高精度激光动态测试技术初探

激光测距仪在研究过程中,主要是通过地面检测方法对测距仪的性能指标等加以测试研究,在整个工作过程中也是重要的工作内容.根据激光测距仪的基本工作原理,再设计出高精度激光动态测试系统,综合分析影响高精度的误差因素等,最终能够实现对激光测距仪的精度测量.相比起传统测试方法而言,激光测距仪具有以下两种特点:其一,精度高;其二,模拟距离动态的范围比较大.研究结果表明,高精度激光动态测试系统距离范围能够达到16m~28km,模拟精度超过0.16m.高精度激光动态测试系统在操作过程中既简单又方便,除此之外,具有比较强的实用性.高精度激光动态测试系统能够满足现阶段各种激光测距仪的基本需求.     

一种高精度大动态范围的距离模拟脉冲发生方法研究

现有的产生距离模拟脉冲的方法中,数字延时电路只能达到ns量级的精度,模拟延时电路的延时范围又不足够作为距离模拟脉冲的使用,为了实现高精度大动态范围的延时,来产生激光测距仪的距离模拟脉冲,在研究了现有方法的基础上,采用了数模结合的方案,设计了一种同时满足高精度和大动态范围的延时脉冲信号发生电路,并对其精度和重复性进行了测试,可以实现2 s～4 ms 的延时范围并具有0.1 ns的延时精度,即可以模拟300 m～600 km的距离并具有 1.5 cm的距离精度。解决了现有的距离模拟电路无法同时满足高精度、大动态范围的矛盾。     

大动态范围高精度激光透射率测量系统

透射率在光学领域中有着重要的用途,为了精确 的测量物体的透过率,本文基于自 相关检测原理设计了一套大动态范围高精度激光透射率测量系统,在分析噪声的基础上,计 算了最小可探测光功率,确定了测量的动态范围;同时分析计算了系统信噪比改善程度,最 终实现高精度测量。本文以635nm半导体激光器为光源,使用光电二极管为探测器,采用锁 相放大器对微弱探测信号的提取和对干扰信号的抑制,搭接了测量系统,通过分析计算得到 待测样品的透过率,并通过改变信号调制频率和锁相放大器的时间常数来观察其对信噪比影 响,最终选择调制信号频率在1000 Hz,锁相放大器时间常数为30ms 的情况下测量,实验表明 ,系统可测量透射率的范围为0.000%~100%,测量误差范围为1%。 对于其它波长或其它微弱信号构成的测量系统的动态范围和精度的分析具有借鉴意义。     

一种带有自修正功能的高精度动态距离模拟器

地面检测星载激光测距体制设备的性能时,需要提供稳定且随机可调的高精度仿真距离光脉冲,于是提出了动态距离模拟技术。介绍了动态距离模拟基本原理、系统自修正基本原理。设计了一套集激光接收、延迟控制、高精度信号延迟、激光器、修正光纤、平衡探测器等单元于一体的动态距离模拟系统,该系统能够模拟出高精度的动态距离信息,并具备系统自修正能力,解决了动态距离模拟器的仪器参数漂移问题。动态距离模拟器的精度检测实验、动态距离模拟器与星载激光测距体制设备实际工作试验,共同证明了该系统的精度、性能稳定性可以满足目前国内绝大多数星载激光测距体制设备地面检测的需求。     

高速ADC器件的动态测试技术研究

介绍了模数转换器的常用测试方法以及采用快速傅氏变换的参数测试方法。阐述了快速傅氏变换测试方法的应用原理及主要测试指标参数。给出了高速高精度模数转换器在设计相应的评估板和搭建相应的测试系统时所需要注意的一些事项。最后提出了高速高精度模数转换器测试当前所面临的挑战和解决方法。     

高精度ADC测试技术研究

随着高性能ADC器件的不断出现,传统的ADC器件测试评价方法已经越来越不适用于高性能ADC器件。为从工程上实现高性能ADC器件的测试评价,提供了一种高性能ADC器件关键参数评价的新算法,同时详细地分析新算法的原理并且论证了新算法的正确性。目前该算法已经大量地应用到高性能ADC器件的实际测试评价中去,解决了高性能ADC器件难以评价的问题。     

小尺寸高精度激光测距系统实现方法研究

激光测距仪器技术发展成熟且应用广泛,与其他测距仪器相比具有精度高、反应时间短的优点。如果既能保证激光测距仪器的精度和响应速度,又能缩小激光测距系统的尺寸,则可以极大地扩展激光测距仪器的应用范围。简要介绍了3种主要的激光测距方法,并针对其各自的技术特点以及应用环境,提出了几种可能有效缩小激光测距系统的尺寸的实现方法。     

基于平均功率谱的高精度A/D转换器动态参数测试

讨论了窗函数处理在基于FFT变换的高精度A/D转换器动态参数测试中的不足,提出了基于平均功率谱的高精度A/D转换器动态参数测试方法,并从理论上证明了该方法可以有效降低FFT变换测试方法中由于采用窗函数处理引入的噪声误差。最后,以ADI公司的16位A/D转换器AD9260为例,对其信噪比和总谐波失真等动态参数进行了测试实验验证。     

半实物仿真中的高精度激光回波模拟技术

过去寻的探测系统只获得目标的二维信息:俯仰角度信息和偏航角度信息。在战场环境日益复杂的今天,目标和导弹的速度都越来越快,飞行控制的时间也越来越短。由于这些变化,过去的探测系统的能力渐渐不能满足现代作战需求。随着应用需求的不断扩展,需要在制导过程中能够获得更加丰富的目标位置信息,不仅是方位角度信息,还应包括距离信息。于是,激光测距技术成为制导领域的一个研究热点。针对激光测距系统的测距功能和测角功能研制了一套回波模拟系统,称之为激光回波模拟器。对验证激光测距系统性能的半实物仿真系统进行了系统设计,并实验验证了这套系统的可行性。     

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。     

激光脉冲测距的测距精度及误差分析

以激光脉冲测距的原理为基础,对激光脉冲探测理论进行了分析,在分析影响激光脉冲测距的各种误差源的基础上,给出了误差修正公式,并指出该误差是影响激光脉冲测距精度的主要因素．同时对激光脉冲测距的精度和误差进行了定性的分析,提出了试验中提高测距精度的主要途径,为正确分析靶场光学测量设备的整体效能提供依据．     

高重复率卫星激光测距的关键技术及其进展

高重复率卫星激光测距技术通过采用千赫兹的发射频率获得更多的观测数据来提高测距精度,是未来卫星激光测距的发展方向.综述了国内外高重复率卫星激光测距系统采用的关键器件及技术的研究现状,并展望了系统未来的发展趋势.     

相位激光测距技术的研究

文章介绍了相位激光测距技术的基本原理以及较为精确的测量方法,分析采用了多个辅助频率进行相位激光测距的原理,既解决了单一频率测量的矛盾,又扩大了测量的范围,达到了测距时高精度、大范围应用的实际要求.     

基于FIFO的高速高精度数据采集技术研究

为了满足数据采集的高速高精度要求,采用FIFO CPLD的结构,实现了采集控制逻辑的精确时序配合,使高速数据采集和数据传输能够同时进行且整个过程无需CPU干预.应用该技术设计了高速高精度数据采集卡,并进行了实际采集精度和采集速率方面的性能测试.结果表明,该卡采集精度达到±1 mV,最大采集速度200 ksps.     

机载扫描激光测距精度的研究

基于高亮度,高重复频率激光源的机载扫描激光测距,是提供对地定位高程数据的一种技术手段,而高的测距精度又是定位数据满足实用要求的重要保证。本文首先根据机载遥感对地定位的发展需求,介绍机载扫描激光测距的基本原理与研究现状,接着分析机载扫描激光测距精度的范畴和影响因素,同时提出了测距精度改进的主要措施。     

光电跟踪测量设备精度检测方法初探

通过结合试验对比获取跟踪测量设备测角精度的方法,进行了静态、动态测角精度的分析和初步的论证。     

高精度0～3.5 A大功率激光器测试系统设计

针对大功率激光器设计一种高稳定、0～3．5A连续可调的恒流驱动测试系统。它具有0.5％以下的失真度，稳定可靠；整个系统采用计算机控制，便于操作、调节和使用。同时还有一套有效的电源保护措施，使系统安全可靠，能成为一种适用于大功率激光器的较为理想的测试系统。     

高能炸药抽运光解碘激光实验技术

成功研制了高能炸药抽运光解碘激光器系统,实现了爆炸激光器装置的稳定激光输出,并获得了近百焦耳的激光输出能量.实验中分别测量了101.325 kPa下氩气中冲击波阵面的辐射光谱及冲击波阵面传播速度.该爆炸激光器系统利用七氟碘丙烷C3F7I作为激光工作物质,高能炸药作为抽运能源,实验中获得了较好的爆炸激光波形,激光脉宽(半峰全宽(FWHM))约34μs,最小光束发散角小于20 mrad.详细介绍了爆炸激光器的工作原理,针对具体的实验装置及实验技术路线进行了分析和描述.分别在不同实验条件下开展了相关爆炸激光实验,对实验结果进行了分析,并对影响爆炸激光输出的因素进行了分析和讨论,为进一步研制更大能量的爆炸激光装置打下了基础.     

激光清洗技术应用初探

在制造业，特别是在航空制造业中，各种产品零件在装配前需要进行认真仔细的去脂除污处理，传统的清洗方法有很多种。随着环境保护、高精度以及高效率的矛盾日显突出，各种有利于环境保护、适合于超精加工领域零件的清洗技术应运而生，激光清洗技术就是其中之一。介绍了激光清洗技术的原理和方法，研究了利用脉冲Nd:YAG激光清洗被污零件的情况，对研究结果进行了讨论。并对激光清洗技术的应用前景进行了展望。     

基于TDC7201芯片的高精度激光脉冲飞行时间测量模块研究

设计了一种高精度、高线性度、轻小型激光脉冲飞行时间测量模块。结合TDC7201芯片在时间测量方面的优势,将其作为时间测量核心部分,并将STM32F103RET6微控制器作为主控芯片来控制整个模块的工作。实验结果表明,该模块在12 ns~100 μs时间间隔范围内的时间测量精度最高可达4.1 ps;测量结果的线性拟合相关系数为1,且能够测量激光脉冲主波与5个回波之间的时间间隔。该模块可满足基于硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier, SiPM)的脉冲式激光测距系统的高精度、高线性度、多回波、轻量化等实际应用需求。