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《华中科技大学》 2006年
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相位式半导体激光测距系统的研究

徐陵  
【摘要】: 激光测距是随着激光技术的出现而发展起来的一种精密测量技术,因其良好的精确度特性而广泛的应用在军事和民用领域,而相位式激光测距因其高精度特性在中短距离测量中能获得更好的应用。 基于正弦波调制的相位式测距原理,本文研制了相位式半导体激光测距仪。本文利用半导体激光器良好的调制特性,对其注入电流进行调制,使激光器输出光强随调制信号变化。通过光强信号发射前和接收到的反射光的相位差信息便可以测得距离值。此法的关键在于相位测量的精度,本文介绍的数字混频、鉴相方案,鉴相精度1°。 本文首先分析了相位式激光测距的原理,然后从器件的选用,到各个部分电路的设计,给出了整个相位式半导体激光测距仪的电路系统实现方案。整个电路系统包括了五大部分,它们分别是:半导体激光器的调制驱动电路、光电检测放大滤波电路、锁相环频率综合电路、数字混频、鉴相电路以及计数显示电路。本文对光电检测电路和数字混频、鉴相电路作了重点分析,并进行了电路仿真和实验测试。 在进行电路设计时,采用ORCAD PSpice A/D软件进行仿真,通过仿真结果不断完善方案。 本论文也对系统以后的改进作了一些探讨,以及对研究工作的总结和展望。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH761.2;TN249

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 程义涛;杨进华;;相位激光测距发射系统实验研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年01期
2 张小勇;张丕状;;数字TDC技术在相位式激光测距中的应用研究[J];国外电子测量技术;2009年08期
3 徐恒梅;付永庆;;相位法激光测距系统[J];应用科技;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 贾方秀;多频调制的相位法激光测距中若干关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 徐恒梅;激光测距系统的设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 迟亮;便携式相位半导体激光测距仪的研究[D];长春理工大学;2011年
3 汪青;基于TMS320VC5402的激光测距仪设计[D];安徽理工大学;2011年
4 施金钗;相位式半导体激光测距关键技术的研究[D];厦门大学;2008年
5 程义涛;相位激光测距测尺研究与实现[D];长春理工大学;2010年
6 徐家奇;相位差式激光测距传感器设计[D];上海交通大学;2010年
7 张汉芯;阵列激光测距系统调制与解调技术研究[D];大连海事大学;2012年
8 赵凯;基于窄脉冲大功率半导体激光器的激光测距系统的研究[D];黑龙江大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 张明泽;丁然;杨大春;;四层瓦楞纸制板机控制系统[J];辽宁科技大学学报;2010年02期
6 刘贵喜,扬万海,谢仕聘;光纤电流传感器微弱信号检测技术[J];半导体光电;1998年02期
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8 武占春,顾卫东,王晓燕,袁凤坡;1.064μm脉冲高功率量子阱激光器阵列[J];半导体光电;2002年02期
9 谢顺坤,王波;L型硅光敏三极管[J];半导体光电;2002年04期
10 马海霞,楼祺洪,周军,董景星,魏运荣;用于泵浦固体激光器的激光二极管线阵的输出特性[J];半导体光电;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 路国光;雷志峰;杨少华;黄云;;大功率半导体激光器老化筛选及寿命试验系统[A];中国电子学会可靠性分会第十四届学术年会论文选[C];2008年
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3 王杨;邵晓鹏;林见杰;;基于PSoC3的光功率计设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
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5 朱奎义;;车载式钢轨断面动态测量装置[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
6 卢广锋;金世龙;赵洪常;王飞;张文;;基于虚拟仪器的二频机抖激光陀螺闭环光路控制平台[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
7 施金钗;黄元庆;;高精度相位式激光测距的实现[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
8 卢好正;唐祯安;余隽;焦培胜;孙蕾;;石英晶振微天平阵列气体传感器测试系统的研制[A];中国传感器产业发展论坛暨东北MEMS研发联合体研讨会论文集[C];2004年
9 宋彩霞;王波涛;;车辆测距方法[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
10 李文甫;汪超;阳华;李苏;张湘英;;EDFA中增益竞争及其对WDM光网络的影响[A];2007年全国第十六届十三省(市)光学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯立峰;高功率垂直腔面发射半导体激光器热理论与制备工艺研究[D];长春理工大学;2010年
2 雷波;直线边缘光学精密测量系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
3 孙鸣捷;微型投影显示系统中混合光源照明技术和激光散斑消除技术的研究[D];浙江大学;2010年
4 田芃;InAs/GaAs量子点生长及两段式半导体光放大器研制[D];华中科技大学;2011年
5 李鹏;光学相干层析术理论与实验研究[D];南京理工大学;2010年
6 章启成;水下高速运动体运动特性分析与试验研究[D];南京理工大学;2011年
7 曹长庆;大功率半导体激光器光束特性及应用的若干问题[D];西安电子科技大学;2010年
8 乔忠良;高亮度大功率半导体激光器研究[D];长春理工大学;2011年
9 詹伟达;大功率、高速率电光调制技术研究[D];长春理工大学;2011年
10 申俊琦;基于激光视觉传感的CO_2横焊焊缝图像处理研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭宇飞;PIN管测量高能X光的研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 陈铮;基于激光扫描数据的交通信息采集平台设计与实现[D];山东科技大学;2010年
3 赵越;煤矿提升容器激光定位系统设计[D];山东科技大学;2010年
4 赵经伦;激光加工光学定位方法研究[D];长春理工大学;2010年
5 钮庆良;时间分辨光谱技术在免疫分析中的应用[D];长春理工大学;2010年
6 徐恒梅;激光测距系统的设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王江波;并联型三相三线制有源电力滤波器控制系统的研究[D];大连理工大学;2010年
8 朱昌志;基于PLC与组态王的煤仓煤位监控系统[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 田力;高速光纤通信系统中双波长光纤激光器的研究[D];天津理工大学;2010年
10 王秋玉;基于ARM-Cortex单片机的光纤布拉格光栅位移传感器的设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄家乐,毛陆虹,陈弘达,高鹏,刘金彬,雷晓荃;MS/RF CMOS工艺兼容的光电探测器[J];半导体学报;2005年10期
2 姚淑娜,林铁生,刘依真;反馈法激光测距系统的实验研究[J];北方交通大学学报;1995年03期
3 汪友生,徐小平;相位法激光测距的实现[J];北京工业大学学报;2003年04期
4 邓岩;赵振明;李佳宇;;提高相位式激光测距分辨率的一种设计方法[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年02期
5 周俊召;郑书民;胡松;周建波;;地面三维激光扫描在石窟石刻文物保护测绘中的应用[J];测绘通报;2008年12期
6 于成浩;殷立新;杜涵文;赵振堂;;上海光源准直测量工作的组织实施[J];测绘通报;2009年03期
7 叶林;周弘;张洪;张杰;;相位差的几种测量方法和测量精度分析[J];电测与仪表;2006年04期
8 江亚群;何怡刚;;周期信号相位差的高精度数字测量[J];电工技术学报;2006年11期
9 姚金杰;韩焱;;基于Welch谱估计和能量重心法的多普勒速度测量[J];弹箭与制导学报;2008年02期
10 杨春平,吴健,何毅;激光雷达在空间交会对接中的应用[J];电子科技大学学报;1999年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 齐国清;FMCW液位测量雷达系统设计及高精度测距原理研究[D];大连海事大学;2001年
2 曹延伟;多频连续波雷达跟踪控制器设计及相关理论和算法研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 张祥金;脉冲激光近程定距系统设计理论及应用研究[D];南京理工大学;2007年
4 钟丽;大尺寸测量中温度测量与控制关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 董力强;用方波激光激发研究上转换发光的激发过程[D];北京交通大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭靖;一种改进的APFFT算法及其在多频EIT系统中的应用[D];国防科学技术大学;2010年
2 黄震;脉冲激光测距接收电路与计时方法研究[D];浙江大学;2004年
3 刘国光;基于方波的相位式激光测距系统的研究[D];浙江大学;2004年
4 宋敏;远程激光测距控制系统的设计与研究[D];四川大学;2004年
5 王瑞;大气激光通信光学系统设计和分析[D];西安理工大学;2005年
6 谢斌;逆向工程在汽车覆盖件成形技术上的应用[D];合肥工业大学;2005年
7 邵珠法;高精度快速激光相位测距技术研究[D];电子科技大学;2005年
8 鲁标;DSP技术在激光测距仪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 金群锋;大气折射率影响因素的研究[D];浙江大学;2006年
10 刘旭升;高功率短脉冲半导体激光器驱动电源的研制[D];天津工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 于萍;;一种高倍率激光扩束器准直性调整机构研制[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年04期
2 于萍;;一种激光扩束镜换位机构设计[J];长春理工大学学报(自然科学版);2012年02期
3 何源;;基于AD8302的X波段瞬时频率测量系统设计[J];电子测量技术;2011年02期
4 缪丽玲;;相位式激光测距传感器原理及其在自动化生产中的应用[J];电子世界;2012年11期
5 马小兵;杨汝良;张平;;多通道超高速ADC/DAC的同步检测新方法[J];国外电子测量技术;2011年08期
6 云剑;孙传东;高存孝;朱少岚;何浩东;冯莉;牛林全;董利军;;双模式人眼安全MOPA全光纤激光器[J];深圳大学学报(理工版);2012年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王柏林;花卫东;阳艳红;刘云平;;基于相位法激光测距原理的雪深传感器研究与应用[A];S8 大气探测与仪器新技术、新方法[C];2012年
2 张志强;张波;李署坚;;基于侧音测距方法的小卫星编队距离算法分析[A];第六届全国信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 迟亮;便携式相位半导体激光测距仪的研究[D];长春理工大学;2011年
3 汪青;基于TMS320VC5402的激光测距仪设计[D];安徽理工大学;2011年
4 傅可佳;基于ARM的接触网几何参数检测系统的研究与实现[D];华东交通大学;2011年
5 刘邈;基于正交混频技术的相位式激光测距仪设计[D];天津大学;2012年
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7 张汉芯;阵列激光测距系统调制与解调技术研究[D];大连海事大学;2012年
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9 万小强;基于AD500型APD的激光测距硬件电路的研究[D];武汉理工大学;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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3 吕立波;汽车避撞技术及其发展[J];国外科技动态;2002年06期
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6 沈丽青,周复正,竺庆春,李植森,王春英,范滇元,楼祺洪;人眼安全的半导体激光测距仪[J];激光与光电子学进展;1996年03期
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【相似文献】
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1 古平北;一种新的高精度测相方法[J];光电工程;1995年05期
2 朱相磊,王存记;脉冲-相位式激光测距仪的研究[J];仪器仪表用户;2004年05期
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8 袁兆龙;;7FDL—16型柴油机卸载停机故障一例分析[J];内燃机车;1990年05期
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10 ;我学者率先实现高精度量子相位测量[J];光学仪器;2008年03期
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1 齐炜胤;尤政;孙剑;;基于FFT算法的相位法激光测距技术研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
2 马宏;车英;周建民;白素平;;火炮膛线尺寸光电检测技术研究[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年
3 崔海涛;黄翔东;蒋长丽;;基于全相位FFT的激光测距法[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
4 郭建强;;粗加工曲轴相位测量探讨[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
5 李欣;郝兴华;郑少怀;郭唐永;邹彤;王战锋;;武汉人卫站的kHz激光测距实验[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
6 黄震;徐国雄;倪旭翔;陆祖康;;数字相关检测技术扩大脉冲式激光测距测量范围的研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
7 牛小兵;林玉池;赵美蓉;洪昕;程冬梅;;光栅投影三维测量的原理及关键技术分析[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
8 汪伟;黄芳玲;张松慧;;CPLD在相位测量中的应用[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
9 张志峰;苏玉玲;高瞻;苏展;任玉芬;张晓冬;;基于小波分析轮对几何参数在线光电检测技术的研究[A];2010年西部光子学学术会议摘要集[C];2010年
10 房德斌;佟文琪;康国军;陈森鑫;;高频电磁波的相位测量及其在介电测井中的应用[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 胡胜友记者 吴长锋;我学者率先实现高精度量子相位测量[N];科技日报;2008年
2 记者 李薇;“神舟”四号轨道舱遨游太空 我国成功对其进行激光测距[N];中国测绘报;2003年
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4 成都 常青 供稿;2003年全国大学生电子设计竞赛试题[N];电子报;2003年
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6 彭兵根 记者 孙兆秋;“挺进一号”起死回生[N];解放军报;2009年
7 肖鹏军 郭春林 吴辉迁 于修霞 李福江;在线玻璃应力检测系统的设计与实现[N];中国建材报;2006年
8 记者 张汨汨;严格训练,背后是以人为本[N];新华每日电讯;2009年
9 王莲萍 李含德 李卫芳;为了蔚蓝的天空[N];中国航空报;2004年
10 王莲萍 徐建军;为了天空的蔚蓝[N];中国妇女报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾方秀;多频调制的相位法激光测距中若干关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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3 赵焕东;相位测量轮廓术的理论研究及应用[D];浙江大学;2001年
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6 吕晓旭;光学相移位相测量系统的设计研制与实验[D];天津大学;2004年
7 杨华勇;反射式强度型光纤传感器强度调制特性的数学模型与关键技术的研究[D];国防科学技术大学;2002年
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9 庄严;移动机器人基于多传感器数据融合的定位及地图创建研究[D];大连理工大学;2004年
10 李丽;光纤光栅位移传感系统关键技术的研究[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐陵;相位式半导体激光测距系统的研究[D];华中科技大学;2006年
2 孔东;相位法激光测距仪的研究[D];西安电子科技大学;2007年
3 邓岩;提高激光测距精度的研究[D];长春理工大学;2008年
4 刘国光;基于方波的相位式激光测距系统的研究[D];浙江大学;2004年
5 施金钗;相位式半导体激光测距关键技术的研究[D];厦门大学;2008年
6 纪圣华;基于FPGA的激光测距数据处理系统的设计[D];大连海事大学;2008年
7 胥俊丞;新型相位激光测距仪的研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 金永斌;基于数字同步解调测相的激光测距系统研究[D];南京理工大学;2007年
9 杨健;基于DDS的激光测距仪硬件研究与设计[D];国防科学技术大学;2008年
10 高嵩;数字鉴相式激光测距系统几个关键问题的研究[D];大连海事大学;2007年
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