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基于DDS和差频测相的激光测距仪

作　者: 马吉宏
导　师: 王洪；杜海江
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 直接数字频率合成差频测相激光测距
分类号: TH761.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 149次
引　用: 1次
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内容摘要

本文尝试解决建筑安装工程测量中的非接触性距离测量的精度问题。围绕高精度小型化激光测距仪的设计开发,对激光测距仪的硬件电路和器件做了深入研究。激光技术和微电子技术的发展为激光测距仪的小型化和高精度提供了新的机遇。本文在分析激光测距原理和对比测量能力的基础上,提出了一种基于直接数字频率合成(DDS)技术和差频测相技术的小型高精度激光测距仪的设计方案。文中对比了脉冲式激光测距和相位式激光测距的原理以及后者应用于本课题的优越性,论述了DDS和差频测相技术如何影响激光测距仪的精度。利用DDS芯片直接合成频率的技术方案是本文论述的重点之一。文中阐述了DDS原理、确定了芯片的选用原则、论述了对DDS的程序控制方法并演绎了频率控制字的确定过程。差频测相技术是本文的另一重要内容。文中详细论述了混频器对回波信号中的时域展宽作用过程并设计了高精度鉴相电路。本文还在分析激光调制原理的基础上设计了激光的幅度调制电路并论述了光电探测元件的选用过程。最后对系统调试和试验结果做了总结。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 本课题的工程背景及意义  9-10
  1.2 激光测距技术原理和关键技术  10-15
    1.2.1 脉冲测距与相位式测距的比较  10-12
    1.2.2 影响测距精度的两个关键因素  12-15
第二章基于DDS实现频率合成  15-28
  2.1 系统规划  15
  2.2 DDS 基本原理和特点  15-19
  2.3 影晌DDS 性能的因素  19-20
  2.4 DDS 集成芯片的选择和控制程序设计  20-26
    2.4.1 AD9835 芯片工作原理  21-23
    2.4.2 AD9835 程序控制设计  23-24
    2.4.3 确定产生正弦波的频率控制字  24-26
  2.5 低通滤波器  26-28
第三章激光发射和接收  28-33
  3.1 激光发射器的选择  28
  3.2 激光二极管的驱动和激光调制  28-29
  3.3 光电探测器的性能比较和选择  29-33
第四章相位测量  33-37
  4.1 自动数字测相原理  33-34
  4.2 混频器电路设计  34
  4.3 测量结果显示电路  34-37
第五章测距系统软件设计  37-44
  5.1 系统软件流程  37-39
  5.2 测量数据实时显示  39-41
  5.3 看门狗电路设计  41-44
第六章系统调试与分析  44-48
  6.1 DDS 的调试  44-45
  6.2 电子线路的交叉干扰  45
  6.3 误差分析  45-46
  6.4 实验测试  46-48
结论  48-49
参考文献  49-51
致谢  51-52
附录  52

基于DDS和差频测相的激光测距仪

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