双栅场效应管混频器在相位法激光测距中的应用

相位法激光测距机采用混频移相测相的方法来测量本地发射信号与接收的回波信号之间的相位差,通过相位差计算测量距离。由这个原理可知,当对测量精度要求较高时,对高频下的混频器的两路输入信号隔离度的要求也提高了。采用双栅场效应管作为相位法激光测距机的混频器,能达到很好的混频效果,可有效地克服由于混频器隔离度不够高造成的混频干扰,为高精度的距离测量提供了必要条件。试验验证了电压隔离度在27dB(500倍)以上,适合做高精度相位法测距机的混频器。

相位法激光测距信号源系统研究

为了使相位式激光测距获得更好的调制信号源,采用了基于单片机控制DDS芯片AD9851产生频率可调,相位可控的信号源,由于DDS具有噪声低,频率分辨率高,易于编程等优点,根据实际需要,通过给AD9851编程获得不同的频率,满足不同距离的测量。由于获得的信号源中存在着高频杂散信号,设计了最接近理想特性的椭圆低通滤波器,并给出具体的设计步骤,通过Pspice8.0仿真软件仿真出幅频特性曲线,仿真的结果图非常逼近理想特性,为相位法激光测距中调制部分需要高纯度信号源提供前提条件。

基于数字高频检相式的激光测距光学系统设计

为了改善相位差法激光测距测量精度低的现状,采用高频检相法代替模拟测相法,即数字高频检相式的激光测距光学系统来提高测距精度。实现了10MHz的激光调制频率,设计了准直透镜,给出了设计指标,利用ZEMAX软件对光束准直前后进行了对比分析,并通过实验验证了光学系统设计的可行性。结果表明,标准差最大为0.12°,重复距离精度可约达1mm,误差最大为0.09°,最小为0.011°,说明测量的重复性比较好、稳定度高,满足了精度要求,达到了提高精度的目的。

激光的特点及其在测距上的应用

本文介绍了激光的原理及其特点,并由其特点和原理出发,介绍了利用激光进行测距的几种方法。

基于大频差双频激光的发动机叶尖间隙测量技术

针对发动机叶尖间隙测量的复杂应用环境和高精度要求,设计了基于大频差双频激光的叶尖间隙测量方案和系统。依据相位法激光测距原理,选用大频差双频激光获得高频调制信号,采用光纤传输,设计了高频弱光信号处理系统,采用全相位傅里叶变换得到测量光路和参考光路的相位差,进而反算间隙。测量模型分析表明,系统的精度主要由鉴相精度和测尺精度决定,而与叶片、电磁干扰等大部分环境因素无关,可实现静态、动态标定和测量。解决了非接触高速旋转叶片叶尖间隙测量中无法动态标定和恶劣环境下众多噪声干扰等问题。系统测距精度为34.26μm,相位差标准差为0.257 2°。