相位式激光测距仪的数字测相法改进设计
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更新于2024-08-10
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"激光测距仪的分类主要分为脉冲式和相位式。脉冲式测距仪通过发射激光脉冲并计算其往返时间来测量距离,适用于远程测量,常见于航天和军事领域。相位式测距仪则利用相位差测量距离,精度高,适用于近程测量,广泛应用在工业、房地产、建筑等多个行业。本文着重探讨了相位式激光测距仪的数字测相法改进设计,提出采用DSP芯片实现高精度、高速度的测量,优化了电路设计并进行了硬件和软件仿真,以实现小型化、高精度的测距仪。"
激光测距仪是现代科技中的一个重要工具,它基于激光的特性进行距离测量。激光测距仪主要分为两类:脉冲式和相位式。脉冲式激光测距仪的工作原理是发射一束激光脉冲,然后测量脉冲从发射到反射回测距仪的时间,根据光速计算出距离。由于激光的速度极快,这种方法对计数器的计数频率要求极高,导致其在精度上可能不如相位式,但能够实现远距离测量,常见于需要大测距范围的场合,如导弹跟踪和地月距离测量。
相位式激光测距仪则采用不同的方法,它通过发射幅度调制的激光,并检测反射回来的激光相位差来计算距离。这种方法的精度更高,适用于近程高精度测量,比如在工业安装、房地产测绘、建筑施工等领域。由于其体积小、精度高,相位式测距仪在各种工程应用中越来越受到青睐。
本文主要关注的是相位式激光测距仪的数字测相法改进。传统的数字测相方法存在电路复杂、测量速度慢和精度受限等问题。因此,研究者提出采用数字信号处理(DSP)芯片来实现数字测相,以提高测量精度和速度,简化系统结构,适应高精度、小型化测距仪的需求。
在理论基础上,文章详细讨论了信号产生、滤波、调制发射、接收滤波放大、混频滤波、方波整形等关键环节的电路设计,并进行了误差分析和软件仿真,以验证电路的可行性和性能。此外,作者还完成了发射和接收模块的原理图和PCB设计,并已焊接完成发射模块实验板,即将进行调试工作。
关键词包括激光测距仪、相位式、数字测相法和DSP,表明该研究主要集中在利用DSP技术优化相位式激光测距仪的数字测相过程,以提升测距仪的性能和实用性。
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