光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2013年
10期
2527-2534
,共8页
尤政%杨冉%张高飞%薛旭峰%叶良琛
尤政%楊冉%張高飛%薛旭峰%葉良琛
우정%양염%장고비%설욱봉%협량침
激光测距系统%鉴相精度%迟滞比较器%整形模块%放大/滤波模块
激光測距繫統%鑒相精度%遲滯比較器%整形模塊%放大/濾波模塊
격광측거계통%감상정도%지체비교기%정형모괴%방대/려파모괴
laser ranging system%phase detection accuracy%comparator with hysteresis%shaping module amplifier/filter module
由于减小相位式激光测距系统的鉴相误差可提高测距精度,本文对鉴相器前置整形模块和后置滤波模块进行了优化设计,以提高鉴相精度.针对整形模块,引入了迟滞比较器,克服了传统开环比较电路在实际噪声条件下存在的多重触发缺陷,解决了鉴相器输出方波高电平宽度不稳定的问题.针对滤波模块,介绍了基于MC4044鉴相芯片的两种典型放大/滤波电路及其缺陷,使用FilterPro软件设计了4阶有源低通滤波器,并说明了它相对于典型设计的优势.实验结果表明:相比于开环比较器,本文设计的迟滞比较器避免了接地(GND)噪声引起的多重跳变现象,输出方波的上升沿时问由1.66μs下降为108 ns;与基于MC4044的两种典型放大/滤波模块设计相比,本文设计的低通滤波电路克服了输出DC电平值非线性变化的缺陷线性度(R2)值由0.908 3提高至0.999 9)和灵敏度较低的缺陷(转化增益常量提高了96.5％),而输出DC电平上的干扰信号峰峰值则由50～230 mV下降至10～ 20 mV,有效减少了后级的A/D采样误差,提高了鉴相精度.
由于減小相位式激光測距繫統的鑒相誤差可提高測距精度,本文對鑒相器前置整形模塊和後置濾波模塊進行瞭優化設計,以提高鑒相精度.針對整形模塊,引入瞭遲滯比較器,剋服瞭傳統開環比較電路在實際譟聲條件下存在的多重觸髮缺陷,解決瞭鑒相器輸齣方波高電平寬度不穩定的問題.針對濾波模塊,介紹瞭基于MC4044鑒相芯片的兩種典型放大/濾波電路及其缺陷,使用FilterPro軟件設計瞭4階有源低通濾波器,併說明瞭它相對于典型設計的優勢.實驗結果錶明:相比于開環比較器,本文設計的遲滯比較器避免瞭接地(GND)譟聲引起的多重跳變現象,輸齣方波的上升沿時問由1.66μs下降為108 ns;與基于MC4044的兩種典型放大/濾波模塊設計相比,本文設計的低通濾波電路剋服瞭輸齣DC電平值非線性變化的缺陷線性度(R2)值由0.908 3提高至0.999 9)和靈敏度較低的缺陷(轉化增益常量提高瞭96.5％),而輸齣DC電平上的榦擾信號峰峰值則由50～230 mV下降至10～ 20 mV,有效減少瞭後級的A/D採樣誤差,提高瞭鑒相精度.
유우감소상위식격광측거계통적감상오차가제고측거정도,본문대감상기전치정형모괴화후치려파모괴진행료우화설계,이제고감상정도.침대정형모괴,인입료지체비교기,극복료전통개배비교전로재실제조성조건하존재적다중촉발결함,해결료감상기수출방파고전평관도불은정적문제.침대려파모괴,개소료기우MC4044감상심편적량충전형방대/려파전로급기결함,사용FilterPro연건설계료4계유원저통려파기,병설명료타상대우전형설계적우세.실험결과표명:상비우개배비교기,본문설계적지체비교기피면료접지(GND)조성인기적다중도변현상,수출방파적상승연시문유1.66μs하강위108 ns;여기우MC4044적량충전형방대/려파모괴설계상비,본문설계적저통려파전로극복료수출DC전평치비선성변화적결함선성도(R2)치유0.908 3제고지0.999 9)화령민도교저적결함(전화증익상량제고료96.5％),이수출DC전평상적간우신호봉봉치칙유50～230 mV하강지10～ 20 mV,유효감소료후급적A/D채양오차,제고료감상정도.
