相位检测原理
发布时间:2015/5/10 21:30:51 访问次数:3828
相位测距仪中相位检测的方法很多,不过为了BA277提高测量精度,要求尽可能提高调制频率。而一般情况下相位计都工作在低频状态,为解决此困难,采用差频测相原理。
设主振(驱动电源)信号ed= Acos(LOdt+90)发射到外光路,经合作目标反射后的回波信号,经光电变换器变换后的电压为e。=Bcos(Wdt+ cPo+妒。),本地振荡信号为eL= ccos( C,OLt+
日),并把eL送到基准及信号混频器中,分别与ed和e。。混频,在混频器的输出端得到两个差频信号,分别为
e,= Dcos[(tOd - Cr)L)t+(90-口)] (6- 12)
e.= Ecos[(t.Od - (OL)t+(cPo -口)+妒。] (6- 13)
把上述两个差频信号送到检相器中就可检出相位差9。,从而得到被测距离的尾数。
图6 - 34所示为最简单的一种相位测距仪原理图。仪器采用半导体激光器作为光源,它出射的光通量近似地与注入的驱动电流成正比。当驱动电流为某频率的正弦电流时,发光二极管输出光通量(光强度)也为正弦变化,其初始相位与驱动电流同相。出射光波经发射光学系统准直后射向合作目标,由合作目标反射回来的光波经接收物镜后会聚于光电二极管上,转换为正弦电压信号。测尺长度取lOm和lOOOm(对应精度为lcm和Im),则测尺频率就取fi:15MHz和f2 =150kHz。仪器中有精主振驱动电源.厂1和粗主振驱动电源f2,由开关控制依次对发光管供电进行两次测距。由于最后比较驱动信号和光电二极管输出信号的检相器只能工作于较低频率,因而要把高频电压转换为低频电压。所以又设两个本振信号发生器,精本振频率为^一丘(f =4kHz),粗本振输出频率为f2 - fc,信号到基准混频器去进行外差,输出低频fe
基准电压。同时精本振输出频率为(fi -丘)信号又与接收放大器输出信号在信号混频器中进行外差,得到丘频率的信号。信号与基准的频率都降为4kHz,但是它们相位仍保持高频信号的相位。这两个信号进入检相电路检出相位差,最后进入计算电路进行计算。将fi和f2两次测量结果在计算电路综合以盾,由显示器显示出测距结果。
相位测距仪中相位检测的方法很多,不过为了BA277提高测量精度,要求尽可能提高调制频率。而一般情况下相位计都工作在低频状态,为解决此困难,采用差频测相原理。
设主振(驱动电源)信号ed= Acos(LOdt+90)发射到外光路,经合作目标反射后的回波信号,经光电变换器变换后的电压为e。=Bcos(Wdt+ cPo+妒。),本地振荡信号为eL= ccos( C,OLt+
日),并把eL送到基准及信号混频器中,分别与ed和e。。混频,在混频器的输出端得到两个差频信号,分别为
e,= Dcos[(tOd - Cr)L)t+(90-口)] (6- 12)
e.= Ecos[(t.Od - (OL)t+(cPo -口)+妒。] (6- 13)
把上述两个差频信号送到检相器中就可检出相位差9。,从而得到被测距离的尾数。
图6 - 34所示为最简单的一种相位测距仪原理图。仪器采用半导体激光器作为光源,它出射的光通量近似地与注入的驱动电流成正比。当驱动电流为某频率的正弦电流时,发光二极管输出光通量(光强度)也为正弦变化,其初始相位与驱动电流同相。出射光波经发射光学系统准直后射向合作目标,由合作目标反射回来的光波经接收物镜后会聚于光电二极管上,转换为正弦电压信号。测尺长度取lOm和lOOOm(对应精度为lcm和Im),则测尺频率就取fi:15MHz和f2 =150kHz。仪器中有精主振驱动电源.厂1和粗主振驱动电源f2,由开关控制依次对发光管供电进行两次测距。由于最后比较驱动信号和光电二极管输出信号的检相器只能工作于较低频率,因而要把高频电压转换为低频电压。所以又设两个本振信号发生器,精本振频率为^一丘(f =4kHz),粗本振输出频率为f2 - fc,信号到基准混频器去进行外差,输出低频fe
基准电压。同时精本振输出频率为(fi -丘)信号又与接收放大器输出信号在信号混频器中进行外差,得到丘频率的信号。信号与基准的频率都降为4kHz,但是它们相位仍保持高频信号的相位。这两个信号进入检相电路检出相位差,最后进入计算电路进行计算。将fi和f2两次测量结果在计算电路综合以盾,由显示器显示出测距结果。
上一篇:既然相位测量可确定被测量的尾数
上一篇:相位测距仪原理方块