專利名稱：用于激光測(cè)距的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換和放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種前置轉(zhuǎn)換、放大電路，尤其是一種用于激光測(cè)距方面的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換并且放大的電路。
背景技術(shù)：
激光以及激光測(cè)距是一個(gè)比較熟悉的名詞，激光測(cè)距隨著激光的誕生就已經(jīng)出現(xiàn)，大到航空航天，小到我們的日常生活，經(jīng)?？吹胶吐?tīng)到，但是，由于體積，價(jià)格和能耗，精度等許多條件的限制，未能在日常民用方面推廣使用。
光信號(hào)接收時(shí)主要方法有直接接收和反射接收，在直接接收方面，由于對(duì)設(shè)備的要求高，因而這些設(shè)備的造價(jià)大多相當(dāng)?shù)陌嘿F，多用于航天等高科技領(lǐng)域，很少用于民用；目前用于民用的激光測(cè)距技術(shù)多采用反射接收，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)多次反射后取平均值測(cè)量距離，然而在反射接收時(shí)，又由于光信號(hào)強(qiáng)度較直接接收小，距離較遠(yuǎn)時(shí)相當(dāng)微弱，接收和處理時(shí)難度較大，特別是用于激光測(cè)距時(shí)，隨著距離的加大，光信號(hào)變得極其微弱，處理這樣的小信號(hào)始終是技術(shù)上的難點(diǎn)；目前解決這個(gè)問(wèn)題的常規(guī)方法是1.是采用高靈敏度的雪崩光電二極管；2.采用集成化的跨導(dǎo)放大器；3.增大光源的發(fā)射功率。
采用方法1和2所使用的器件價(jià)格極其昂貴，應(yīng)用于民用尚有很多困難，而方法3如果增大光源發(fā)射功率則只能到一定限度，超過(guò)這個(gè)限度時(shí)則功耗增大并且相應(yīng)的價(jià)格也隨之上升。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在提供一種用于激光測(cè)距方面的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換并且放大的電路，它能夠提高小信號(hào)的質(zhì)量，并且在同類電路中造價(jià)便宜。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案是用于激光測(cè)距的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換和放大電路，其特征是包括PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊、帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊、阻抗變換模塊、偏置模塊以及電源，用以捕捉光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)之PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊分別與帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊和偏置模塊高速寬電連接，經(jīng)由輸出低阻抗之阻抗變換模塊后與后級(jí)電路配接；所述的PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊中的PIN光電接收電路由PIN光電二極管D1和偏置電阻R2連接構(gòu)成；所述的帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊中Q1和Q2組成負(fù)反饋級(jí)連電路；所述的電源供給和偏置模塊中由電阻R10、R5、R11和D2組成偏置；所述的阻抗變換模塊中，阻抗變換由Q3、Q4和R12、R13組成，接成復(fù)合射極跟隨器；為提高小信號(hào)質(zhì)量、消除同源信號(hào)和其他干擾，采用了阻容濾波分隔的方法。
本實(shí)用新型提供的用于激光測(cè)距方面的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換并且放大的電路，由于它采用了價(jià)格低廉的PIN光電二極管進(jìn)行光轉(zhuǎn)換和前置放大，所以它相比于直接接收以及其他反射接收中使用的方法，整體造價(jià)很低，而且在該電路中采用了阻容濾波分離的方法，有效地消除了同源信號(hào)和其他干擾，提高了小信號(hào)的質(zhì)量，兼顧了激光測(cè)試需要的精度。


圖1為本實(shí)用新型中光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換、放大電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種用于激光測(cè)距方面的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換并且放大的電路。
本電路的主要目的是提供一種價(jià)格低廉的PIN光電二極管進(jìn)行光轉(zhuǎn)換和前置放大，提供一定的信號(hào)電平，供激光測(cè)距中后續(xù)電路使用。
本電路采用PIN光電接收元件作為光電轉(zhuǎn)換的傳感器，經(jīng)過(guò)高速寬帶放大后，由射極跟隨器進(jìn)行阻抗變換，輸出低阻抗使之和后級(jí)電路配接。
下面配合電路圖作進(jìn)一步的說(shuō)明。
本電路按功能可以分為四個(gè)模塊PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊、帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊、阻抗變換模塊以及電源供給和偏置模塊。其中PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊將捕捉到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后經(jīng)由帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊和偏置模塊高速寬帶放大穩(wěn)定，然后再由阻抗變換模塊進(jìn)行阻抗變換，輸出低阻抗以和后級(jí)電路配接。
在PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊中的PIN光電接收電路由PIN光電二極管D1和偏置電阻R2構(gòu)成，可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由C9隔斷直流后輸出。
在帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊中Q1和Q2組成負(fù)反饋級(jí)連電路，而在電源供給和偏置中則由電阻R10，R5和R11，D2組成偏置，并提供一定的增益。
而在阻抗變換模塊中阻抗變換由Q3和Q4和R12，R13組成，接成復(fù)合射極跟隨器，由C10輸出。
為了消除同源信號(hào)和其他干擾，一般常用的電路采用阻容濾波來(lái)進(jìn)行濾除雜波，但是本電路責(zé)采用了阻容濾波分隔的方法(如圖1中R6與C4以及R7與C5等電路所示)，有效提高了濾波的效果，改善了小信號(hào)的質(zhì)量，使得電路在接收該信號(hào)時(shí)沒(méi)有其他雜波干擾。
在激光測(cè)距儀中，運(yùn)用本電路，將產(chǎn)生的激光信號(hào)捕捉后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并且進(jìn)行前置放大穩(wěn)定，然后再由阻抗變換模塊進(jìn)行阻抗變換后輸出，輸出的電信號(hào)再由激光測(cè)距儀的其他電路諸如時(shí)間延時(shí)電路處理后，使這個(gè)高速信號(hào)變?yōu)槌Ｒ?guī)元器件組成的電路就可以運(yùn)行，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的信號(hào)再經(jīng)過(guò)微處理器根據(jù)精度和速度的具體要求靈活處理，以滿足不同的測(cè)試需求。
同時(shí)，本電路不僅僅拘束與激光測(cè)距儀中的需要，它還可以運(yùn)用在光通訊的其他類似領(lǐng)域。
本實(shí)用新型提供的用于激光測(cè)距方面的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換并且放大的電路，由于它采用了價(jià)格低廉的PIN光電二極管進(jìn)行光轉(zhuǎn)換和前置放大，所以它相比于直接接收以及其他反射接收中使用的方法，整體造價(jià)很低，而且在這個(gè)電路中采用了阻容濾波分離的方法，有效地消除了同源信號(hào)和其他干擾，提高了小信號(hào)的質(zhì)量，兼顧了激光測(cè)試需要的精度。
權(quán)利要求1.用于激光測(cè)距的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換和放大電路，其特征是包括PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊、帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊、阻抗變換模塊、偏置模塊以及電源，用以捕捉光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)之PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊分別與帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊和偏置模塊高速寬電連接，經(jīng)由輸出低阻抗之阻抗變換模塊后與后級(jí)電路配接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光測(cè)距的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換和放大電路，其特征是所述的PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊中的PIN光電接收電路由PIN光電二極管(D1)和偏置電阻(R2)連接構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光測(cè)距的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換和放大電路，其特征是所述的帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊中(Q1)和(Q2)組成負(fù)反饋級(jí)連電路。
4根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光測(cè)距的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換和放大電路，其特征是所述的電源供給和偏置模塊中由電阻(R10)、(R5)、(R11)和(D2)組成偏置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光測(cè)距的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換和放大電路，其特征是所述的阻抗變換模塊中，阻抗變換由(Q3)、(Q4)和(R12)、(R13)組成，接成復(fù)合射極跟隨器。
專利摘要用于激光測(cè)距的光信號(hào)前置轉(zhuǎn)換和放大電路，其特征是包括PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊、帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊、阻抗變換模塊、偏置模塊以及電源，用以捕捉光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)之PIN光電接收和轉(zhuǎn)換模塊分別與帶有負(fù)反饋的前置放大級(jí)模塊和偏置模塊高速寬電連接，經(jīng)由輸出低阻抗之阻抗變換模塊后與后級(jí)電路配接。本實(shí)用新型提供的電路，由于它采用了價(jià)格低廉的PIN光電二極管進(jìn)行光轉(zhuǎn)換和前置放大，所以它相比于直接接收以及其他反射接收中使用的方法，整體造價(jià)很低，而且在該電路中采用了阻容濾波分離的方法，有效地消除了同源信號(hào)和其他干擾，提高了小信號(hào)的質(zhì)量，兼顧了激光測(cè)試需要的精度。
文檔編號(hào)G01S7/48GK2909284SQ20062000725
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者鐘永津, 楊順吉 申請(qǐng)人:鐘永津