基于Matlab的相位式激光测距研究

基于相位式激光测距系统的基本原理和鉴相方法,采用双调制频率的方法解决了测量距离和测距精度之间的矛盾,采用差频鉴相的方法减少电路复杂度。首次基于模块化的思想,运用Matlab的Simulink工具实现了系统的原理分析,对频域数字测相、数字同步解调测相法和自动数字测相法进行了比较。从理论上证明了实现一个高精度、快速相位式激光测距系统的可行性,为下一步实际设备研制奠定了基础。     

改进型相位式激光测距电路的设计

为了提高无合作目标的相位式激光测距系统的稳定性和精度,并简化测距系统,设计了一种相位式激光测距系统的发射和接收电路.采用了双频调制、直接数字频率合成器(DDS)、差频测相技术等原理.进行了理论的研究、分析和实际的电路实验.利用DDS产生的正弦波信号进行调制发射,并且对非合作目标反射回来的激光信号进行接收、调理,并进行数据处理.在设计中,优化了系统的调制发射电路,采用新的光电探测器和高压偏置电路,增加简单实用的自动增益控制(AGC)模块等.实验结果表明,该测距系统简单有效,具有较高的测量精度和稳定性.     

基于μC/OS-II的嵌入式激光测距系统

本文介绍一种基于ARM9的激光测距系统的硬件原理设计和软件设计方案。以ARM9处理器为控制核心,采用相位法激光测距技术,首先用正弦信号调制半导体激光器的发射激光,然后将被测物反射的激光用光电探测器转换为电信号,采用相位测量技术测量出发射信号与接收信号的相位差,从而计算出与被测物的距离。最后使用实时操作系统μC/OS-Ⅱ作为系统控制核心,以确保测量精度。     

正交混频相位式激光测距方法与系统实现

针对传统的二次混频式激光测距仪鉴相精度不高,难于消除系统误差等问题,提出了正交混频相位激光测距法,利用成熟的正交调制技术进行激光光强的幅度调制,提高了基于二次混频原理的激光测距仪的鉴相精度,并且通过改变低频信号相位来获得两个相对很小的频差,易于消除系统附加相移,大大简化了二次混频式激光测距仪的硬件设计。详细阐述了基于正交混频相位测距方法的激光测距原型机设计要点。系统原型机设计方案采用了集成度很高的正交调制芯片完成,结构紧凑没有冗余元件。原型机实验精度达到±1.52mm,在62.5MHz频点下测相精度达到0.042°,并且可以很方便地通过加入多频调制的方法大大提高测量距离,是采用二次混频法进行相位激光测距的优秀解决方案。     

低频相位仪电路的改进与仿真

以一级RC电路作为移相网络,对低频相位仪波形转换电路单元进行改进,采用同相输入滞回比较器电路以提高抗干扰能力,采用二分频鉴相电路以实现精确的鉴相脉冲,采用移相信号放大电路以实现5 Hz～20 kHz相位差频率测量范围,进一步引入自动增益控制技术,介绍了由集成运放和模拟开关构成的程控增益放大器.通过Multisim 10对400 Hz及40 Hz时电路改进前后输出波形及相位差的仿真结果表明,改进电路性能指标达到了设计要求,提高了相位差的测量精度.     

基于正交混频的相位激光测距实验分析系统

为了解决因F-P标准具间距和光栅入射角导致相位激光测距精度差大的问题,设计了基于正交混频的相位激光测距实验分析系统。设计了相位激光测距实验数据采集器和正交混频转换器,完成系统的硬件设计;在系统的软件设计中,利用飞行时间法提取出相位激光测距实验时间,结合设计的相位激光测距实验分析程序,实现了相位激光测距实验分析。系统测试结果表明,设计系统受到F-P标准具间距和光栅入射角的影响比较小,可以减小相位激光测距精度差,从而提高激光测距精度,当被测距离为3 m时,相位激光测距误差在-4×10^-4 m,设计系统的相位差与实际值相差低于0.3°。     

自增益电路在激光测距中的应用

文中为了实现在信号接收系统中接收信号强弱自动控制的需求,提出了一种自动增益控制（AGC）的设计方案,并且以两级放大器AD603为核心控制芯片,设计了一种应用于相位法激光测距的自动增益控制电路。经过实践证明,这种方法有效地解决了因测量距离的远近不同而导致回波信号幅度变化大的问题,从而减小了后续电路的处理难度,达到了设计要求。     

高精度的测距系统中的测相技术研究

高精度的测相技术是星星间或星地间的测距系统中的关键技术之一。研究了基于双差频测相技术的高精度测相技术及其在上述高精度的测距系统中的应用。实验结果表明双差频测相技术具有10-6以上的测相分辨率及由系统本底噪声引起的测距误差小于7μm。     

一种LD激光测距回波探测电路的设计

雪崩光电二极管APD(avalanche photo detector)因其具有很高的内部增益,是目前LD(Laser diode)激光测距中最常用的光电探测器件.挖掘激光测距系统的探测能力、提高探测概率的最终途径是提高激光回波信号的信噪比.从LD激光测距的特点出发,在分析了APD光电探测电路噪声的基础上,结合脉冲回波信号的特征,利用微弱信号检测的理论,提出了一种利用相关检测来提高回波信号信噪比的检测电路.结果表明,回波信号的信噪比有了一定提高,且结合了自动增益控制电路,为后续的时间间隔测量的精度提供了保证.     

应用欠采样原理提高相位式激光测距精度

在激光测距中,测程和测量精度一直都是一对矛盾体.在保证测程的同时,提高测量精度是本次设计的关键所在.相位式激光测距的传统思想是将高频信号进行混频之后得到频率较低的差频信号,使用FFT得到相位,但是信号经混频后会带来幅度的衰减和相位的偏移.为了解决该问题,提出一个新的思路,利用欠采样技术与同步检测原理改进测相方法,降低数据处理的复杂度,提高相位检测的精度.用MATLAB仿真有白噪声和其他干扰信号存在时欠采样技术测量相位的精度,经过误差分析之后进行改进并与传统的方法进行了比较.     

新型电力线路电压相角测试系统的设计与研制

系统用于对50 Hz交流电从A地经数十千米(甚至数百千米)输电线路输送到B地后产生的电压相角(或相位移)的在线测量。包括两个功能完全相同的测试装置:A号机和B号机,两机在同步时钟控制下进行数据采集,各记录5 min左右数据后,分别将数据导入PC机,通过NI/CVI LabVIEW开发平台进行分析处理、计算并显示输出结果实现对电压相角的及时监控,为电力系统稳定、安全运行提供有力保障。     

一种基于相位测量的快速高精度大范围的激光测距法

为满足快速、高精度和大范围的激 光测距需求,分析了现有单频和多频相位激光测距方法存在的 问题,提出了基于降频及高精度测时技术的 相位激光测距方法,并根据测距 要求以及按照测尺频率、测时精度和参考频率的顺序建立了测距系统参数选择模型,进而 按照测距参数需求搭建了实 验系统。实验表明,在300kHz单频测尺、260kHz参考频率和50ps测时精度条件下,实验系统具有500m测距范围、1.08mm 测距精度和0.03～0.04s测量速度,可为快速、高精度和大范围测距 奠定基础。     

电视机伴音电路的优化设计

针对电视机在切换频道时音量变化大的缺点 ,对电视机的伴音电路进行了优化设计 ,即增加音频AGC电路 ,实现各频道音量的平稳     

嵌入式控制系统的VXI总线数据采集软件设计

嵌入式控制系统需要通过电子测量方式进行数据采集,为控制系统提供输入参量模型,采用VXI总线技术进行嵌入式控制系统的32通道控制数据采集和实时数据记录,方便控制系统和客户端现场分析数据.嵌入式控制系统的VXI总线数据采集软件是建立在对控制信息的特征采样和控制参量的信息输入基础上,进行VXI总线数据采集系统总体设计描述和功能指标分析,数据采集通过发射天线、接收天线、发射机、接收机、控制器等构件实现.数据采集系统的软件模块设计包括了通道设置、触发设置、数据端口设置、数据可视化模块设计和数据读取回放等子模块,通过软件优化设计实现VXI总线数据采集.实验分析结果表明,该系统进行数据采集的输入和输出的波形控制的匹配性能较高,稳定性较好,具有较高的数据采集精度.     

基于FPGA与TDC-GPX2的相位激光测距系统设计

针对传统相位测距系统精度不高和结构复杂等缺陷,设计出一种基于FPGA与TDC-GPX2的相位激光测距系统.该系统首先设计了激光发射和接收部分的光学结构,其次设计了硬件系统中的光电检测电路和混频电路,最后采用数字转换芯片TDC-GPX2测量发射信号和反射信号的时间差,并以FPGA为核心处理器进行数字鉴相将时间差转化为相位...     

面向非合作目标的大动态范围激光测距系统

在对空间的非合作目标进行脉冲激光测距时,由于目标的距离跨度范围很大,回波信号的动态范围很大,采用单一的光学或电路调整方法都不能实现全范围的接收。针对不同的距离段,在发射端采用偏振合束器使脉冲光纤激光器和脉冲全固态激光器的光束同轴输出,并对激光的发射功率进行分档,在接收端对雪崩光电二极管的放大倍数进行分档,并引入窄脉冲峰值检测器和可变增益放大器,在自动闭环控制下使接收电路的输出稳定,实现了等效输入动态范围为160 d B、测量范围为15 m~20 km的激光测距系统。     

一种实用智能温控电路设计

针对大型检测设备对温度的要求,利用单片机设计温控电路,给出了硬件电路和测试程序流程。     

超声波智能测距系统设计与实现

基于传统的方式在测距方面的缺陷以及不完善,本论文主要对高精度超声波测距仪的原理,单片机的应用等进行了分析;在原来的基础上对其测量精度做了大幅改进;并对系统进行误差分析。     

脉冲激光测距系统及其算法研究

随着激光测量技术得到广泛应用,因此提高激光测距精度成为了一个热门的研究内容。本文首先主要介绍脉冲式激光测距的原理[1],为了精确检测回波信号,本文采用了门限法去除回波噪声[2]。基于能够有效地提高测量精度的目的,本文讨论了几种减少时间间隔测量误差的算法,结合系统的要求,提出一种在现场可编程门阵列（FPGA）中实现脉冲计数法与时间数字转换法相结合的方法来提高时间间隔测量精度[3－5]。实验结果表明,采用的测距算法有效地提高了测量精度。