近程高精度脉冲激光测距系统的研究

脉冲激光测距技术在现代社会中被广泛应用,具有系统结构简单、量程大、测量速度快等优点,所以本文选择近程脉冲激光测距系统作为研究对象。通过对脉冲激光测距系统的核心模块电路进行分析并且提出了改进的思路,设计出一种新型近距高精度脉冲激光测距系统。近程脉冲激光测距系统的最大特点是测量精度高、使用简单,成本较低。近程脉冲激光测距系统主要包括激光脉冲发射电路、激光脉冲接收电路、时间测量和计算电路。在发射电路中采用模拟和数字混合集成芯片LM555和74LS123脉冲发生电路,可实现脉冲在0.5kHz-1kHz频率范围和10μs～500μs延时范围的连续可调。在接收电路中对接收脉冲信号的放大、滤波、整形和时刻鉴别进行了分析和研究,对已有的时刻鉴别电路做了一些改进,设计了新的时刻鉴别电路,极大地减小了由于回波信号幅度的随机抖动而引入的测量误差。在设计计时电路中采用了高精度计时芯片TDC-GP2测量脉冲飞行时间,使计时电路结构变得简单,且有效地提高了计时精度。通过对各主要单元电路进行了优化,改善了传统脉冲激光测距精度偏低的问题,在脉冲激光测距系统各个电路的相互配合下,可使系统整体的测量误差降低到厘米级。