脉冲激光测距中高精度时间间隔系统设计

时间间隔测量系统采用基于时间数字转换芯片TDC-GP22实现了高精度脉冲激光测距。采用高性能STM32单片机作为主控器,SPLLL90_3半导体激光二极管,AD500-9作为接收的光电探测器。测量结果通过SPI通信接口传送给单片机,经单片机处理后的数据传给LCD12864显示器。测试结果表明,该测量方法精度可达65 ps,系统结构简单、可行性高。     

脉冲激光测距中时间间隔测量的新方法

提出脉冲激光测距中时间间隔测量的新方法。传统数字法的测时误差主要是开始和结束2个脉冲周期的计数误差，为此利用FPGA芯片中集成锁相环（PLL）单元产生N路同频且相位均匀分布的时钟脉冲，用N个计数器在这2个周期进行计数，用计数结果均值作为最终结果。这相当于将脉冲周期T细分为N等份，每份相当于1个脉冲，其周期为T／N。实现了在不增加测量时间和盲区的前提下，测量精度提高了N倍，解决了传统脉冲激光测距系统中提高精度、缩短测量时间和盲区的矛盾。     

脉冲激光测距时间间隔测量及误差分析

在脉冲激光测距时间间隔测量系统中，传统的数字时钟计数法受限于计数时钟的频率，测量精度不高。由于模拟插入法具有测量范围大、线性好、测量精度高的优点，广泛应用于脉冲激光测距时间间隔测量系统中。介绍了模拟插入法时间间隔测量的原理，设计了其测量系统及相应的测试电路。利用该系统进行了实验研究，达到了100ps的时间间隔测量精度，对应于1．5cm的测距精度。最后，进行了测量误差分析。     

脉冲激光测距系统中高精度时间间隔测量模块的研究

时间间隔的测量精度对脉冲激光测距系统的测量精度起决定作用.为此研制了一高精度时间间隔测量模块,该模块基于专用时间数字转换芯片开发,采用延迟线插入法技术,最大测量时间可高达200ms,测时分辨率最高可达125ps,对应测距分辨率18.75mm,适用于远距离的测量.给出了硬件和软件设计方法以及模块的测试结果.     

脉冲激光测距中高速精密时间间隔测量研究

在脉冲激光测距系统中,设计实现了基于FPGA和TDC-GP21的高速精密时间间隔测量系统.采用TDC-GP21的高精度测量模式,配置TDC-GP21完成了时间间隔测量,通过校准测量对测量结果进行补偿修正,提高了系统的测量精度;设计了多级嵌套状态机实现高速SPI通信,减小了系统单次测量周期;分析了影响测量精度的因素,比较分析了3种时刻鉴别方法的漂移误差,设计了高通阻容时刻鉴别模块,减小了系统的非线性误差.实验分别进行了基于FPGA脉冲信号的时间间隔测量和激光测距试验,对比验证了系统的测量误差,分析了系统在测量区间的线性度.实验结果表明,系统可以实现高速稳定测量,线性度良好,重复测量频率达1kHz,测量精度在±100ps内.     

脉冲激光测距中高精度时间测量时钟信号误差补偿

高精度时间测量技术在激光测距中有着重要作用,而时钟信号周期误差是影响时间测量精度的关键。传统的时钟周期校准往往只将测量过程中最后一个时钟周期的误差作为校准参数,无法对整个测量过程中的误差进行补偿。针对这一问题,提出了脉冲激光测距中高精度时间测量时钟信号误差补偿的方法,通过测量计时芯片在不同时间下的时钟周期误差,构造误差曲线以对测量结果进行补偿,提升了时间测量系统的测量精度。使用TDC-GP22专用计时芯片设计了时间测量系统并进行了测试。测试结果表明,系统平均绝对误差为0.38 ns,最小误差可达到65 ps。     

高精度时间测量技术及其在脉冲激光测距中的应用

文章首先对常用的时间测量方法进行了比较,着重介绍了高精度时间测量技术的工作原理,并详细介绍了采用该技术的测量芯片TDC—GPX,包括内部结构、功能等,在此基础上,给出了该测时芯片在脉冲激光测距系统中的工程应用实例。     

基于TDC-GP22的脉冲激光测距系统设计

为满足激光测距领域大量程、高精度、高分辨率的应用需求,设计了一种高精度脉冲激光测距系统。系统基于最小可分辨45ps的专用计时芯片TDC-GP22实现高精度、高分辨率的时间间隔测量,并采用高带宽放大电路及恒比定时时刻鉴别方法提高系统精度。详细论述了TDC-GP22时间间隔测量模块的硬件设计及软件流程。实验结果表明,该系统的测量分辨率达45ps,对时间间隔1μs内的测量精度可达60ps,对应150m测距精度可达1cm;对时间间隔1μs以上的测量精度可达1ns,对应千米级测距精度可达0.15m,满足高精度距离测量的应用需求。     

基于伪非均匀采样的高精度时间间隔测量方法

为提高脉冲激光测距的精度,采用一种新的高精度时间间隔测量方法。在脉冲计数法的基础上,利用温补晶振生成与计时量化时钟同步同频率的参考正弦波信号,将提高时间间隔测量精度问题转化为初始相位估计;通过伪非均匀采样方法对参考正弦波信号采样,并针对研究中所采用的伪非均匀采样方法推导出相应的理论公式,然后利用最小二乘法对采样数据进行曲线拟合,将伪非均匀采样信号还原成被采样的参考信号,实现相位估计,从而实现高精度时间间隔测量。将本文方法应用于脉冲激光测距仪中,实验表明,测距仪的测距精度优于±5mm。     

并行计数法脉冲激光测距的研究

提出脉冲激光测距中利用并行计数法测量时间间隔。传统数字法测时误差主要是开始和结束两个脉冲周期的计数误差。为此利用CPLD高速缓冲的延迟特性产生多路同频且相位均匀分布的时钟脉冲,用多个计数器在这两个周期并行计数,用计数结果均值作为最终结果。相当于将脉冲周期T细分为多份,每份相当于1个脉冲。实现了在不增加测量时间和盲区的前提下,提高测量精度;解决了传统脉冲激光测距系统中提高精度与缩短测量时间和盲区的矛盾。     

Q-Coder算术编码器的VHDL实现

现介绍了一种适合于硬件实现的二进制算术编码器Q-Coder，并使用VHDL语言实现了该算法。在Acfive-HDL软件中进行了功能仿真，并在Quartus Ⅱ软件中完成了综合以及后仿真。综合得到的最高时钟频率为36．3MHz。     

基于MPS和GIS结合的应用

从地理信息系统与定位技术的关系入手,结合业务应用的需求,分析了目前已被使用MPS网络定位技术的应用技巧。提出了通过MPS技术实现轨迹跟踪和结合短信实现按需网络定位的应用。     

基于MSP430的直流接地检测系统

介绍直流接地检测系统的工作原理,并详述“平衡-不平衡法”检测绝缘电阻原理,提出直流接地检测系统硬件和软件设计中的关键技术。经实际应用表明,该系统能够正确检测直流电源系统的绝缘电阻,具有较强的实用性,为电力部门提供了可靠的直流接地检测手段。     

基于MSP430单片机的折弯机控制器设计

折弯机是一种在钣金制造加工中广泛应用的弯曲机械,通过简单的上下往复直线运动,能制造出各种复杂零件,其控制器的技术性能指标直接影响到加工精度、生产效率等,从而影响产品的质量和成本.文中介绍了基于16位高性能单片机MSP430F149的折弯机控制器的设计方法,调试后表明,该控制器能实现较高的控制精度,满足技术指标要求.详细介绍了控制器电路中的信号变送电路、位置检测电路、主控制电路、输出电路和放大偏置电路的具体设计方案及实现,并就控制器设计中涉及的关键技术进行了详细说明.     

基于MSP430的一维光纤滑觉传感器

本文介绍一种采用全自动补偿型光纤探头,基于MSP430实现的一维光纤滑觉传感器的设计。该传感器使用强度型单面反射调制方式,通过探测光强的变化并进行计算,从而得到滑动的大小与方向。     

基于MSP430F4250的高精度电子天平设计

本文介绍了一种利用内部带∑-△模数转换器的单片机MSP430F4250构成的电子天平设计方案,这可以大大降低产品的成本,同时又能满足设计的要求.     

基于MSP430单片机的光发射机监控系统设计

设计并实现了一个基于MSP430的光发射机监控系统,该系统通过使用光发射机控制,来完成光发射机工作状态数据的监测、采集和存储.针对异常情况对光发射机进行控制.     

基于MSP430的多探头核辐射剂量率仪研制

为满足核辐射探测仪便携化,智能化的要求,探讨了以MSP430F169单片机为核心的多探头核辐射剂量率仪的软硬件实现方法。在介绍了整个系统的基础上,对仪器设计中的关键问题进行了详细说明,重点讨论了通过单片机给多个探头供高压电的原理和分别连接多个探头后数据传输的实现方法,并给出了单片机外围电路的原理图。试验证明,该仪器完全可以用于核辐射探测领域,且具有小型化、数字化、低功耗等优点。     

基于I2C总线的MSP430单片机应用系统设计

本文以MSP430F169单片机为例,介绍了在温度控制系统中基于I2C总线,实现单片机与键盘、显示器的硬件连接及系统软件设计方法.     

微功耗光功率计的研制与线性处理

手持光功率计作为光纤通信测试仪表中最为普及和用量最大的测试仪表,在光纤施工被广泛使用.由于经常在户外使用,所以要求仪表具有功耗低、测量精确、便于携带等特点.目前,国内同类仪表与国外相比,存在相当大的差距.微功耗手持光功率计采用低功耗器件进行设计,并对软件进行适当的算法处理.实测数据分析表明:该光功率计整机功耗小于30mW,不确定度为0.1dBm,达到国外仪表同等技术指标.可满足高校实验室的教学和光通信施工部门的施工检测与维护需求,具有广阔的市场前景.