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相位法测距是光电测距的主要方式之一,也是目前测距精度高,应用广泛的一种测距方法。相位法激光测距利用发射的调制光和被测目标反射的接收光之间光强的相位差包含的距离信息,来实现对被测目标距离的测量,由于采用调制和差频测相等技术,具有测量精度高的优点,广泛用于有合作目标的精密测距场合。

在测相精度很高(一般为1‰左右)的情况下,为了必要的测距精度,精尺的频率选得很高,一般为十几MHz~几十MHz甚至几百MHz。目些国家正在研制的频激光测距仪调制频率高达500 MHz,在这样高的频率下直接对发射波和接收波进行相位测量,在技术上将遇到的困难。例如高频电路中的寄生参量的影响将产生显著的附加相移,降低测相精度。另外,因为鉴相器的读数和频率有直接关系,若对不同的测尺频率直接测相,就有几套测相电路,使电路结构复杂化,也不经济。因此,目前相位式测距仪都采用差频来测相

采用差频测相就是将高频信号变到携带相同的相位信息的低频信号,然后对该低频信号进行测相。在频率降低后,信号的周期扩大,这样的就大大提高了测相的分辨率,即提高了测相精度。同时,多个测尺频率转换为统一低频信号测相后,对接收机的频响要求降低,即对不同的调制频率,其接收信号差频后的滤波放大频率始终固定,这样有利于接收机获得高增益与高选择性。

自动增益控制原理
从发射到接收过程中,经过目标物的漫反射以及衰减,由于受半导体激光器发射功率、收发距离远近等各种因素的影响,接收电路所接收的激光信号强弱变化范围很大。如果接收电路增益不变,则信号太强时会造成接收机的饱和或者阻塞,甚至使接收机损坏,而信号太弱时又有可能丢失。因此在信号接收放大模块中包含自动增益控制电路(AGC),以便对信号幅度的放大进行自动控制,在接受弱信号时,使接收电路有很高的增益,而在接收弱信号时,接收电路的增益应减小一些。这种要求靠人工增益控制来实现是困难的,采用自动增益控制电路,使接收电路的增益随着接收信号强弱而自动变化,使接收信号其满足混频器的要求。自动增益控制电路是接收电路中不可缺少的辅助电路

探测灵敏度:灵敏度是用来描述探测器对光辐射的敏感程度,定义为光探测器的输出变化与入射光的单位光功率之比。在评价器件的灵敏度时,其输出、输入量均用有效值(即均方根值)表示,并说明辐射源的性质。灵敏度可以用符号或者表示,其中λ表示工作波长,T为辐射源的室温,f为调制频率。

探测度D以及归一化探测度D*:D的定义为NEP的倒数,D的单位为W-1,从上式可以看出,NEP表示探测器的小可探测的功率,其值越小越好。而D则表示探测器的能力,其值越大越好。

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