基于TDC-GP2的高精度脉冲激光测距系统研究

摘要

论文通过对高精度脉冲式激光测距系统的研究，并在参照课题技术指标的基础上，旨在提供一种高精度脉冲式激光测距系统的解决方案，并对脉冲式激光测距仪系统设计中所涉及的脉冲读取与放大电路、时刻鉴别、时间间隔测量等关键技术进行了深入的研究和探讨。
　　 论文利用电流-电压转换法对脉冲信号进行读取，并使用了可控增益放大技术，使得放大后的脉冲信号能在限定幅值范围内变化，减小了时刻鉴别中由于脉冲幅值波动所引起的漂移误差；在时刻鉴别中，采用了预鉴别恒定比值鉴别法使漂移误差进一步减小。时间间隔测量是论文的核心部分，基于TDC-GP2的时间间隔测量设计使系统的时差测量精度达到72ps，高精度的时差测量为系统测距精度提供了可靠保障。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1激光测距概述

1.2激光测距系统研究现状

1.3论文主要研究内容

第二章 激光测距系统理论分析与设计

2.1激光测距原理

2.1.1激光相位法测距

2.1.2脉冲式激光测距

2.1.3两种测距方式的测距性能分析及其对比

2.2脉冲激光测距系统设计

2.2.1系统设计要求

2.2.2脉冲式激光测距系统组成

2.2.3系统工作流程

第三章 激光发射系统

3.1半导体激光器原理

3.2半导体激光器驱动

3.2.1窄脉冲信号发生器设计

3.2.2半导体激光器的驱动电路设计

第四章 脉冲激光接收系统

4.1光电探测原理

4.1.1光电二极管工作原理

4.1.2雪崩光电二极管工作原理

4.2光脉冲信号的接收与放大

4.2.1 PIN光电二极管读取电路及放大电路设计

4.2.2 APD读取电路设计

4.3可控增益放大电路设计

4.4峰值保持电路设计与峰值采集

4.5时刻鉴别电路设计

4.5.1时刻鉴别原理

4.5.2预鉴别恒定比值时刻鉴别电路设计

第五章 高精度时间间隔测量

5.1时间间隔测量原理

5.1.1直接计数法

5.1.2模拟内插法

5.1.3时间-幅值转换法

5.1.4时间数字转换法

5.2基于TDC-GP2高精度时间间隔测量模块设计

5.2.1 TDC工作原理及功能描述

5.2.2 TDC-GP2硬件电路设计

5.2.3系统硬件程序设计

5.2.4 TDC测量结果计算与数据校准

5.2.5测量结果及数据分析

5.3时间间隔测量结果分析

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

在读期间研究成果