1、雪崩光電二極管(Avalanche Photo Diode，APD)是一種具有內(nèi)部增益的光電探測(cè)器。由于其具有探測(cè)靈敏度高、帶寬高和低噪聲等特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于微弱光信號(hào)檢測(cè)、激光測(cè)距等領(lǐng)域中。APD在激光測(cè)距中通常被用作光電探測(cè)器，用以接收經(jīng)過(guò)漫反射后的微弱光信號(hào)。本文中所研究的相位式激光測(cè)距技術(shù)原理是使用調(diào)制信號(hào)對(duì)發(fā)射連續(xù)的光波進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，利用混頻技術(shù)和數(shù)字鑒相技術(shù)，測(cè)量調(diào)制光波往返于被測(cè)距離的相位差，間接得到待測(cè)距離。
　　

2、 本文以APD為研究對(duì)象，基于直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(Direct Digital Frequency Synthesis，DDS)和差頻測(cè)相技術(shù)的原理，設(shè)計(jì)了相位式激光測(cè)距機(jī)系統(tǒng)中的激光發(fā)射、信號(hào)接收和精確計(jì)時(shí)等硬件電路。主要設(shè)計(jì)思路如下：
　　 (1)通過(guò)研究分析脈沖式和相位式激光測(cè)距的工作原理，論述了兩種方法各自的測(cè)距特性，設(shè)計(jì)了基于DDS技術(shù)和差頻測(cè)相技術(shù)的相位式激光測(cè)距的總體方案。
　　 (2)闡述了DDS的原

3、理，論述了對(duì)DDS芯片AD9834的程序控制方法，采用AD9834產(chǎn)生主振信號(hào)和本振信號(hào)，并設(shè)計(jì)了基于OPA657的高頻信號(hào)的激光調(diào)制電路和濾波電路；基于電荷泵升壓的原理，采用MAX5028設(shè)計(jì)APD偏置電壓發(fā)生電路；采用OPA657構(gòu)成APD信號(hào)前置放大電路和濾波電路，實(shí)現(xiàn)了APD微弱光電流的I/V轉(zhuǎn)換和低噪聲放大；采用AD603設(shè)計(jì)了自動(dòng)增益控制電路，實(shí)現(xiàn)了回波信號(hào)的幅值穩(wěn)定。
　　 (3)對(duì)鑒相方法進(jìn)行了研究，深入分析了數(shù)

4、字鑒相器的原理結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并調(diào)試了數(shù)字鑒相器中的混頻器電路、有源濾波器電路、整形電路和高精度計(jì)時(shí)電路；采用了AD831設(shè)計(jì)混頻器電路，實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)的下變頻；使用MAX274作為有源濾波器電路，濾除混頻輸出信號(hào)中的高頻噪聲；使用MAX913設(shè)計(jì)了整形電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形；基于時(shí)差測(cè)量芯片TDC-GP2設(shè)計(jì)高精度計(jì)時(shí)電路。
　　 (4)論述了了光電探測(cè)系統(tǒng)的噪聲來(lái)源和測(cè)量誤差，提出減小噪聲和測(cè)量誤差的方法。
　　 隨著激光