相位式激光测距仪用激光接收电路制造技术

本发明专利技术提供一种相位式激光测距仪用激光接收电路，包括依次相连的跨阻放大器及高频放大器模块、混频器及中频放大模块以及带通滤波器模块；跨阻放大器及高频放大器模块包括专用作光电传感器的APD管、对APD管接收激光信号转换成的电信号进行放大的跨阻放大器和高频放大器；混频器及中频放大模块包括将测量信号与本振信号进行混频的双平衡混频器以及中频放大电路；带通滤波器模块最终输出中心频率为14.0625KHz的正弦波电压形式的测距信号。本发明专利技术能有效克服现有技术中APD管既作为传感器又作为混频器使用所带来的弊端，整体噪声较之现有技术大幅降低；电路性能更为稳定，测量精度更高，且能有效提升相位式激光测距仪的测程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及相位式激光测距仪，具体涉及一种相位式激光测距仪用的激光接收电路。
技术介绍
相位式激光测距仪的工作原理是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。激光发射驱动电路和激光接收电路是激光测距仪的重要组成部分，其性能的好坏直接影响到激光测距仪的测量距离、测距精确度、工作灵敏度、工作稳定性等性能指标。目前，常见的相位式激光测距仪所用的激光接收电路，其通常利用APD管（雪崩二极管）同时作为接收激光信号的传感器和接收信号的混频器，其优点是使得整个激光接收电路结构比较简单，但其存在的问题是：由于APD管通常是专门用作光电传感器使用的器件，并不适合作为混频器使用；现有的相位式激光测距仪所用的激光接收电路，其将APD管既作为光信号传感器用也作为混频器使用，对于不同测尺频率的相位式激光测距仪，混频增益差别比较明显；混频电压差别很大，如频率为115MHz的高频相位式激光测距仪，混频电压只要3V左右；而对于频率为450KHz的低频相位式激光测距仪，混频电压却需要30V的电压，当混频电压比较高时，对电路的干扰相对较大，提升了系统的整体噪声水平，降低了电路的工作稳定性；特别是对于200米以上距离的测程而言，影响测量精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种新的相位式激光测距仪用激光接收电路，该电路中APD管专用作接收激光信号的光电信号传感器，通过设置专门的混频器及中频放大模块进行混频操作，有效克服现有技术中APD管既作为接收激光信号的传感器又作为接收信号的混频器使用所带来的弊端。本专利技术的技术方案是：本专利技术的相位式激光测距仪用激光接收电路，其结构特点是：包括跨阻放大器及高频放大器模块、混频器及中频放大模块以及带通滤波器模块；上述的跨阻放大器及高频放大器模块设有第一电源端、第二电源端、高压偏置信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；混频器及中频放大模块设有电源端、第一信号输入端、第二信号输入端、本振信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；带通滤波器模块设有电源端、第一信号输入端、第二信号输入端和测量信号输出端。跨阻放大器及高频放大器模块的第一电源端、混频器及中频放大模块的电源端以及带通滤波器模块的电源端使用时均外接相位式激光测距仪的DC+5V电源VDD；跨阻放大器及高频放大器模块的第二电源端使用时外接相位式激光测距仪的DC-5V电源VCC；跨阻放大器及高频放大器模块的高压偏置信号输入端使用时外接相位式激光测距仪的DC+160V电压信号HV；混频器及中频放大模块的本振信号输入端使用时外接相位式激光测距仪提供的本振信号Fosc input；混频器及中频放大模块的第一信号输入端和第二信号输入端与跨阻放大器及高频放大器模块的第一信号输出端和第二信号输出端分别对应电连接；带通滤波器模块的第一信号输入端和第二信号输入端与混频器及中频放大模块的第一信号输出端和第二信号输出端分别对应电连接；带通滤波器模块的测量信号输出端输出中心频率为14.0625KHz的正弦波电压形式的测距信号Uout。进一步的方案是：上述的跨阻放大器及高频放大器模块包括电阻R1至R6共6只电阻、电容C1至C15共15只电容、APD管D1、集成芯片U1和集成芯片U2；集成芯片U1为MAX3658型号的跨阻放大器，其具有1至8号引脚；集成芯片U2为UA733M型号的高频放大器，其具有1至10号引脚；电阻R1的一端即为上述的跨阻放大器及高频放大器模块的高压偏置信号输入端；电阻R1的另一端、电阻R2的一端以及电容C1的一端共线；电阻R2的另一端、电容C2的一端以及APD管D1的负极共线；APD管D1的正极与集成芯片U1的2号引脚电连接；集成芯片U1的3号引脚与电容C6的一端电连接；集成芯片U1的1号引脚、电阻R3的一端、电容C4的一端以及电容C5的一端共线；集成芯片U1的4号引脚空置；集成芯片U1的5号引脚和8号引脚、电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C4的另一端、电容C5的另一端以及电容C6的另一端均接地；集成芯片U1的7号引脚与电容C7的一端电连接；电容C7的另一端、电阻R4的一端以及集成芯片U2的1号引脚共线；集成芯片U1的6号引脚与电容C8的一端电连接；电容C8的另一端、电阻R5的一端以及集成芯片U2的10号引脚共线；集成芯片U2的7号引脚、电阻R6的一端、电容C10的一端以及电容C11的一端共线；集成芯片U2的4号引脚、电阻R7的一端、电容C12的一端以及电容C13的一端共线；电阻R7的另一端、电容C14的一端以及电容C15的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为上述的跨阻放大器及高频放大器模块的第二电源端；集成芯片U2的5号引脚即为上述的跨阻放大器及高频放大器模块的第一信号输出端；集成芯片U2的6号引脚即为上述的跨阻放大器及高频放大器模块的第二信号输出端；电阻R3的另一端、电容C3的一端、电容C9的一端以及电阻R6的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为上述的跨阻放大器及高频放大器模块的第一电源端；集成芯片U2的2号、3号、8号和9号引脚空置；电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、电容C3的另一端以及电容C9至C15共7只电容的另一端均接地。进一步的方案是：上述的混频器及中频放大模块包括电阻R8至R14共7只电阻、电容C16至C26共11只电容、电解电容C27、电解电容C28、集成芯片U3和集成芯片U4；集成芯片U3为SA602AD型号的双平衡混频器，其具有1至7号引脚；集成芯片U4为AD8616型号的运算放大器，其具有1至4号引脚；电容C16的一端即为上述的混频器及中频放大模块的第一信号输入端；电容C17的一端即为上述的混频器及中频放大模块的第二信号输入端；电容C16和电容C17的另一端与集成芯片U3的1号和2号引脚分别对应电连接；集成芯片U3的5号引脚、电容C18的一端以及电阻R8的一端共线；集成芯片U3的6号引脚与电容C19的一端电连接；电容C19的另一端、电阻R9的一端以及电阻R10的一端共线；电阻R9的另一端即为上述的混频器及中频放大模块的本振信号输入端；集成芯片U3的3号引脚、电容C18的另一端以及电阻R10的另一端均接地；集成芯片U3的4号引脚、电容C20的一端以及电容C21的一端共线；集成芯片U3的5号引脚、电容C20的另一端以及电容C22的一端共线；集成芯片U3的7号引脚空置；电容C21的另一端与电阻R11的一端电连接；电阻R11的另一端、电阻R12的一端、电容C24的一端以及集成芯片U4的2号引脚共线；电阻R12的另一端、电容C24的另一端以及集成芯片U4的1号引脚因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为上述的混频器及中频放大模块的第一信号输出端；电容C22的另一端与电阻R13的一端电连接；电阻R13的另一端、电阻R14的一端、电容C26的一端以及集成芯片U4的3号引脚共线；电阻R14的另一端、电容C26的另一端、电容C25的一端以及电解电容C27的正极因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为上述的混频器及中频放大模块的第二信号输出端；电阻R8的另一端、电容C23的一端以及电解电容C28的正极因共线而形成一个公共接点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相位式激光测距仪用激光接收电路，其特征在于：包括跨阻放大器及高频放大器模块、混频器及中频放大模块以及带通滤波器模块；所述的跨阻放大器及高频放大器模块设有第一电源端、第二电源端、高压偏置信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；混频器及中频放大模块设有电源端、第一信号输入端、第二信号输入端、本振信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；带通滤波器模块设有电源端、第一信号输入端、第二信号输入端和测量信号输出端；跨阻放大器及高频放大器模块的第一电源端、混频器及中频放大模块的电源端以及带通滤波器模块的电源端使用时均外接相位式激光测距仪的DC+5V电源VDD；跨阻放大器及高频放大器模块的第二电源端使用时外接相位式激光测距仪的DC‑5V电源VCC；跨阻放大器及高频放大器模块的高压偏置信号输入端使用时外接相位式激光测距仪的DC+160V电压信号HV；混频器及中频放大模块的本振信号输入端使用时外接相位式激光测距仪提供的本振信号Fosc input；混频器及中频放大模块的第一信号输入端和第二信号输入端与跨阻放大器及高频放大器模块的第一信号输出端和第二信号输出端分别对应电连接；带通滤波器模块的第一信号输入端和第二信号输入端与混频器及中频放大模块的第一信号输出端和第二信号输出端分别对应电连接；带通滤波器模块的测量信号输出端输出中心频率为14.0625KHz的正弦波电压形式的测距信号Uout。...

【技术特征摘要】
1.一种相位式激光测距仪用激光接收电路，其特征在于：包括跨阻放大器及高频放大器模块、混频器及中频放大模块以及带通滤波器模块；所述的跨阻放大器及高频放大器模块设有第一电源端、第二电源端、高压偏置信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；混频器及中频放大模块设有电源端、第一信号输入端、第二信号输入端、本振信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；带通滤波器模块设有电源端、第一信号输入端、第二信号输入端和测量信号输出端；跨阻放大器及高频放大器模块的第一电源端、混频器及中频放大模块的电源端以及带通滤波器模块的电源端使用时均外接相位式激光测距仪的DC+5V电源VDD；跨阻放大器及高频放大器模块的第二电源端使用时外接相位式激光测距仪的DC-5V电源VCC；跨阻放大器及高频放大器模块的高压偏置信号输入端使用时外接相位式激光测距仪的DC+160V电压信号HV；混频器及中频放大模块的本振信号输入端使用时外接相位式激光测距仪提供的本振信号Fosc input；混频器及中频放大模块的第一信号输入端和第二信号输入端与跨阻放大器及高频放大器模块的第一信号输出端和第二信号输出端分别对应电连接；带通滤波器模块的第一信号输入端和第二信号输入端与混频器及中频放大模块的第一信号输出端和第二信号输出端分别对应电连接；带通滤波器模块的测量信号输出端输出中心频率为14.0625KHz的正弦波电压形式的测距信号Uout。2.根据权利要求1所述的相位式激光测距仪用激光接收电路，其特征在于：所述的跨阻放大器及高频放大器模块包括电阻R1至R6共6只电阻、电容C1至C15共15只电容、APD管D1、集成芯片U1和集成芯片U2；集成芯片U1为MAX3658型号的跨阻放大器，其具有1至8号引脚；集成芯片U2为UA733M型号的高频放大器，其具有1至10号引脚；电阻R1的一端即为所述的跨阻放大器及高频放大器模块的高压偏置信号输入端；电阻R1的另一端、电阻R2的一端以及电容C1的一端共线；电阻R2的另一端、电容C2的一端以及APD管D1的负极共线；APD管D1的正极与集成芯片U1的2号引脚电连接；集成芯片U1的3号引脚与电容C6的一端电连接；集成芯片U1的1号引脚、电阻R3的一端、电容C4的一端以及电容C5的一端共线；集成芯片U1的4号引脚空置；集成芯片U1的5号引脚和8号引脚、电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C4的另一端、电容C5的另一端以及电容C6的另一端均接地；集成芯片U1的7号引脚与电容C7的一端电连接；电容C7的另一端、电阻R4的一端以及集成芯片U2的1号引脚共线；集成芯片U1的6号引脚与电容C8的一端电连接；电容C8的另一端、电阻R5的一端以及集成芯片U2的10号引脚共线；集成芯片U2的7号引脚、电阻R6的一端、电容C10的一端以及电容C11的一端共线；集成芯片U2的4号引脚、电阻R7的一端、电容C12的一端以及电容C13的一端共线；电阻R7的另一端、电容C14的一端以及电容C15的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为所述的跨阻放大器及高频放大器模块的第二电源端；集成芯片U2的5号引脚即为所述的跨阻放大器及高频放大器模块的第一信号输出端；集成芯片U2的6号引脚即为所述的跨阻放大器及高频放大器模块的第二信号输出端；电阻R3的另一端、电容C3的一端、电容C9的一端以及电阻R6的另一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为所述的跨阻放大器及高频放大器模块的第一电源端；集成芯片U2的2号、3号、8号和9号引脚空置；电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、电容C3的另一端以及电容C9至C15共7只电容的另一端均接地。3.根据权利要求1所述的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：费凤祥，
申请(专利权)人：常州大地测绘科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32