一种脉冲-相位式激光测距仪的设计

激光测距仪原理简单,集成化和小型化都比较好。本文设计了一种脉冲-相位式激光测距仪,综合利用了脉冲式测距范围大和相位式测距精度高的优点。利用直接数字频率合成（DDS）信号发生技术产生高稳定低漂移的测量信号,通过脉冲计数对距离实现粗测,利用数字信号处理器件（DSP）TMS320C6727B进行数字鉴相实现对距离的精测,保证了测距精度和测距可靠性,测量距离200m时测距精度达到厘米级别。     

时间线性展宽电路在激光测距仪中的应用

1引言脉冲式手持激光测距仪由于测程远、体积小及无需配合目标等优点，已在军事领域得到广泛应用。但因其测距精度一般均为±5m，不能满足民用工程测量要求，使其应用范围受到极大限制。虽然增大时标脉冲振荡频率可提高距离分辨精度，但频率升至100MHz，精度也只能达到±1．5m，且74HCT系列逻辑电路因响应速度超出极限而不适用，所以增大频率对提高精度并无多大潜力。利用脉冲展宽技术，将测距时间进行高线性度扩展却是提高测距精度的一条有效途径。2时间线性展宽原理脉冲式激光测距，实质上是将激光传播的距离转换成时间再进行数字测量，…     

基于FPGA的多通道高分辨率时间数字转换系统设计

设计了一种FPGA实现的基于多相位时钟脉冲计数的多通道高分辨率时间数字转换系统。利用多时钟脉冲计数技术,实现数倍于计数时钟频率的计时分辨率,同时实现简便、资源占用少、利于大规模扩展通道数的高精度时间测量需求。尤其适用于阵列光电探测器的激光脉冲飞行时间测量系统。设计实现了64通道、计时分辨率1.25 ns的系统并进行了实验验证。结果表明此系统测量结果标准差优于1 ns,计时分辨率仍有进一步提高的潜力。     

基于温度补偿的对时守时新方案

目前高精度时钟均采用高精度恒温晶振实现,文中提出使用普通温补晶振实现高精度时钟的新方案。该方案利用外部时钟源的秒脉冲宽度测量晶振频率,减小频率测量误差;通过测量频率及温度计算晶振的温度系数,利用该系数计算秒脉冲宽度,并将该宽度和外部时钟源的秒脉冲宽度相比较,将比较结果计入温度系数计算中,进一步降低了误差,提高了温度系数的精度。这些措施为提高时钟的守时精度奠定了基础。同时,文中详细分析了方案的误差源,并给出了工程应用实例。     

一种基于电容充放电的时间间隔测量方法

针对当前时间间隔测量方法中存在的问题,提出了脉冲计数法与时间-电压转换法结合的时间间隔测量新方法.通过电容充放电分别测量脉冲计数法中小于一个时钟周期的前后时隙,克服了传统时间间隔测量方法的测量原理误差,提高了测时精度,其测时的精度理论上可达皮秒量级.具有了脉冲计数法的测时长度和时间-电压转换法的测时精度,比常见的模拟时...     

基于MB 90543的高性能GPS同步时钟研制

全球定位系统(GPS)同步时钟由GPS接收器、单片机及其外围电路组成。以MB90543为核心的时钟中心处理单元负责读取GPS接收器发送的数据信息并作适当处理,从中获取ASCII码国际标准时间的时间信息,经转换为BCD码后的串行时间信息供显示。该时钟选用可供嵌入式系统应用的M12 GPS接收器,可输出时间精度为1μs的秒脉冲。测频和数码管显示电路保证了电网频率的实时测量和显示。时钟软件包括初始化、接收器收/发、串口/CAN总线收/发、显示等子程序。采用串行通信方式授时,串行数据的收/发均采用中断方式,能提供日期和时间信息;而采用脉冲校时,可保证装置的校时误差小于50μs。在时钟装置中,采用以上2种综合校时方式。指出正确识别秒脉冲信号是确保同步校时的关键,软件及外部硬件计数阵列给秒脉冲信号加硬件窗的抗干扰措施效果良好。所设计的同步时钟投入运行后表明,符合设计要求。     

一种基于时间数字转换器的瞬时测频技术

为了提高数字计数式瞬时测频的精度,提出了一种采用时间数字转换器（TDC）进行瞬时测频的新技术。通过对脉内的被测信号脉冲个数进行计数,并利用TDC测量输入信号的脉宽,可得到被测信号频率。在 FPGA 中设计了测频的基本时序,并完成了对TDC的控制和数据计算。为了提高瞬时测频机工作的稳定性,设计了TDC的校准方法,通过在测量间歇期插入标准脉宽信号进行测量,以修正T DC的漂移。经测试表明,对于脉宽1μs、载频频率为1～2GHz的输入信号,该技术的测量精度约为0．3MHz,测量时间小于1μs。     

基于卡尔曼滤波的InSAR柔性基线距离测量

对于柔性长基线构型的双天线InSAR系统,基线矢量动态偏移产生的误差会降低系统的成像质量,并最终影响高程精度。针对单相机和激光测距仪组合测量系统中如何提高基线距离向精度的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波的基线距离测量方法。建立了基线距离向抖动数学模型,在此模型基础上提出了基于卡尔曼滤波的动态测量方法,对该方法进行了动态仿真分析。仿真结果表明,在几十米的测量距离内,该方法能够将基线距离向的测量精度降低到亚毫米量级,是测量基线距离的有效方法。     

高精度GPS同步时钟的研究与实现

根据全球定位系统(GPS)时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振信号实现高精度时钟的新方法。该方法利用GPS秒脉冲精确测量晶振时钟实际频率,对晶振信号误差进行在线修正,并用IRIG-B码校正绝对时标,在GPS正常工作时能够保证其精度稳定在0.1μs,且不受GPS信号短时失效的影响。采用现场可编程门阵列(FPGA)对其进行硬件实现并应用于电力系统的相角测量,在保证系统测量精度时,GPS信号失效情况下的稳定工作时间长达6h。     

计数式瞬时测频精度分析

本文针对计数式瞬时测频精度进行分析,提出了通过级数展开来估计测频误差的方法,其中应用了莱布尼兹定理对交错级数进行了取舍,推导出计数式瞬时测频中测频误差与观测时间、基准时钟频率及被测信号频率之间的关系。     

激光测距机脉宽测量技术研究

介绍了一种基于激光波形分析的脉宽测量方法,搭建了由高速光电探测器和高实时采样速度数字示波器组成的脉宽测量系统。实现了对二代和三代激光测距机调Q窄脉宽的快速测量,测量结果与实际相符。并得出探测器响应特性的非线性区域会引起脉冲失真;探测器上升时间决定了脉宽总上升时间,并且探测器上升时间越大激光脉宽的展宽越明显。     

激光技术在光电接近开关动作距离检测中的多重应用

介绍了基于光电接近开关的激光技术在动作距离试验中的测量方法,以满足更规范、更高精度的试验要求,实现平行度校准、可见光射线辅助和动作距离测量等多种应用。最后阐述了相位法激光测距仪的基本工作原理和实现方法。     

道路普查多传感器数据采集

设计了一种适用于道路普查需求的多传感器数据同步采集系统,以PIC24系列单片机为控制核心,结合GPS和高稳石英晶体建立高精度时间基准,利用加速度计和激光测距仪获取车辆在行迸过程中垂直方向的加速度和对地距离,利用路面相机和景观相机采集路面和道路周边景观图像,并以时间作为纽带,实现了多个传感器数据高精度同步.测试结果表明,该系统实时性好、精度高、稳定可靠,能够实现道路路面及周边景观图像的实时同步采集,为道路路面裂缝检测及路面平整度解算提供高精度的原始传感器数据.     

多电机同步传动系统的控制策略及实现

针对玻璃纤维湿法毡生产线同步传动的要求,简要介绍了交流同步传动系统组成及控制策略。详尽地分析了烘干网驱动、浸胶网驱动、成型网驱动及加筋驱动等单元Lenze93xx系列伺服变频器集成CAN总线网络同步控制系统的实现,同时分析了变频器间数据传输、参数设置和调整,给出了激光测距闭环控制。最后论述了卷取系统同步控制原理,介绍了伺服变频器数频输入、输出数据传输方法,分析了牵引辊速度闭环调节与实现。实践表明:系统具有调节时间短,控制精度高,同步效果好等特点。     

基于FPGA的双路高速数据采集系统的设计

以脉冲激光测距为应用背景,设计了1种双路1 Gsps采样率的高速数据采集系统的设计方案,该系统以EP2S60系列的FPGA为核心控制模块,ADC08D1000为模数转换芯片测量I、Q两路脉冲信号时间间隔.FPGA的资源分布决定ADC输出的两路信号(I、Q)需由FPGA的两侧共4个BANK接收,由此会造成系统测量的固定误...     

相位式激光测宽仪的设计和实现

自60年代初期激光的出现,激光测距取代了传统的测距方法成为测距系统的主流.本文所设计的激光测宽仪实际上是在激光测距的基础上实现双向测量,是激光测距的一个应用,旨在设计一套体形轻巧、性价比高、测距精度较高的双向测距系统,所采用的是相位法,即对半导体激光器直接调制使激光连续发射,通过测量往返信号之间的相位差实现距离的测量.文中采用了直接数字频率合成技术(DDS),保证了主振和本振频率的准确性也避免了传统测距系统中正弦发生信号所出现的频率漂移和相位抖动等问题,实验结果比较理想.     

低失真压控放大器及其在超声测距仪中应用

场效应管具有可变电阻。采用场效应管对构成平衡式压控放大器,其非线性失真小,将其应用于超声测距仪可减轻近旁侧杂物造成的干扰,增加测量距离。     

激光测距中微弱激光辐射测量技术

激光测距中微弱的目标回波信号探测是一难题,有效信号通常在皮焦,甚至飞焦水平。为了避免雪崩二极管的不稳定性,在研制的微弱激光辐射测量仪中采用了稳定性较好的硅光电二极管器件,并且采用了多种抗噪技术,在保证测量精度的同时,提高了测量灵敏度。实验数据表明系统微弱激光辐射测量能力达10-15J/cm2,不确定度为U=9.0%(k=2),且工作性能稳定,线性良好,满足激光测距指标。     

激光测距的高速采集与处理电路的设计

针对激光测距接收电路提出了将激光回波数字化处理的方法。基于激光测距中激光信号脉冲窄、上升沿陡、实时性要求高的特点,提出了采用ADC FPGA DSP的高速数据采集与实时处理的设计方案,详细介绍了电路的具体设计方法。分别对2MHz正弦波和重复频率5kHz脉宽为80ns的窄脉冲进行了采集实验,结果表明电路满足设计要求。     

基于激光测距技术的桥式起重机定位系统设计

为了解决罩式退火炉生产工艺中桥式起重机定位系统所存在的定位精度差、定位效率低、运行不平稳的问题,在保留原桥式起重机结构和控制方式的基础上,设计了采用激光测距器和条码定位仪作为测距测速传感器,结合工控机与可编程控制器实现精确的绝对认址及闭环控制的新型的桥式起重机定位系统.实际运行表明,本定位系统使桥式起重机达到平稳加、减...