一种相位测距仪的制作方法

    专利2025-03-19  25


    本发明涉及相位测距,特别是涉及一种相位测距仪。


    背景技术:

    1、相位测距仪的工作原理是通过测量连续的调制光波往返距离产生的相位延迟,等同于测量光在空气中往返于相位测距仪和反射目标间的飞行时间,可以计算出被测距离。

    2、相位测距仪在使用中,一般受限于室内测试。因为可靠性不够好,在测量反射率较高或者反射率较低的目标时,会对信号产生影响,为了在低反射率时依然能保证测试精度,常常通过提升大光机的方法,此方法成本高,或者减小频率,来保证信号强度的方法,此方法精度较差,在环境光干扰大的情况下,常常通过更换更好的雪崩二极管去实现更高的抗干扰,此方法成本较高。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种相位测距仪,以实现在不同环境下的高可靠性测量。

    2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

    3、一种相位测距仪,包括:单片机、信号发生器、发射电路、发射参考电路和光电二极管;

    4、所述单片机与所述信号发生器连接,所述信号发生器分别与所述发射电路、所述发射参考电路和所述光电二极管连接;所述信号发生器用于在所述单片机的控制下生成主振信号和本振信号,并将所述主振信号发送给所述发射电路和所述发射参考电路,将所述本振信号发送给所述光电二极管;

    5、所述发射电路用于将所述主振信号调制成发射信号,并将所述发射信号发射至目标物;

    6、所述发射参考电路用于将所述主振信号调制成预设能量的参考信号,并将所述参考信号发射至参考物;所述预设能量的取值为第一能量值、第二能量值或第三能值量,第一能量值小于第二能量值,第二能量值小于第三能量值,通过设置预设能量的不同取值以适应光照环境对目标物反射的目标回波信号的影响;

    7、所述光电二极管与所述单片机连接,所述光电二极管用于接收所述参考物反射的参考回波信号和所述目标回波信号,生成第一混频信号和第二混频信号,并将所述第一混频信号和所述第二混频信号发送给所述单片机;所述第一混频信号为参考电信号与本振信号混频得到的信号,所述第二混频信号为目标电信号与本振信号混频得到的信号,所述参考电信号为对参考回波信号进行光电转换获得的,目标电信号为对目标回波信号进行光电转换获得的;

    8、所述单片机还用于基于第一混频信号和第二混频信号计算目标回波信号与参考回波信号之间的相位差;

    9、所述单片机还与所述发射参考电路的控制端连接,所述单片机还用于目标回波信号的相位稳定性和低频强度确定所述预设能量的取值。

    10、可选的,在基于第一混频信号和第二混频信号计算目标回波信号与参考回波信号之间的相位差的方面,所述单片机具体用于:

    11、根据所述第一混频信号计算目标回波信号的相位;

    12、根据所述第二混频信号计算参考回波信号的相位;

    13、根据目标回波信号的相位和参考回波信号的相位,计算目标回波信号与参考回波信号之间的相位差。

    14、可选的,在目标回波信号的相位稳定性和低频强度确定所述预设能量的取值的方面,所述单片机具体用于:

    15、当所述目标回波信号的相位稳定性和低频强度满足第一预设条件时,将所述预设能量的取值设置为第三能量值;

    16、当所述目标回波信号的相位稳定性和低频强度满足第二预设条件时,将所述预设能量的取值设置为第一能量值;

    17、当所述目标回波信号的相位稳定性和低频强度不满足第一预设条件且不满足第二预设条件时,将所述预设能量的取值设置为第二能量值。

    18、可选的,所述第一预设条件为:所述目标回波信号的相位稳定性大于1.0,且所述目标回波信号的低频强度值大于100;

    19、所述第二预设条件为:所述目标回波信号的相位稳定性小于2.0,且所述目标回波信号的低频强度值小于30。

    20、可选的,所述发射电路包括:激光二极管。

    21、可选的,所述发射参考电路包括:参考激光二极管。

    22、可选的,该相位测距仪,还包括:主振高次谐波抑制器和本振高次谐波抑制器;

    23、所述主振高次谐波抑制器设置在信号发生器与发射电路之间;

    24、所述本振高次谐波抑制器设置在信号发生器与所述光电二极管之间。

    25、可选的,该相位测距仪,还包括:滤波放大电路,所述滤波放大电路设置在所述光电二极管与所述单片机之间。

    26、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:

    27、本发明提供一种相位测距仪,包括:单片机、信号发生器、发射电路、发射参考电路和光电二极管;本发明设置了发射参考电路可根据需要发射不同能量的参考信号,调整光电二极管的偏置电压,以实现不同环境对目标回波信号影响的补偿,进而使得目标回波信号不产生失真,保证目标回波信号的质量和准确度,同时提高了参考回波信号的信噪比,实现在不同环境下的高可靠性测量。



    技术特征:

    1.一种相位测距仪,其特征在于,包括:单片机、信号发生器、发射电路、发射参考电路和光电二极管;

    2.根据权利要求1所述的相位测距仪,其特征在于,在基于第一混频信号和第二混频信号计算目标回波信号与参考回波信号之间的相位差的方面,所述单片机具体用于:

    3.根据权利要求1所述的相位测距仪,其特征在于,在目标回波信号的相位稳定性和低频强度确定所述预设能量的取值的方面,所述单片机具体用于:

    4.根据权利要求3所述的相位测距仪,其特征在于,

    5.根据权利要求1所述的相位测距仪,其特征在于,所述发射电路包括:激光二极管。

    6.根据权利要求1所述的相位测距仪,其特征在于,所述发射参考电路包括:参考激光二极管。

    7.根据权利要求1所述的相位测距仪,其特征在于,还包括:主振高次谐波抑制器和本振高次谐波抑制器;

    8.根据权利要求1所述的相位测距仪,其特征在于,还包括:滤波放大电路,所述滤波放大电路设置在所述光电二极管与所述单片机之间。


    技术总结
    本发明公开一种相位测距仪,涉及相位测距技术领域。该相位测距仪,包括:单片机、信号发生器、发射电路、发射参考电路和光电二极管;本发明设置了发射参考电路可根据需要发射不同能量的参考信号,调整光电二极管的偏置电压,以实现不同环境对目标回波信号影响的补偿,进而使得目标回波信号不产生失真,保证目标回波信号的质量和准确度,同时提高了参考回波信号的信噪比,实现在不同环境下的高可靠性测量。

    技术研发人员:孙丛林,于晴阳
    受保护的技术使用者:深圳市威睿晶科电子有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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