连接至第二电阻R48和电容C27，电容C27为滤波电容，+3.3V电源经第二电阻R48与热敏电阻NTC分压后得到电压温度采样信号，温度采样信号作为检测信号而被输出至处理器模块3。

激光测距温度补偿电路的补偿光源作为光源调节信号由雪崩光电二极管D2接收，激光接收模块2输出光源调节信号至测量混频模块5，测量混频模块后输出一个低频的正弦交流混频信号至处理器模块3，低频的正弦交流混频信号为待调信号，处理器模块3将待调信号与存储在处理器中的标定信号校正基准值进行对比，通过调整雪崩光电二极管D2第1脚HV的高压偏置电压来使正弦交流混频信号与标定信号值相同，由此得到雪崩光电二极管D2的偏置电压值。同时处理器模块3对温度检测模块温度采样信号进行采样计算出当前温度值，处理器模块3将对偏置电压值与温度值进行存储，以便在测距的计算过程中调用。

电路结构可应用于移动激光测距仪，每次启动测距前，温度检测模块9首先工作，检测出使用环境温度并将检测信号输出至处理器模块。同时，温度补偿模块8会在测距计算前输出光源调节信号至激光接收模块2，激光接收模块2向测量混频模块5输出调节信号，测量混频模块5向处理器模块3输出待调信号，处理器模块3将待调信号与预设的标定信号值对比，处理器模块3的控制芯片U6的LD＿IN引脚6即可控制打开和关闭激光二极管耦合D1以使其发出作为补偿光源的光信号

把实际使用环境温度变化引起器件参数变化值自动补偿到标定校正基准值后。然后，由基准混频模块7信号作为参考基准并开始测距。因此，激光测距温度补偿电路可降低对激光发射模块1和激光接收模块2的元器件性能特性一致性的要求，减小环境温度对测距结果的影响。

最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种激光测距温度补偿电路，包括激光接收模块、处理器模块、测量混频模块、主振生成模块和基准混频模块，所述主振生成模块接收所述处理器模块输出的第一控制信号，所述基准混频模块向所述处理器模块输出基准信号，其特征在于：

所述激光测距温度补偿电路还包括温度补偿模块和温度检测模块，所述温度检测模块输出检测信号至所述处理器模块，所述主振生成模块向所述温度补偿模块输出主振信号，所述温度补偿模块向所述激光接收模块输出光源调节信号，所述激光接收模块向所述测量混频模块输出调节信号，所述测量混频模块向所述处理器模块输出待调信号；

所述温度补偿模块包括三极管、LC滤波电路、激光二极管和第一电阻，所述LC滤波电路的输出端连接至所述处理器模块的芯片的第四脚与第五脚，所述第一电阻的第一端连接至所述LC滤波电路的输出端，所述第一电阻的第二端连接至所述三极管的基极和所述激光二极管的第三脚，所述三极管的集电极连接至所述激光二极管的第一脚。

2.根据权利要求1所述的激光测距温度补偿电路，其特征在于：

所述温度检测模块包括第二电阻、热敏电阻和电容，所述热敏电阻的第一端连接至所述第二电阻和所述电容。

3.根据权利要求2所述的激光测距温度补偿电路，其特征在于：

所述激光接收模块包括雪崩光电二极管，所述激光二极管组成耦合输出所述光源调节信号至所述雪崩光电二极管。