相位法激光测距接收系统

为了提高相位法激光测距的速度和精度,提出了一种新的相位差放大测量方法,在不增加测量时间的同时将测相精度提高1/N倍,并结合欠采样技术避免了混频器和其他多余器件的使用,减小了串扰对系统的影响。考虑高频弱光信号入射到雪崩光电二极管上会在输出信号上产生相位延迟,提出灵活控制加在雪崩光电二极管上的反向偏压来减小相位延迟的方法,对于调制频率为18.5 MHz,波长为650 nm的激光,当入射光强度为0.5μW时,可将相位延迟从1.4°压缩到0.03°之内。建立了信号串扰产生测相误差的数学模型,并通过实验给出了采取不同屏蔽措施时串扰对测相误差的影响。实验结果表明,采用上述方法,当调制频率为18.5 MHz时,测相精度为0.014°,相应的测距精度可达0.3 mm。