脈沖式激光測距儀的硬件設計
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【摘要】:激光測距儀是激光技術、電子技術、單片機控制技術、信號控制與處理技術以及精密機械技術等各種技術的綜合在一起的應用。激光測距儀是一種根據時域反射原理設計的測量距離的儀表,具有相當好的應用前景。目前,航空航天、自動控制、工業(yè)、軍事、大地測量和建筑測量等領域中很多都需要進行距離的測量,并且現代的科技趨勢越來越需要良好的精確度。但是市面上銷售的激光測距儀一般難以達到較高測量精度的目的。由此,就有了研制成本低、精度高的激光測距儀的必要。本文所介紹的激光測距儀是一種基于等效采樣測量原理的測距系統(tǒng),可以達到高精度測量距離的目的。在經過了各種方案的研究的基礎上,本文最終采用了基于等效采樣原理的時間間隔測量法。在接收到周期性反射脈沖信號的前提下,采用等效采樣的方法,即通過多次觸發(fā)、多次采樣而獲得并重建信號波形的方法,可以將信號在時域上進行等比例展寬,從而得到重要的的時域信息,進而通過單片機的計算,獲得需要得到的距離值。這種方案經過長期實踐、研究,最終得到了硬件電路的實現,達到了將ns級別的時域信號擴展為ms級別的信號的目的,進而提高了距離測量的精度,這種方案也可以降低設計難度以及產品成本。本論文所介紹的激光測距儀的硬件設計內容主要包括系統(tǒng)方案的選取與設計、基于SPL LL90_3激光發(fā)射二極管的激光發(fā)射電路的設計與實現,以及基于AD500_9激光接收二極管的激光接收電路的設計與實現。激光發(fā)射電路的設計包括激光二極管的選型、發(fā)射和采樣信號調制電路的研究與設計以及激光發(fā)射脈沖產生及驅動電路的研究與設計。激光接收電路的設計包括激光接收二極管的選型、激光接收脈沖信號獲取電路的研究與設計以及接收信號調制電路的研究與設計。單片機部分電路設計包括MSP430單片機外圍電路的設計。在論文的最后,列舉了要求的實驗指標,然后展示了實驗波形并對之進行了分析,各方面分析結束后得出設計方案可行性結論。
【關鍵詞】:激光測距 等效采樣 脈沖式激光測距儀
【學位授予單位】:電子科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:TH744.5
【共引文獻】
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本文編號:322225
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