脉冲信号简介与脉冲测距仪.doc

一、脉冲信号脉冲信号是一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号（如正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性是它的特点。最常见的脉冲波是矩形波（也就是方波）。脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号,0,1。脉冲信号,也就是像脉搏跳动这样的信号，相对于直流，断续的信号，把手电打开灯亮，这是直流，不停的开关灯亮、熄，就形成了脉冲，开关速度的快慢就是脉冲频率的高低。脉冲信号一般都是利用自激震荡的原理产生的,自激震荡电路是一个正反馈电路，它的输入信号由滤波电路产生。任何一个脉冲信号都有频率，知道它的频率可以调整滤波电路，使得滤波电路上得到的信号与脉冲信号的频率相同。这样经过正反馈放大最终得到一个与脉冲信号同频率的正弦波。这个正弦波通过整形就可以达到所需要的脉冲信号如方波、三角波、锯齿波等等。整形电路多种多样，多采用比较器，稳压管等。二、激光脉冲激光脉冲指的是脉冲工作方式的激光器发出的一个光脉冲，简单的说，好比手电筒的工作一样，一直合上按钮就是连续工作，合上开关立刻又关掉就是发出了一个“光脉冲”。用脉冲方式工作有它的必要性，比如发送信号、减少热的产生等等。现在的激光脉冲能做到特别短，譬如“皮秒”级别，就是说脉冲的时间为皮秒这个数量级而1皮秒等于一万亿分之一秒(10E-12秒) 三、激光器的工作方式 （1）连续激光 激光泵浦源持续提供能量，长时间地产生激光输出，从而得到连续激光。连续激光的输出功率一般都比较低，适合于要求激光连续工作（如激光通信、激光手术等）的场合。 （2）脉冲激光脉冲工作方式是指每间隔一定时间才工作一次的方式。脉冲激光器具有较大输出功率，适合于激光打标、切割、测距等。常见的脉冲激光器：固体激光器中的钇铝石榴石（YAG）激光器、红宝石激光器、钕玻璃激光器等。 还有氮分子激光器、准分子激光器等。 （3）巨脉冲激光在腔内人为的加入损耗，是其大于工作物质的增益，这时没有激光输出。但在泵浦源持续不断的激励下，激光上能级的原子数越来越多，得到了较大的粒子数反转。如果定义峰值功率为脉冲的能量除以脉冲的持续时间（脉宽），那么，在撤除人为加入的损耗情况下，就会在很短的时间内以极快的速度产生脉冲宽度窄、峰值功率高的脉冲激光，通常称为巨脉冲。根据所发射激光状态的不同，可分为脉冲激光测距和连续波激光测距，后者根据起止时刻标识的不同又分为相位法激光测距和调频激光测距。四、常规激光测距机原理简介激光测距机一般由激光发射机、激光接收机和电源三大部分组成。激光发射机由脉冲激光器、发射光学系统、取样器以及瞄准光学系统组成，其作用是将高峰值功率的激光脉冲射向目标。激光接收机由接收光学系统、光电探测器和放大器、接收电路和计数显示器组成，其作用是接收从目标漫反射回来的激光脉冲回波并计算和显示目标距离。激光电源由高压电源和低压电源组成，其作用是提供电能。激光测距机的工作原理是利用脉冲激光器向目标发射单次激光脉冲或激光脉冲串，计数器测量激光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的往返时间，由此运算目标的距离。其工作过程是：首先瞄准目标，然后接通激光电源，起动激光器，通过发射光学系统，向瞄准的目标发射激光脉冲信号。同时，采样器采集发射信号，作为计数器开门的脉冲信号，起动计数器，钟频振荡器向计数器有效地输入钟频脉冲，由目标反射回来的激光回波经过大气传输，进入接收光学系统，作用在光电探测器上，转变为电脉冲信号，经过放大器放大，进入计数器，作为计算器的关门信号，计数器停止计数。计数器从开门到关门期间，所进入的钟频脉冲个数，经过运算得到目标距离，在显示器上显示出来。激光测距机是指利用射向目标的激光脉冲或连续波激光束测量目标距离的一种距离测量仪。利用激光脉冲的称为脉冲激光测距机，利用连