一种脉冲激光及频率检测的方法技术

本申请提供了一种脉冲激光及频率检测的方法，构建脉冲激光及频率检测电路，其中脉冲激光及频率检测系统包括光电二极管PD、比较器和单片机MCU，利用脉冲激光及频率检测电路，计算单位时间内定时器2的计数值获取输入的频率，对激光器的状态和脉冲激光信号的频率进行检测。本申请利用高速比较器和单片机中的两个定时器，能够检测高频率的激光脉冲信号，节约处理器资源和时间，避免ADC限制。避免ADC限制。避免ADC限制。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲激光及频率检测的方法


[0001]本申请涉及脉冲激光领域，尤其涉及一种脉冲激光及频率检测的方法。

技术介绍

[0002]高性能脉冲激光器在科学研究、工业生产各领域，如激光照明、测距、制导、光谱分析、医学等方面，得到越来越广泛的应用，因此，长期以来受到企业、科研院所的高度重视。为了保证脉冲激光器的可靠性和性能精度，有必要对脉冲激光器的诸多性能参数，如状态、能量、脉冲宽度、频率等进行测试。
[0003]目前检测脉冲激光方法都是通过模数转换器ADC对采集的模拟信号进行数字转换，通过处理器读取模数转换器ADC的数值，获取当前光电二极管PD的电压，同时设定一个阈值电压，当获取的ADC的数值超过设定的阈值电压，即认定当前激光器是出光状态。但是此方法测量存在一些不足的地方，由于ADC转换是需要采样时间的，所以当激光器出光的频率越高，一个周期内的采样点就越少，精度也就越低。如果一个周期内出光的占空比越小，小到ADC最小采样时间以内，就不能准确采集到最大电压值了。除此之外，此方法还很消耗处理器资源，如果处理器还需要处理其他事件，很有可能使处理器阻塞。
[0004]因此如何提供一种新的脉冲激光及频率检测方法，能够检测高频率的激光脉冲信号，节约处理器资源和时间，避免ADC限制，成为目前需要解决的一个技术问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本申请，以便提供一种脉冲激光及频率检测的方法，利用高速比较器和单片机中的两个定时器，能够检测高频率的激光脉冲信号，节约处理器资源和时间，避免ADC限制。
[0006]本申请提供了一种脉冲激光及频率检测的方法，包括：步骤S1，构建脉冲激光及频率检测电路，其中脉冲激光及频率检测系统包括光电二极管PD、比较器和单片机MCU；
[0007]其中光电二极管PD接收激光器输出的脉冲激光信号，将脉冲激光信号转换为电信号后，输入到比较器的一个输入端，比较器的另一个输入端接收阈值电压信号Vref，比较器的输出端连接单片机MCU的定时器2外部输入晶振引脚ETR；
[0008]步骤S2，利用脉冲激光及频率检测电路，计算定时器2的晶振频率，对激光器的状态和脉冲激光信号的频率进行检测。
[0009]进一步的，阈值电压信号Vref设定为激光器的最小脉冲激光信号经过光电二极管PD转化后得到的电压值。
[0010]进一步的，步骤S2包括：
[0011]步骤S21，程序初始化；开启单片机MCU中定时器2的外部时钟输入功能，使能定时器2；开启单片机MCU中定时器1内部时钟输入功能，使能定时器1，设定定时器1的定时时间；
[0012]步骤S22，当定时器1定时结束，触发中断响应时，获取定时器2当前的计数值，保存定时器2的计数值，并将定时器2的计数值清零；
[0013]步骤S23，查看保存的定时器2的计数值是否等于0，如果计数值等于0，则此段时间内激光器没有出光；反之，如果计数值不等于0，则此段时间内激光器是出光状态；
[0014]步骤S24，如果激光器是出光状态，根据保存的定时器2的计数值和定时器1的定时时间，计算出此时激光器的当前脉冲激光信号的频率。
[0015]进一步的，定时时间为100ms。
[0016]进一步的，比较器为高速比较器。
[0017]进一步的，高速比较器包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第五PMOS管P5、第六PMOS管P6、第七PMOS管P7、第八PMOS管P8、第九PMOS管P9、第十PMOS管P10、第十一PMOS管P11；
[0018]其中，第一PMOS管P1的栅极接收转换后的脉冲激光信号Vin，第一PMOS管P1的源极连接第二PMOS管P2的源极、第三PMOS管P3的源极、第四PMOS管P4的源极、和第五PMOS管P5的漏极，第一PMOS管P1的漏极连接第三PMOS管P3的漏极、第四PMOS管P4的栅极和第十PMOS管P10的源极，第五PMOS管P5的源极连接比较器电源电压VDD，第三PMOS管P3的栅极连接第四PMOS管P4的漏极、第二PMOS管P2的漏极和第十一PMOS管P11的源极，第二PMOS管P2的栅极连接阈值电压信号Vref，第十PMOS管P10的漏极连接第六PMOS管P6的漏极、第八PMOS管P8的漏极、第九PMOS管P9的栅极，第六PMOS管P6的源极、第七PMOS管P7的源极、第八PMOS管P8的源极、第九PMOS管P9的源极接地，第十一PMOS管P11的漏极连接第八PMOS管P8的栅极、第七PMOS管P7的漏极、第九PMOS管P9的漏极，第五PMOS管P5的栅极、第六PMOS管P6的栅极、第七PMOS管P7的栅极、第十PMOS管P10的栅极、第十一PMOS管P11的栅极连接时钟信号CLK，第十一PMOS管P11的漏极同时还形成比较器的输出端Out。
[0019]进一步的，当脉冲激光信号Vin大于阈值电压信号Vref时，输出端Out产生高电平，当脉冲激光信号Vin小于阈值电压信号Vref时，输出端Out产生低电平。
[0020]本申请的有益效果是：
[0021](1)、本申请提供了一种脉冲激光及频率检测的方法，构建脉冲激光及频率检测电路，仅利用单片机MCU中的两个定时器实现了脉冲激光及频率检测，因此能够检测高频率的激光脉冲信号，节约处理器资源和时间，避免ADC限制。
[0022](2)、本申请还提供了一种高速比较器，利用较少的开关器件，采用交叉耦合正反馈结构，使小的差分输入信号迅速放大到满摆幅的数字信号输出，提高输出响应速度，能够满足高频率激光脉冲信号的检测需求。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请提供的脉冲激光及频率检测电路的示意图；
[0025]图2为本申请提供的脉冲激光及频率检测的流程图；
[0026]图3为本申请提供的高速比较器的电路图。
具体实施方式
[0027]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028]在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
[0029]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲激光及频率检测的方法，其特征在于，包括：步骤S1，构建脉冲激光及频率检测电路，其中脉冲激光及频率检测系统包括光电二极管PD、比较器和单片机MCU；其中光电二极管PD接收激光器输出的脉冲激光信号，将脉冲激光信号转换为电信号后，输入到比较器的一个输入端，比较器的另一个输入端接收阈值电压信号Vref，比较器的输出端连接单片机MCU的定时器2外部时钟输入引脚ETR；步骤S2，利用脉冲激光及频率检测电路，计算单位时间内定时器2的计数值获取输入的频率，对激光器的状态和脉冲激光信号的频率进行检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，阈值电压信号Vref设定为激光器的最小脉冲激光信号经过光电二极管PD转化后得到的电压值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：步骤S21，程序初始化；开启单片机MCU中定时器2的外部时钟输入功能，使能定时器2；开启单片机MCU中定时器1内部时钟输入功能，使能定时器1，设定定时器1的定时时间；步骤S22，当定时器1定时结束，触发中断响应时，获取定时器2当前的计数值，保存定时器2的计数值，并将定时器2的计数值清零；步骤S23，查看保存的定时器2的计数值是否等于0，如果计数值等于0，则此段时间内激光器没有出光；反之，如果计数值不等于0，则此段时间内激光器是出光状态；步骤S24，如果激光器是出光状态，根据保存的定时器2的计数值和定时器1的定时时间，计算出此时激光器的当前脉冲激光信号的频率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，定时时间为100ms。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，比较器为高速比较器。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，高速比较器包括第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阳涛，王传刚，韦熙，刘进辉，丁建武，
申请(专利权)人：光惠上海激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：