相位式激光测距仪是什么呢
《相位法激光测距仪设计》
《相位法激光测距仪设计》摘要：I.引言- 激光测距仪背景和应用- 相位法激光测距仪的优势II.相位法激光测距仪原理- 相位法基本原理- 激光测距仪系统构成III.相位法激光测距仪设计- 系统硬件设计- 激光发射器- 激光接收器- 数字鉴相器- 系统软件设计- 相位差计算- 距离计算IV.相位法激光测距仪应用- 军事领域- 民用领域V.结论- 相位法激光测距仪的优势- 发展前景正文：激光测距仪是一种利用激光技术测量物体距离的仪器，广泛应用于军事、民用等领域。
相位法激光测距仪作为其中一种类型，具有高精度、高效率等优势，成为近年来研究的热点。
相位法激光测距仪基于相位法原理，通过检测发射光和反射光之间的相位差来检测距离。
其系统构成主要包括激光发射器、激光接收器、数字鉴相器等部分。
其中，激光发射器负责发射激光束，激光接收器负责接收反射光，而数字鉴相器则负责计算相位差。
在设计相位法激光测距仪时，需要考虑系统硬件和软件的设计。
在硬件方面，激光发射器和接收器需要具有较高的稳定性和精度，以保证测量结果的准确性。
此外，数字鉴相器的设计也非常重要，其性能直接影响到相位差计算的准确性。
在软件方面，相位差计算和距离计算的算法需要优化，以提高计算速度和精度。
相位法激光测距仪在军事和民用领域具有广泛的应用前景。
在军事领域，相位法激光测距仪可以应用于侦查、定位、导航等方面，提高作战效率和精度。
在民用领域，相位法激光测距仪可以应用于土地测量、建筑测量、无人机导航等领域，为生产生活提供便捷。
总之，相位法激光测距仪具有显著的优势，其设计和应用值得进一步研究和探讨。
相位式光电测距的基本原理
相位式光电测距的基本原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊相位式光电测距的基本原理，这可真是个神奇又有趣的玩意儿呢！
你看啊，相位式光电测距就好像我们和目标之间的一场特殊“对话”。
想象一下，我们发出一束光，就像我们向目标喊了一句话。
这束光跑啊跑，跑到目标那里，然后又反射回来。
我们呢，就等着接收这个反射回来的光。
这里面关键的就是这个“相位”啦！就好比我们听音乐的时候，不同的音符有不同的频率和相位。
这束光也是一样，它在传播的过程中，相位会发生变化。
我们通过检测这个相位的变化，就能知道光跑了多远啦！
说起来简单，实际可复杂着呢！这就像是解一道很难的谜题。
我们得非常精确地测量和分析这个相位的变化。
就好像你要在一堆沙子里找出一粒特别的沙子一样，需要特别的细心和耐心。
那这相位式光电测距有啥用呢？哎呀，用处可大了去了！比如在建筑工地上，工程师们要用它来精确测量距离，这样才能保证建筑物建得稳稳当当的呀！还有在测绘领域，没有它，那些地图可就没那么准确啦！
而且哦，这技术还在不断发展和进步呢！就跟我们人一样，不断学习，不断变得更好。
以后说不定能测的距离更远更精确呢！
总之呢，相位式光电测距真的是个了不起的东西。
它就像我们的眼睛一样，能帮我们看到那些我们用普通方法看不到的距离和细节。
它让我们的生活变得更方便，让我们的世界变得更精彩！所以啊，可别小看了这小小的相位式光电测距哦，它可是有着大大的能量呢！。
相位式激光测距原理
相位式激光测距原理
相位式激光测距原理是一种利用光学原理测量物体距离的方法。
其基
本原理是将激光束发送到目标物体，经过反射后接收回来，然后根据
光的相位差计算出物体到激光测距仪的距离。
下面将会逐一讲解相位
式激光测距原理的详细内容。
1. 激光的发射
相位式激光测距仪通过激光器发射一束定向、单色、激光光束，将激
光传输到目标体上。
2. 激光的接收
激光的接收有两种方法，其中一种可以使用普通的接收型光电二极管
来完成，另一种则需要使用相位测量的方法。
3. 相位差的测量
通过对激光发射时和接收时的相位差进行测量，得到目标到发射点的
距离，这个距离与光的波长有关。
4. 数据的处理
将测得的距离进行处理后，即可得到精确的目标距离数据，同时在数
据处理的过程当中，还可以实现自动跟踪，提高了装置的实用性。
总之，相位式激光测距原理是一种非常先进和高精度的测距方法，其
原理也比较复杂，需要参考一定的物理学知识，而在工业、航空航天、军事等领域都有广泛的应用。
相位测距
基本原理相位式激光测距是通过测量连续的调制光波往返距离产生的相位延迟,间接的测定光在空气中往返于待测目标间的飞行时间,从而求出被测距离。
由激光调制发射系统、反射器、光电探测接收系统、频率综合部分(本振信号产生)、相位测量、以及显示部分组成。
由于测距的调制信号频率比较高,如果直接测量相位信息,则对测相芯片的分辨率要求比较高,而且误差比较大。
因此通常测距仪都采用了混频测相的方式对,高频信号与本振信号进行差频然后得到中低频信号,进行相位比较,后续通过AD转换和单片机把相位差信息转换成我们所需要的距离信息并且显示出来。
频率选择根据测距仪的设计需要,比如:测量精度、量程、计算简便,选择合适的测尺频率。
测尺频率可由下式确定:相位测量技术相位式激光测距仪中测距光波被接收以后通过测量相位差来计算光波飞行时间,因此相位测量是测距仪中关系到测距精度的一个关键部分。
主要的数字相位测量方法有以下几种:自动数字测相、欠采样同步检测法、向量内积法。
由于相位式激光测仪的测距要求精度比较高,测距光波的调制频率比较高,因此直接进行相位测量,则对器件的要求比较高,现在一般都釆用混频的方式与数字检相搭配使用,这样可以先把高频信号差频成中频或低频信号,然后再进行相位比较。
激光测距仪的总体设计1)采用波长为650mn的半导体激光器做光源,雪崩二极管做光电探测器;2)选用单一的直接测尺方式,测尺频率为lOMHz ,本地振荡信号频率为9.995MHz;3)用AD8002A做光电探测器前置放大电路和带通滤波器;4)用于测相的混频输出信号为5KHz,理论测尺长度为15米。
测相精度在毫米量级;5)使用AD8302做测相芯片,模数转换芯片将模拟信号转换成数字信号,传送给单片机控制系统,并且通过LCD显示出距离;6)采用窄带干涉滤光片来抑制带外噪声。
激光调制：利用有源晶体振荡器来产生lOMHz的高频振荡信号接入调制电路V端,测距回波接收部分光电器件：APD硅光电二极管在体积、响应速度、可靠性上相比其他元件都有非常好的特性，特别是硅材料制成的雪崩光电二极管（Avalanche Photo Diode，简称APD）。
相位式激光测距仪激光接收部分设计
相位式激光测距仪激光接收部分设计激光测距仪是一种测量目标物体距离的工具，其原理是利用激光束在空气中传播的特性，通过测量激光束的往返时间来计算出目标物体与测距仪的距离。
激光接收部分是激光测距仪的核心组成部分之一，其设计的好坏直接影响到测量结果的准确性和稳定性。
在设计激光接收部分时，需要考虑以下几个关键因素：1.激光接收器的选择：激光接收器是接收激光信号的关键部件，其性能直接影响到激光测距仪的灵敏度和测距范围。
常见的激光接收器有光电二极管（PD）和光电效应晶体管（APD）。
PD具有较高的响应速度和较低的噪声，适用于近距离测距场景；APD具有较高的增益和较低的噪声，适用于远距离测距场景。
2.光学系统的设计：光学系统包括透镜、滤波器等光学元件，其作用是将入射的激光束聚焦到激光接收器上。
在设计光学系统时需要考虑激光束的聚焦效果、散斑噪声等因素，以提高测距仪的测量精度和信噪比。
3.信号放大和滤波电路的设计：激光接收器输出的信号很弱，需要经过放大和滤波才能得到可信的测距信号。
放大电路可以采用运算放大器等电路实现，滤波电路可以采用RC滤波器或数字滤波器等实现。
通过合理设计放大和滤波电路，可以提高信号的噪声抑制和动态范围。
4.时间测量电路的设计：激光测距仪是通过测量激光束的往返时间来计算距离的，因此需要设计一个高精度的时间测量电路。
常用的时间测量电路有计数器、时钟等，可以通过采样和比较测量激光脉冲信号的上升沿和下降沿来计算出往返时间。
在设计激光接收部分时，还需考虑以下一些技术细节：5.温度补偿：激光测距仪的测量精度受到温度的影响，尤其是光学元件和电子元件的温度变化。
因此，需要设计温度补偿电路，通过测量环境温度并补偿光学和电子元件的参考值，提高测量精度。
6.光路对齐：激光测距仪的激光发射和接收部分需要在一条直线上对准，才能确保测量结果的准确性。
因此，需要设计一个精密的光路对齐机构，确保激光束的传输方向稳定。
7.防干扰设计：激光测距仪易受到外界光源干扰，导致测量结果偏差。
相位式激光测距——间接tof法
相位式激光测距——间接tof法相位式激光测距是一种通过测量光波的相位来确定距离的技术。
在激光测距中，相位式激光测距是一种常用的测距方法之一。
而间接TOF法（Time of Flight）则是利用光脉冲从发射到接收所需的时间来计算距离的一种方法。
下面我将从多个角度来解释相位式激光测距和间接TOF法的相关内容。
首先，相位式激光测距是利用激光光束发射到目标上并返回的时间来计算距离的一种技术。
它通过测量光波的相位差来确定目标的距离。
相位式激光测距具有测量精度高、测量距离远、抗干扰能力强等特点，因此在工业测量、地理测绘、无人驾驶等领域得到了广泛的应用。
其次，间接TOF法是指利用光脉冲从发射到接收所需的时间来计算距离的方法。
在激光测距中，通过测量激光脉冲从发射到接收所需的时间，再结合光速的知识，可以计算出目标与测距设备的距离。
这种方法的优点是测量速度快，对目标的反射能力要求低，适用于复杂环境下的测距任务。
从技术角度来看，相位式激光测距和间接TOF法都是利用光学原理进行测距的方法，需要高精度的光学器件和精密的测量系统来实现。
在实际应用中，需要考虑光波在传播过程中的衰减、散射等因素对测量结果的影响，以及如何提高测量精度和稳定性。
此外，从应用角度来看，相位式激光测距和间接TOF法在工业测量、三维成像、地质勘探、机器人导航等领域有着广泛的应用前景。
随着激光技术和光电子器件的不断发展，相信这两种测距方法在未来会有更多的创新和应用。
综上所述，相位式激光测距和间接TOF法是两种常见的激光测距方法，它们都在不同领域有着重要的应用。
通过不断的技术创新和实践应用，相信它们会为我们的生活和工作带来更多的便利和效益。
相位式激光测距系统研究
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一
研筮 ． 盥一
年 且位 式 激 光 测 距 学院
矿 山、港 口、建筑 、汽车等领域 。由于其精度 高、快捷轻便、操作简单 ，在 目前测距市场上十分受人青睐。
【 关键 词 】 相 位 式激 光 测 距 仪 ； 系 统 ；研 究
制 技 术 、光 学 技 术 、 光 电检 测 技 术 、 信 号 处 理 技 术 以及 单 片 机 技 术 于 一 体 的 高 精 度 测 量 仪 器 ，广 泛 应 用 于 工 业 测 控 、
激 光 又 是 一种 电磁 波 ， 也 就 是 变 化 着 的 电磁 场 。 ３ ． 相 位 式激 光 测距 的设 计 与 原理 ３ ． １ 整体 设 计 方 案 系 统 的整 体 方 案设 计 如 图２ ． １ 所示。
矿 山 、港 口 、建 筑 、 汽 车 等 领 域 。 由于 其 精 度 高 、 快 捷 轻 便 、 操 作 简 单 ，在 目
图２ １相 位 式 激 光 测 距 接 收 系统 整 体 设 计 方 粟
以 ，如 果 被 测 距 离 大 于Ｌ 时 ， 此 方 法 是 无 法 测 出 距 离 的 。但 当被 测 距 离 小 于 Ｌ 时 ，即ｍ ＝ Ｏ 时 ，可 以测 出被 测 距 离 Ｌ 为：
图２ ３光波在距离Ｌ 上 往 返 一 次 的相 位 变 化
但 是 ，相 位 测 量 技 术 不 能 测 量 出 光 波 相 移 中 ２ １ ｒ 的 整 数 倍 ， 而 只 能 测 出 光 波 相 移 中 不 足 ２ ７ ｒ 的尾 数 △ ， 也 就 是
说 只能够 确 定不 足 １ 的 小 数 ＝ 。所
△● 一
试述相位测距仪的测距原理
试述相位测距仪的测距原理
相位测距仪是一种基于光学相位原理的测距设备。
其测距原理可以简述为以下几个步骤：
1. 发射激光脉冲：相位测距仪通过激光器发射一束短脉冲的激光光束。
这个脉冲的时间非常短暂，通常在纳秒级别，可以近似看作是一个尖脉冲。
2. 光束传播和反射：激光光束从发射器射出后会在空间中传播，当遇到物体时部分光束会被反射回来。
这些反射光会携带着被测物体的距离信息。
3. 接收和分析：相位测距仪会使用一个光接收器来接收反射回来的光信号。
接收到的光信号会被放大和处理后送入相位测量电路。
4. 相位测量：相位测距仪会测量接收到的光信号的相位差。
在激光器发射尖脉冲后，反射光经过一段距离的传播会产生光程差。
相位差的大小与光束传播的距离成正比。
5. 距离计算：通过测量相位差，相位测距仪可以计算出光束传播的距离。
这个距离即为被测物体到测距仪的距离。
需要注意的是，相位测距仪测量的是激光光束传播的距离，而不是物体本身的距离。
因此，在测量前需要校准测距仪到物体之间的偏移距离，以获得准确的距离
测量结果。
相位式激光测距——间接tof法
相位式激光测距——间接tof法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：相位式激光测距是一种常用的测距方法，它通过测量光波的相位差来确定物体与传感器之间的距离。
而间接TOF（Time of Flight）法则是一种常见的相位式激光测距方法之一，其原理是通过测量光波往返传播的时间来计算距离。
本文将详细介绍相位式激光测距及间接TOF法的基本原理、应用领域以及优缺点。
一、相位式激光测距的基本原理相位式激光测距利用了光波的波长特性，通过测量光波的相位差来确定距离。
在相位式激光测距中，激光器向目标发射一束光波，光波经过目标反射后返回传感器，传感器接收到反射光波并测量与发射光波的相位差，通过相位差的变化来计算目标与传感器之间的距离。
相位式激光测距的精度通常很高，可以达到亚毫米级别。
二、间接TOF法的原理及优缺点间接TOF法是相位式激光测距的一种常见方法，其原理是通过测量光波往返传播的时间来计算距离。
具体来说，激光器向目标发射一束光波，光波经过目标反射后返回传感器，传感器测量光波往返的时间并将其除以光速来计算距离。
间接TOF法的优点在于测距精度高、测量速度快、适用于长距离测距等特点，但其缺点是受到光波传播速度波动的影响，可能在复杂环境中出现误差。
相位式激光测距在工业、汽车、航空航天等领域有着广泛的应用。
在工业领域，相位式激光测距可以用于精密加工、质量检测等工作中；在汽车领域，相位式激光测距可以用于自动驾驶、停车辅助等功能；在航空航天领域，相位式激光测距可以用于飞行器导航、高精度测绘等应用。
四、结论相位式激光测距是一种精确、高效的测距方法，间接TOF法作为其中一种方法，在实际应用中具有一定优势和局限性。
相位式激光测距在各个领域都有着重要的应用价值，未来随着技术的不断进步和应用领域的拓展，相位式激光测距将会得到更广泛的应用和发展。
【本文2000字，已完整】第二篇示例：相位式激光测距是一种常用的激光测距方法，通过测量激光光束的相位变化来计算目标物体的距离。
相位式激光测距仪激光接收部分设计
摘要相位式激光测距法由于其计算方便、体积小巧、测距精度高等优点，成为最有发展潜力的距离测量技术。
将激光用低频信号进行调制发射，距离信息就隐含在从目标物反射回的调制光波的相位信息中。
测出发射与接收光波之间的相位差，通过适当的换算，即可得到待测距离的实际值。
本文首先介绍了相位式激光测距仪的研究背景、意义，总结和概括了激光测距的有关理论基础，并且介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的实现框图；接着围绕接收系统的性能开展深入研究，主要研究探测器件的选择，偏压电路、混频电路、自动增益控制电路的设计等问题；利用Proteus技术对APD偏压电路和自动增益控制电路进行仿真，通过仿真结果不断完善设计。
关键词：激光测距；雪崩二极管；相位；混频；自动增益控制ABSTRACTThe phase-shift laser ranging becomes the most potential technique owing to its compactness, easily data processing,and the high measurement accuracy. By measuring phase difference between emitted modulated waves and receiving modulated waves which are reflected.From the target, we could get the value of distance quite easily through simple calculation.This paper started from the background, the purposes, meanings of phase-shift laser ranging, then summarized the related theoretical basis of it. The principle of phase laser ranging and a practical ranging system is discussed. This paper concentrate on the researh of improving the porperty of receiving system. Lots of research have done on choosing detection element，design of the bias circuit and automatic gain control circuit.Then，the proteus is used for simulation of them. With the help of the simulation, the design was improved.Keywords:laser ranging, avalanche diode, phase, mixer circuit, automatic gain control山东科技大学学士学位论文目录目录1 绪论 (1)1.1激光测距技术 (1)1.2 激光测距的优点 (4)1.3 国内外研究及发展情况 (4)1.4 课题的研究目的和意义 (6)2 相位式激光测距技术 (8)2.1相位式激光测距技术原理 (8)2.2相位式激光测距多测尺原理 (10)2.3差频测相原理 (12)2.4 自动增益控制原理 (14)2.5光电探测器 (16)3 相位式激光测距仪接收电路的设计........ 错误!未定义书签。
激光测距仪光学系统设计
激光测距仪光学系统设计摘要：激光测距仪是利用激光器来对距离进行准确测量的仪器。
相位式激光测距仪工作时会向目标发射一束准直光，由感光元件接收目标漫反射回的光，计算准直光从发射到接收的时间，从而算出从观测者到目标的距离。
本文利用相位式测距原理的激光测距仪，在无合作目标测距时，采用可见激光进行瞄准，这对激光光斑有非常高的要求，激光的准直程度是指光斑在被测目标上的大小，这直接影响到测距精度和测程，所以，激光测距的发射光学系统的设计至关重要，解决这个问题对提高无合作目标的测程和精度都是十分有益的。
关键词：无合作目标；激光；相位测距；激光准直1无合作目标相位激光测距原理将相位式测距系统中的发射器和接收器同轴放置，发射器发出的是调制频率为的正弦调幅波，当发出的激光照射到待测目标点时，物体的表面会发生漫反射，这中间的与发射波同轴的返回波会被探测器所接收。
由于发射波和接收波之间会产生一个相位差，记为，通过测试相位差，就可以得到要测量的距离d。
；其中，c是真空中的光速；为系统的调制频率，通常在10MHz以上。
测距仪的测距能力是由从被测目标反射回探测器的光能量的多少来决定的。
由此探测器接收的最大功率的表达式就是；其中，D是接收透镜直径，是发射光学系统透过率，是接受光学系统透过率，P是发射激光平均功率，是被测物反射率，是被测点法线和测量方向之间的夹角，是大气衰减系数，d是被测距离。
上式是假定反射光照射在目标上产生漫反射，实际调制时一般都采用大口径长焦距平行光管，这就可以使可见激光光源在无穷远处的成像同接收光纤或APD所成的像相重合，接收光纤或者APD都可以用可见光对其表面进行照射，这样在平行光管里就能观察到它的像。
在短程测距时，一般不需要在被测目标上单独放置像棱镜之类的合作目标，只需要利用接收器直接来接收物体表面的漫反射信号，从而实现测距功能，也就是我们所说的无合作目标测距。
便携式无合作目标的激光测距仪体积一般较小，使用方便，主要应用于家庭或室内装修测距。
光电测距仪的分类
光电测距仪的分类
1. 按测距方式分类：光电测距仪可以分为脉冲式和相位式两种类型。
脉冲式测距仪通过测量激光脉冲在被测目标和测距仪之间往返传播的时间来计算距离。
相位式测距仪则是通过测量激光在被测目标和测距仪之间传播时的相位差来计算距离。
2. 按光源类型分类：常见的光电测距仪光源包括激光和红外光。
激光测距仪使用激光作为光源，具有较高的测距精度和较远的测距范围。
红外光测距仪则使用红外光作为光源，通常用于短距离测量。
3. 按测量范围分类：根据测量范围的不同，光电测距仪可以分为短程、中程和长程测距仪。
短程测距仪的测量范围通常在几百米以内，适用于室内测量和短距离测量。
中程测距仪的测量范围在几百米到几千米之间，常用于工程测量和建筑测量。
长程测距仪的测量范围可以达到几十千米甚至上百千米，适用于大地测量和地质勘探等领域。
4. 按使用场合分类：光电测距仪可以分为便携式和固定式两种类型。
便携式测距仪体积小巧，便于携带，适用于户外测量和移动作业。
固定式测距仪通常安装在固定位置，用于长期监测或工业自动化等领域。
5. 按功能特点分类：一些光电测距仪还具有特殊的功能特点，如防水、防尘、防摔、数据存储和无线传输等。
这些功能特点可以根据具体的应用需求进行选择。
以上是一些常见的光电测距仪分类方式，不同的分类方式适用于不同的应用领域和需求。
在选择光电测距仪时，需要根据具体的测量要求和使用环境来选择合适的类型。
激光测距原理及应用
激光测距原理及应用姚治采矿B083班【摘要】介绍相位式激光测距仪的测距原理，以及在板带轧机和铝箔轧机上的应用。
测f变化胡正弦调节光波，光波的强度变化规律与光源的驱动距仪由激光器发出按某一频率电源变化完全相同，发出的光波到达被测目标，通常这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜，这块反射镜能把入射光输反射回去，而且保证反射光的方向与入射光的方向完全一致。
【关键词】激光；测距；相位；脉冲一、概述激光测距仪无论在军事应用方面，还是在科学技术、生产建设方面，都起着重要作用。
由于激光波长单一，测量精度高，且激光测距仪结构小巧，安装调整方便，故激光测距仪是目前高精度测距最理想的仪器。
激光器与普通光源有显著的区别，它利用受激发射原理的激光腔的滤波效应，使所发光束具有一系列新的特点：（1）激光有小的光束发散角，即所谓的方向性好或准直性好（2）激光的单色性好，或者说相干性好，普通灯源或太阳光都是非相干光。
（3）激光的输出功能虽然有限，但光束细，所以功率密度很高，一般的激光亮度远比太阳表面的亮度大。
二、相位式激光测距仪原理激光测距仪的测距原理是：由激光器对被测目标发射一个光信号，然后接受目标反射回来的光信号，通过测量光信号往返经过的时间，计算出目标的距离。
设目标的距离为L，光信号往返所走过的距离即为2L，则： t = 2L/c即： L = ct/2 (1)式中 c—光在空气中传播的速度 c≈3×108m/s;t —光信号往返所经过的时间,s; L —检测目标的距离，m;测距仪由激光器发出按某一频率0f 变化胡正弦调节光波，光波的强度变化规律与光源的驱动电源变化完全相同，发出的光波到达被测目标，通常这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜，这块反射镜能把入射光输反射回去，而且保证反射光的方向与入射光的方向完全一致。
在仪器的接受端获得调制光波的回波，经鉴相和光电转换后，得到与接收到的光波调制频率相位完全相同的电信号，此电信号放大后与光源的驱动电压相比，测得两个正弦电压的相位差，根据所测相位差就可算得所测距离。
相位式激光尺设计
相位式激光尺设计一、引言相位法激光测距就是通过测量连续的调制信号在待测距离上往返传播所产生的相位变化来间接地测定信号传播时间，从而求得被测的距离。
利用光速来测量距离时，要求测量范围大、测距精度高，但是由于光的速度极快，因而要求精确测量极短的时间间隔。
相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。
即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间，相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。
若调制光角频率为ω，在待测量距离LAB上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t 可表示为：t=(φ+Δφ)/ω其中φ+Δφ=2π(m+Δm)m：表示激光往返LAB所经历的整数个波长Δm：表示不足一个波长的分量则待测距离LAB可表示为LAB =1/2 ct=1/2 c·(φ+Δφ)/ω=1/2λ(m+Δm) =Ls(m+Δm)其中 Ls称作“光尺”。
二、总体设计方案本系统原理设计图如图一所示。
图一系统结构框图本系统由激光调制发射电路、光电检测电路、频率综合电路以及数字测向电路构成。
接下来将分别介绍这几部分的具体设计。
三、激光调制发射电路采用波形发生芯片MC12061产生单频正弦波信号，与稳压源产生的直流偏置通过恒流源驱动电路对激光二极管进行光强调制，使得激光二极管的光强随调制信号频率变化，出射光通过光学系统(主要是透镜)，聚焦于目标点。
激光的调制发射主要由电源，直流偏置电路，调制信号发生电路，恒流驱动电路，激光二极管(LD)组成。
电路图如图二所示：图二激光调制发射电路10MHz高频调制信号由晶体振荡器MC12061外接10MHz晶体产生，它能精确产生正弦波与方波，只需少量外部元件就能实现2.0-20MHz的频率输出，且有高达±0.001%的频率稳定度，在频率8MHz下只有-0.08ppm/℃的温度漂移，结合(2-7)进行分析，误差很小，完全可以忽略，能够满足实验要求。
SICK DS50 激光测距参数设置
2.设定Q1开关点的距离值
menu Q1 Q1near 0100 0020
当激光测距仪与物体的距离小于等于100毫米时， Q1输出。反之，停止输出。
窗口模式
窗口模式：当物体在一个设定的 距离范围（FE）内时，测距仪 输出信号。离开设定的范围 （FE）后，测距仪停止输出。 FE范围的设置： FE范围由近输出点Qnear与远 输出点Qfar构成。
slow
Averag fast
MF端多功能输入
Lsr-off：当MF有输入时，关闭激光 Teach： Teach Q1： 70ms<MF工作<130ms Teach Q1远： 70ms<MF工作<130ms Teach Q1近： 170ms<MF工作<230ms Teach /Q1: 270ms<MF工作<330ms Teach /Q1远： 270ms<MF工作<330ms Teach /Q1近： 370ms<MF工作<430ms Teach Q2： 470ms<MF工作<530ms Teach Q2远： 470ms<MF工作<530ms Teach Q2近： 570ms<MF工作<630ms Teach /Q2: 670ms<MF工作<730ms Teach /Q2远： 670ms<MF工作<730ms Teach /Q2近： 770ms<MF工作<830ms MF-off:MF输入端没有功能
Q*near Q*far
当Qlog选择常闭/Q时，测量值在FE时，输出为1
设 置 步 骤
1.选择窗口模式
menu mode wnd
Q*near
Q*far
相位式激光测距原理及其技术实现
m=m1-m2 Δm=Δm1-Δm2 fs =fs1- fs2 C为光速
相位式激光测距原理分析（5）
三、间接测尺原理（2）
对于上例的测量要求，用间接测尺频率方式，从表可以看出， 各个间接测尺的频率值非常接近，频宽为150kHz，只有直接 测尺方式的1／100。在这样窄的频率范围内可以使放大器和 调制器获得相当接近的增益和相位稳定性，从而提高测量精 度。
相位式激光测距技术实现（2）
DDS的原理框图
目前许多芯片公司都已生产了性能可观的DDS芯片， 如Standford公司的STEL2375，其最高工作频率可达 1GHz，输出信号带宽为400MHz，频率分辨力为mHz级。 可见，这些性能指标完全可以满足激光调制的需要。
相位式激光测距技术实现（3）
二、相位差测量的实现
相位式激光测距原理分析（4）
三、间接测尺中会遇到频带过宽，测
相精度难以实现的问题。例如：要求测程100km，精度0.01m，
测相精度为1／1000，则对应的直接测尺长度为100km，1km，
10m，频率分别为1.5kHz，150kHz，15MHz，频带宽近15MHz。
在这么宽的频带内保证1／1000的测相精度是很难实现的，故实
际测量中采用间接测尺频率方式。
用两个频率fs1和fs2的调制光去测同一距离得到：
L=Ls1(m1+Δm1)
L=Ls2(m2+Δm2)
等效形式为： L=Ls (m+Δm)
其中Ls=Ls1Ls2/（Ls2+Ls2）=1/2×C/(fs1- fs2)=1/2×C/ fs
相位式激光测距原理分析（1）
原理示意图：
相位式激光测距原理分析（2）
一、基本原理 • 若调制光角频率为ω，在待测量距离LAB上往返一次
《相位法激光测距仪设计》
《相位法激光测距仪设计》摘要：一、引言二、相位法激光测距仪的原理与结构1.相位法测距原理2.激光测距仪的结构组成三、相位法激光测距仪的设计方法1.欠采样技术与同步检测原理2.晶体滤波器和直接数字频率合成计四、实验结果与分析1.系统整体结构和性能改进2.数字化与自动化程度的提高五、结论正文：一、引言激光测距仪是一种非接触式的测量仪器，它利用激光束测量目标物体与测量仪器之间的距离。
根据测距方法的不同，激光测距仪可分为相位法激光测距仪和脉冲法激光测距仪。
相位法激光测距仪通过检测发射光和反射光之间的相位差来测量距离，具有较高的测量精度和较远的测量范围。
因此，本文将重点介绍相位法激光测距仪的设计方法。
二、相位法激光测距仪的原理与结构1.相位法测距原理相位法激光测距仪的原理是利用激光器发出一束激光，经过调制后射向目标物体，然后通过接收器接收目标物体反射回的激光束。
由于激光在传播过程中会发生相位变化，因此通过检测发射光和反射光之间的相位差，可以计算出目标物体与测量仪器之间的距离。
2.激光测距仪的结构组成激光测距仪主要由激光器、调制器、发射器、接收器、相位检测器和数据处理器等组成。
激光器负责发射激光束，调制器负责对激光束进行调制，发射器负责将激光束射向目标物体，接收器负责接收目标物体反射回的激光束，相位检测器负责检测发射光和反射光之间的相位差，数据处理器负责对测量结果进行处理。
三、相位法激光测距仪的设计方法1.欠采样技术与同步检测原理为了降低数据处理的复杂程度，可以采用欠采样技术与同步检测原理改进测相方法。
欠采样技术是指在采样频率较低的情况下，通过增加采样时间来提高采样精度。
同步检测原理是指通过同步检测发射光和反射光的相位差，来消除环境因素对测量结果的影响。
2.晶体滤波器和直接数字频率合成计为了改进测距仪的滤波与调制手段，可以采用晶体滤波器和直接数字频率合成计（DDS）。
晶体滤波器具有较高的滤波性能和较低的功耗，可以有效地抑制干扰信号。
相位式激光测距仪
相位式激光测距仪1、相位式激光测距技术相位式激光测距仪，是利用固定频率的高频正弦信号，连续调制激光源的发光强度并测定调制激光往返一次所产生的相位延迟。
通过相位延迟计算测量的距离。
相位式测距是通过测量连续的幅度调制信号在待测距离上往返传播所产生的相位延迟，间接地测定信号传播时间，从而得到被测距离的。
这种方法测量精度高，通常在毫米量级。
1.1基本原理相位式激光测距的基本原理框图如图1.1所示。
图1.1 相位法激光测距基本原理图它由激光发射系统、角反射器、接收系统、综合频率系统、混频鉴相系统和计数显示系统等组成。
角反射器是一种三个反射面之间互成90 °的光学棱镜，90 角要求有误差小于±2 '' 的加工精度；它可以把射来的光线按原方向反射回去，即一个入射光射入后，不论入射角如何，经角反射器棱镜反射后的光线与入射光线平行。
相位法激光测距技术就是利用发射的调制光和被目标反射的接收光之间光波的相位差所包含的距离信息来实现对被测目标距离量的测量。
由于采用调制和差频测相技术，具有测量精度高的优点，广泛应用于有合作目标的精密测距场合。
基本原理如下：图1.2 相位式激光测距调制波形图设调制频率为 f ，幅度调制波形如图 1.2 所示，波长为λ=c/f式中c是光速，λ是调制波形的波长。
由图可知，光波从 A 点传到 B 点的相移φ 可表示为φ= 2 mπ +∆φ = ( m +∆m )2π式中，m 是零或正整数，∆m 是个小数，∆m=∆φ/2π。
A,B 两点之间的距离L 为L=ct=cφ/(2πf)式中，t 表示光由 A点传到B 点所需时间。
由于用一台测距仪直接测量 A 和B 两点光波传播的相移是非常困难的，因此采用在B 点设置一个反射器(即所谓合作目标)，使从测距仪发出的光波经反射器反射再返回测距仪，然后由测距仪的测相系统对光波往返一次的相位变化进行测量。
图1.3 示意地表示光波在距离L 上往返一次后的相位变化。
Monick测距仪小课堂
Monick（莫尼克）激光测距仪（Laser rangefinder），是利用调制激光的某个参数实现对目标的距离测量的仪器。
激光测距仪测量范围为3.5~5000米。
按照测距方法分为相位法测距仪和脉冲法测距仪，脉冲式激光测距仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。
相位法激光测距仪是利用检测发射光和反射光在空间中传播时发生的相位差来检测距离的。
激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一，右图中，为典型的相位法测距仪和脉冲法测距仪图。
激光测距仪是利用调制激光的某个参数对目标的距离进行准确测定的仪器。
脉冲式激光测距仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从测距仪到目标的距离。
当发射的激光束功率足够时，测程可达40公里左右甚至更远，激光测距仪可昼夜作业，但空间中有对激光吸收率较高的物质时，其测距的距离和精度会下降。
世界上第一台激光器，是由美国休斯飞机公司的科学家梅曼于1960年，首先研制成功的红宝石激光器。
美国军方很快就在此基础上开展了对军用激光装置的研究。
1961年，第一台军用激光测距仪通过了美国军方论证试验，对此后激光测距仪很快就进入了实用阶段。
由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。
国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。
激光是六十年代发展起来的一项新技术。
它是一种颜色很纯、能量高度集中、方向性很好的光。
激光测距仪是利用激光进行测距的一种仪器。
它的作用原理很简单：通过测定激光开始发射到激光从目标反射回来的时间来测定距离。
例如用激光测距仪来测量月球的距离，如果激光从开始发射到从月球反射回来的时间被测定为2.56秒，激光发射到月球的单程时间就等于1.28秒，而激光的速度是光速，等于每秒三十万公里。
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相位式激光测距仪是什么呢？
我们都知道激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。
激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。
激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。
那相位式激光测距仪是什么呢？
相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。
即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。
相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。
由于其精度高，一般为毫米级，为了有效的反射信号，并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上，对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。
在给定调制和标准大气条件下，频率c/(4πf)是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ，由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，已使φ的测量达到很高的精度。
为了测得不足π的相角φ，可以通过不同的方法来进行测量，通常应用最多的是延迟测相和数字测相，短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。
由上所述一般情况下相位式激光测距仪使用连续发射带调制信号的激光束，为了获得测距高精度还需配置合作目标，而推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中又一新型测距仪，它不仅体积小、重量轻，还采用数字测相脉冲展宽细分技术，无需合作目标即可达到毫米级精度，测程已经超过100m，且能快速准确地直接显示距离。
是短程精度精密工程测量、房屋建筑面积测量中最新型的长度计量标准器具。
不管怎么说，了解每一种激光测距仪的具体信息，能够帮助大家更好的使用它，今天大家了解了相位式激光测距仪的应用原理，如果还想咨询更多的信息，可以登录在我们E讯网里搜索更多资料，对于激光测距仪的发展历程进行了解，能够让我们对其认识更加深刻。