ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012
131
УДК 621.396.067.7
Б.О. Берников, В.Б. Бокшанский,
М.В. Вязовых, С.В. Федоров
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ
ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ В ЛАЗЕРНЫХ
ФАЗОВЫХ ДАЛЬНОМЕРАХ
Описаны методы повышения точности измерения дальности в
двухчастотном лазерном фазовом дальномере (ЛФД), в которых
используется цифровая обработка эхо-сигнала. Предлагаемые
методы основаны на оригинальной схеме построения двухча-
стотного ЛФД, а также новых подходах в цифровой реализации
квадратурного фазового детектора.
E-mail:
vassily@bmstu.ru
Ключевые слова:
лазерный фазовый дальномер, цифровой фазометр,
цифровой фильтр, гетеродин, бесконечно-импульсная характеристика,
алгоритм Герцеля.
При разработке лазерных фазовых дальномеров (ЛФД) возникает
ряд проблем, препятствующих достижению малой погрешности (ме-
нее 0,5 мм) даже при использовании многочастотной схемы измере-
ния. К ним в первую очередь относятся:
– потребность в генераторе, обладающем высокой стабильностью
в широком температурном диапазоне (≤ 0,1 %), низким фазовым
джиттером (≤ 5 пс) и малыми габаритами;
– ограниченные возможности использования CL-компонентов
(например, в составе аналоговых фильтров с высокой добротностью)
вследствие значительных фазовых флуктуаций, вносимых этими
компонентами;
– необходимость использования нескольких частот модуляции
лазерного излучения (в том числе высоких, более 300 МГц), имею-
щих жесткую фазовую связь;
– невозможность использования DDS-схем на высоких частотах
из-за отсутствия элементной базы и высокого энергопотребления та-
ких схем;
– зависимость параметров электронных компонентов схемы ЛФД
от температуры;
– невозможность обеспечения обработки сигнала на больших ча-
стотах, что требует преобразования частот в низкочастотную об-
ласть;
– обеспечение малой расходимости лазерного излучения для
устранения геометрических ошибок.
Данные проблемы могут быть частично разрешены за счет при-
менения следующих технических решений:
1 2,3,4,5,6,7,8,9,10,...11