激光发射接收系统设计原理

上海磐川光电科技有限公司

激光发射接收系统

（激光发射接受）

设计原理

激光发射接收系统（激光发射接受器）

1.产品概述：

激光发射接收系统器或称激光发射接收器由两部分组成，一是激光发射模块，二是激光接收模块。（如图所示）激光发射器结果特定频率的调制，发射出一条准直极细的激光光束，通过特定波长的激光光电传感器接收到光信号，通过光电转换电路将光信号转换成电信号输出。

2. 产品特点性能参数：

✧激光准直度高，方向性好；

✧光束细规则，精确度高；

✧接收灵敏度高，响应速度快；

✧信号输出接口灵活。接收到的信号可与通讯标准的信号/工业标准电压匹配；

✧功耗低；电源要求低，低压直流即可；

✧使用寿命长；

✧可控距离长；

✧体积小，安装方便灵活；

性能参数：Optical and Electrical Characteristics

参数符号数值单位

激光功率（Optical power）P5-100mW

光束发散度 Divergence RMS)<1mrad

电源电压 Power Voltage U5/12DCV

工作电流 Op. Current I<40/<100mA

有效距离eff.distance L0-1/1-1000m

调制频率modulate f范围内可选MHz

响应灵敏度R50 us

工作温度Temperature To-10~50 oC

3．设计原理

3.1 连续型激光器发射接收模块结构框图:

光功率转电压输出

恒功率激光发射器激光探测器

通断逻辑信号输出

3.2 激光器发射接收模块详细电路图解：

3.2.1 激光发射部分：（激光器驱动发射）

该电路激光编码调制采用集成芯片硬件实现，8地址4数据编码。1-8是地址，10-13数据脚。调整Rosc决定振荡频率；14管脚TE是发射使能端，低电平发射有效。

激光发射驱动电路（在激光器中），是APC（自动功率控制）电路驱动，保证激光二极管光功率输出稳定。

3.2.2 激光接收部分：（激光接收、放大检波及解调解码输出）

其中，R1=4.7Ω, R2=220KΩ

接收探测器3DU接收红光波段灵敏度高，响应速度快，响应速度5us~30us；

采用集成接收模块进行检波放大输出

对应U3解调解码芯片，8地址4数据解码输出，1-8是地址，10-13数据脚；地址设置必须和发射地址一致，则数据位可以接收到发射端的数据的高电平信号，对应数据管脚输出高电平，当发射结束后，高电平随之消失。

17脚VT是信号接收确认输出，接收到信号输出高电平；Rosc振荡电阻可选择和发射振荡电阻应对应;

3.3 激光器发射接收模块接口说明:

3.3.1 激光发射模块接口说明：

电源接口线和输入信号接口线定义说明如下：

1．电源接口：1- 电源正极+ 5.0 v , 2 - 电源负极（也是信号输入的负极）。

2．信号输入接口：1 2

3.3.2 激光接收模块接口说明

电源接口线和输出信号接口线定义说明如下：

1．电源接口：1- 电源正极+ 5 v , 2 - 电源负极（也是信号输入的负极）。

2．信号输出接口：共3根信号输出线，分别为:

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1— Do1 ，白色线，通断输出信号，当激光照射到接收端时，输出逻辑1（TTL电平），同时红色信号LED灯暗；当遮挡激光束，接收端未接收到激光时，输出输出逻辑0（TTL电平），同时红色信号LED灯亮。或激光功率相对强弱输出线（模拟信号输出），（即接收到的激光功率转化为电压信号）；（接收管PIN的无放大直接输出）

2— Do2 ，黑色线，信号/电源地，GND;

3— Do3 ，黄色线，通断输出信号，当激光照射到接收端时，输出逻辑0（TTL电平），同时红色信号LED灯暗；当遮挡激光束，接收端未接收到激光时（或激光功率太弱），输出输出逻辑1（TTL电平），同时红色信号LED灯亮。

4. 产品应用：

•工业生产机械设备激光安全防护；•仪器设备中加入智能自动化控制；•安全防盗报警；

•生产线上产品尺寸精确感应，在线物体检测测量，在线产品计数；

•智能机器人激光智能导引•激光测距；

•激光空间近距离通讯；

•激光自动控制系统；

•气体液体化学激光检测（包括浓度等）；化学气相测试；

•军事应用邻域：远距离移动目标激光跟踪/激光瞄准等；

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