本發(fā)明涉及目標探測領域，具體涉及一種激光測距電路。

背景技術：

近炸引信是屬于引信中的一種，主要由目標探測裝置、安全解保系統(tǒng)、點火系統(tǒng)組成。按照目標探測裝置的分類，目標探測器可分為無線電目標探測器、激光目標探測器、紅外目標探測器等，無線電目標探測器屬于傳統(tǒng)的目標探測器且目前應用廣泛，具有探測距離遠的特點，但無線電信號易被地方有源電磁干擾引發(fā)引信瞎火或早炸，失去近炸效果；激光目標探測器應用探測器對收到的回波信號處理判斷，光學信號具有方向性號、單色性的特點，使得該類型探測器具有良好的抗干擾性能，可實現(xiàn)高速測距的目的，然而目前激光目標探測器在實現(xiàn)高動態(tài)、高精度地測距上還存在較大的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高動態(tài)、高精度測距的激光測距電路。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種激光測距電路，包括激光發(fā)生電路、光電傳感器、高速信號放大電路、峰值比較電路、微處理器和計時電路；

所述激光發(fā)生電路包括脈沖發(fā)生電路和激光器，所述微處理器第一輸出端連接所述脈沖發(fā)生電路輸入端，所述脈沖發(fā)生電路輸出端連接激光器驅動端；

所述光電傳感器檢測被待測目標反射回的激光信號，所述高速信號放大電路輸入端連接光電傳感器輸出端，高速信號放大電路第一輸出端連接所述峰值比較電路輸入端，第二輸出端連接所述微處理器輸入端，所述峰值比較電路輸出端連接所述計時電路第一輸入端，所述微處理器輸入輸出端連接所述計時電路輸入輸出端，所述微處理器第二輸出端連接所述計時電路第二輸入端。

本發(fā)明通過高速放大電路、峰值比較電路、計時電路、微處理器電路、脈沖發(fā)生電路，解決了高速測距、高精度測距的問題，同時采用模塊化、集成化設計，大幅提高了電路穩(wěn)定性能，提供了一種可直接應用于激光近炸引信、激光導引頭、汽車高速測距等場合的電路設計，具有良好的發(fā)展前景。

進一步的，所述高速信號放大電路包括rc濾波電路、運算放大電路和鎖存電路，所述運算放大電路包括運算放大器，所述鎖存電路包括鎖存器。

所述rc濾波電路輸入端連接所述光電傳感器輸出端，所述rc濾波電路的輸出端連接所述運算放大器的正相端，所述運算放大器的反相端接地，并連接第三電阻的一端，所述第三電阻的另一端連接所述運算放大器的輸出端，所述運算放大器的輸出端連接至所述鎖存器的第二輸入端，且同時連接至所述峰值比較電路的輸入端；所述光電傳感器輸出端連接所述鎖存器的第一輸入端；所述鎖存器的輸出端連接至微處理器的模擬信號輸入端。

該高速信號放大電路對接收到的激光回波電信號進行運算放大、濾波、展寬，得到較高信噪比的回波信號，通過鎖存電路將窄脈沖展寬為脈寬較寬的峰保信號，供微處理器ad電路轉換，且該電路結構簡單，生產(chǎn)成本低。

進一步的，所述峰值比較電路包括比較器，所述比較器的第一輸入端接地，第二輸入端連接所述高速信號放大電路輸出端，所述比較器的輸出端連接第八電阻的一端，所述第八電阻的另一端連接第一三極管的基極，所述第一三極管的集電極連接電源，并且連接至所述計時電路的第一輸入端，所述第一三極管的發(fā)射極接地。

該峰值比較電路結構簡單，生產(chǎn)成本低，有利于市場推廣。

進一步的，所述脈沖發(fā)生電路包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，所述微處理器第一輸出端連接第二三極管的基極，所述第二三極管的發(fā)射極接地，其集電極連接所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端連接所述激光器驅動端。

該脈沖發(fā)生電路結構簡單，成本低，能對微處理器產(chǎn)生的方波進行脈寬調制、電平轉換，輸出可直接驅動激光器的驅動信號。

優(yōu)選的，所述微處理器為stm32系列微處理器。該系列微處理器具有豐富外圍接口，190mhz的主頻，實現(xiàn)方波產(chǎn)生、模擬電壓轉換、與tdc-gp22通信、快速計算出距離，滿足高動態(tài)性要求。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明的原理框圖；

圖2為stm32微處理器電路圖；

圖3為tdc-gp22測時芯片電路圖；

圖4為高速信號放大電路圖；

圖5為峰值比較電路圖；

圖6為脈沖發(fā)生電路圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語的具體含義。

如圖1所示，本發(fā)明提出一種激光測距電路，包括激光發(fā)生電路、光電傳感器、高速信號放大電路、峰值比較電路、微處理器和計時電路。

激光發(fā)生電路包括脈沖發(fā)生電路和激光器，微處理器第一輸出端連接脈沖發(fā)生電路輸入端，脈沖發(fā)生電路輸出端連接激光器驅動端，激光器可以為任意激光器，優(yōu)選采用半導體激光器。

光電傳感器檢測被待測目標反射回的激光信號，高速信號放大電路輸入端連接光電傳感器輸出端，高速信號放大電路第一輸出端連接峰值比較電路輸入端，第二輸出端連接微處理器輸入端，峰值比較電路輸出端連接計時電路第一輸入端，微處理器輸入輸出端連接計時電路輸入輸出端，微處理器第二輸出端連接計時電路第二輸入端。

激光器發(fā)出的激光束經(jīng)目標反射形成回波，光電傳感器轉換為激光回波電信號，高速信號放大電路對激光回波電信號進行處理，得到較高信噪比的回波信號，并將窄脈沖展寬為脈寬較寬的峰保信號發(fā)送給微處理器進行模數(shù)轉換，濾除干擾脈沖。

峰值比較電路對放大后的回波電信號進行比較，得到有效電平的計時停止信號。計時電路通過測量激光發(fā)射信號和接收到經(jīng)目標反射的回波信號的時間差，供微處理器計算距離。

微處理器實現(xiàn)方波產(chǎn)生，對計時電路的結果進行判斷計算，對高速信號放大電路輸出的電壓進行轉換，進行算法識別，輸出高精度的距離信息，并向計時電路輸出啟動計時信號，該信號和微處理器給脈沖發(fā)生電路發(fā)出的觸發(fā)脈沖信號triggerpulse同步給出。

脈沖發(fā)生電路實現(xiàn)對微處理器產(chǎn)生的方波占空比調制和電平轉換，驅動半導體激光器產(chǎn)生脈沖。

本實施例中，計時電路為tdc-gp22測時芯片，如圖2所示；微處理器選用但不局限于stm32微處理器，如圖3所示。

微處理器的第53管腳即pc12/u5_tx/sdio_ck管腳與計時電路的第31管腳即start管腳連接，向計時電路輸出啟動計時信號，該微處理器的第33管腳、第34管腳、第35管腳和第36管腳分別與計時電路的第9管腳、第10管腳、第11管腳和第12管腳對應連接，實現(xiàn)微處理器與計時電路之間的通信。

作為本實施例的優(yōu)選方案，如圖4所示，高速信號放大電路包括rc濾波電路、運算放大電路和鎖存電路，運算放大電路包括運算放大器u1，鎖存電路包括鎖存器u2。

rc濾波電路包括第一電阻r1和第一電容c1，第一電阻r1的一端即rc濾波電路的輸入端連接光電傳感器輸出端，第一電阻r1的另一端即rc濾波電路的輸出端連接兩條支路，一條連接第一電容c1的一端，另一條連接運算放大器u1的正相端，第一電容c1的另一端接地，rc濾波電路的輸入端分別通過連接第一二極管v1的正極和第二二極管v2的負極，第一二極管v1的負極連接電源，第二二極管v2的正極接地。

運算放大器u1的反相端連接第二電阻r2后接地，且運算放大器u1的反相端連接第三電阻r3的一端，第三電阻r3的另一端連接運算放大器u1的輸出端，運算放大器u1的輸出端連接第四電阻r4的一端，第四電阻r4的另一端連接至鎖存器u2的第二輸入端，且同時連接至峰值比較電路的輸入端；光電傳感器輸出端連接鎖存器u2的第一輸入端；鎖存器u2的輸出端連接至微處理器的模擬信號輸入端，這里鎖存器u2的輸出端有兩個，即vout1管腳和vout2管腳，輸出電壓a1、a2，該兩個管腳分別連接至微處理器的對應管腳，在本實施例中為微處理器的14管腳和15管腳。

圖4中，xh即為光電傳感器傳輸?shù)募す饣夭娦盘?，xh2即為運算放大電路向峰值比較電路輸出的回波信號。

該高速信號放大電路對激光回波電信號進行濾波、放大、展寬，形成穩(wěn)定的回波信號xh2和可直接供微處理器采集的電壓a1、a2。

如圖5所示，峰值比較電路包括比較器u3，比較器u3的第一輸入端連接第五電阻r5后接地，其第二輸入端連接高速信號放大電路輸出端，接收高速信號放大電路輸出的回波信號xh2，比較器u3的同相輸出端連接第八電阻r8的一端，第八電阻r8的另一端連接第一三極管q1的基極，第一三極管q1的集電極連接第九電阻r9的一端，第九電阻r9的另一端連接電源，第一三極管q1的發(fā)射極接地，該三極管的集電極連接至計時電路的第一輸入端，在本實施例中即為計時電路的第30管腳stop1管腳，同時比較器u3的同相輸出端還連接至高速信號放大電路中的鎖存器u2的鎖存使能管腳：和管腳，向鎖存電路發(fā)送鎖存信號。

該峰值比較電路對高速信號放大電路輸出的回波信號xh2進行比較產(chǎn)生計時停止信號至計時電路，該信號用作計時電路的停止信號。

如圖6所示，脈沖發(fā)生電路包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器u4，微處理器第一輸出端連接第十電阻r10的一端，本實施例中微處理器第一輸出端為微處理器的第40管腳即pc9/tim8_ch4/sdio_d1管腳，第十電阻r10的另一端連接第二三極管q2的基極，第二三極管q2的發(fā)射極接地，其集電極連接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器u4的輸入端，且其集電極連接第十一電阻r11后接地，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器u4的輸出端連接激光器驅動端。

該脈沖發(fā)生電路由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路組成，對微處理器產(chǎn)生的5khz方波進行脈寬調制、電平轉換，輸出可直接驅動激光器的驅動信號。

以上主要對信號傳輸?shù)墓苣_連接進行了說明，其他管腳，例如與電源連接的管腳、與晶振連接的管腳以及重啟等管腳的連接方式可采用本領域技術人員通用的連接方式，在此不作贅述，微控制器與其它外圍電路的連接不是本申請的保護重點，因此此處也不作描述。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。