專利名稱：用于激光測距儀的光電轉(zhuǎn)換和放大裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于激光測距儀技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于激光測距儀的光 電轉(zhuǎn)換和放大裝置。
背景技術(shù)：
激光測距儀的光信號接收主要是反射接收并將其轉(zhuǎn)換為電信號，因反射接 收信號距離較遠時信號相當微弱，并且還會受外界其它的干擾，所以接收和處 理信號難度很大。為了克服上述弊，現(xiàn)有的接收和放大技術(shù)，如美國專利
5,612,779號，于2002年10月16日公告，公告號為CN1374533中國專利 01109414.1號都是采用以下技術(shù)方案:
1. 采用高靈敏度的雪崩光電二極管；
2. 采用集成化跨導(dǎo)放大器或高頻三極管做為前級放大； 采用上述技術(shù)方案，由于雪崩光電二極管工作電壓比較高，其供電升壓回路
會對其它線路產(chǎn)生干擾，特別是對前級放大的干擾；對于應(yīng)用于民用手持產(chǎn)品 來說，由于高靈敏度的雪崩光電二極管、集成化跨導(dǎo)放大器等器件價格極其昂 貴，所以難以被市場接；而采用三極管做為前級放大，由于三極管的熱穩(wěn)定性 差，抗輻射性能力較差，噪聲系數(shù)較大，所以會影響整個電路的性噪比，影響 測距距離以及精度。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是要提供一種激光測距儀的光電轉(zhuǎn)換和放大裝置，它不但 能提高反射接收的靈敏度，提高放大信號的質(zhì)量和測距的精度，增加測距距離; 并且造價低，能夠被民用市場所接受。
上述的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種用于激光測距儀的光電轉(zhuǎn) 換和放大裝置，它包括光感測元件ll，轉(zhuǎn)換元件22，前置電壓放大回路33， 帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊44，其特征在于光感測元件11由PIN光電二極管組成，轉(zhuǎn)換元件22由電阻R組成。
上述的激光測距儀的光電轉(zhuǎn)換和放大裝置，其結(jié)構(gòu)之一是前置電壓放大回 路包括場效應(yīng)管V2、電阻R7、 R8 、及電容C3。
上述的激光測距儀的光電轉(zhuǎn)換和放大裝置，其結(jié)構(gòu)之一是帶有負反饋的放 大模塊及阻抗變換模塊44，包括晶體管VI、 Ql、 Q2、及電阻R3、 R4、 R6、 RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14;電容C7、 C8、 C9、 CIO、 C12。
本實用新型提供的用于激光測距儀的光電轉(zhuǎn)換與放大裝置,有益效果在于 一，整體造價低由于本實用新型采用了價格低廉的PIN光電二極管做為光感
測元件，采用高頻場效應(yīng)管做為前置放大，相比于現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用雪崩光電二極 管以及應(yīng)用集成化跨導(dǎo)放大器做為光電轉(zhuǎn)換以及放大回路，整體造價均低了很 多，有利于在手持式民用激光測距儀中的使用。
二，更高的性噪比由于采用了 PIN光電二極管，其工作電壓得到顯著的降低，
使供電電路的功耗降低，對外部電路的輻射干擾減少；采用了溫度穩(wěn)定性好、 抗輻射能力強、噪聲系數(shù)很小的高頻場效應(yīng)管做為前置放大，相比現(xiàn)有技術(shù)應(yīng) 用三極管作為前置放大的電路來說，溫度穩(wěn)定性要好，噪聲系數(shù)要小，從而使 整個電路的性噪比增加，提高放大信號的質(zhì)量和測距的精度，增加測距距離。 三，本實用新型采用了阻容分隔的方式進行濾波與退耦，更有效的消除同源信 號和其它干擾，提高了小信號質(zhì)量；并且后級放大電路采用了負反饋、阻抗變 換結(jié)構(gòu)，使得電路更穩(wěn)定。

圖1 :本實用新型結(jié)構(gòu)框圖 圖2:本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖
圖1—2中，11—光感測元件即PIN光電二極管，22—轉(zhuǎn)換元件即電阻R9， 33—前置電壓放大回路，44—帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊
具體實施方式
由圖l一2所表示的是本實用新型一實施例，它包括光感測元件ll，轉(zhuǎn)換
元件22，前置電壓放大回路33，帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊44;光感測元件ll由PIN光電二極管組成；轉(zhuǎn)換元件22由電阻R9組成；前置電壓放
大回路33包括場效應(yīng)管V2、電阻R7、 R8、及電容C3;帶有負反饋的放大 模塊及阻抗變換模塊44包括包括晶體管V1、 Ql、 Q2、及電阻R3、 R4、 R6、 RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14;電容C7、 C8、 C9、 CIO、 C12。
具體結(jié)構(gòu)如下PIN光電二極管正極一端與電容C2、電阻R2連接，電容
C2另一端與電源負極連接，電阻R2另一端與電容C1、電阻R1連接，電阻R1 另一端與電源-Vcc相連接，電容C1另一端與電源負極連接；PIN光電二極管負 極一端與轉(zhuǎn)換元件22的電阻R9、前置電壓放大回路33的場效應(yīng)管V2相連接; 場效應(yīng)管V2有一極與本回路的接地的電容C3、電阻R7相連接，場效應(yīng)管V2 有一極與本回路的電阻R8、與帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊44連接的 電容C6相連接，電阻R7、電阻R8另一端與電容C5、電阻R5相連接；電容 C5另一端與電容C4連接并接地，電阻R5、電容C4另一端與帶有負反饋的放 大模塊及阻抗變換模塊44的電阻R3、 R4連接；電容C6另一端與帶有負反饋 的放大模塊及阻抗變換模塊44的三極管V1、電阻R6相連接；帶有負反饋的放 大模塊及阻抗變換模塊44回路內(nèi)的元器件連接如下晶體管VI發(fā)射極接地， 其集電極與電阻R4、 R12相連接，電阻R12另一端與晶體管Q1的基極相連接， 晶體管Ql的發(fā)射極與電阻Rll相連接，晶體管Ql的集電極接地，電阻R3另 一端與電源Vcc、電阻RIO、電容C7、 C8、相連接，電容C7、 C8另一端接地， 電阻R10另一端與電阻R11另端、電阻R13、電容C9相連接，電容C9另一端 接地，電阻R13另一端與晶體管Q2發(fā)射極、另一端接地的電容C10相連接， 晶體管Q2的基極與電阻R6相連接并與晶體管Ql的發(fā)射極、電阻Rll的一端 相連，晶體管Q2的集電極與另一端接地的電阻R14、電容C12的一端相連；晶 體管Q2的集電極還與負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊44回路之外的電容 Cll相連接，電容Cll與C12相連接，電容Cll另一端與OUT端相接。
上述的實施例中PIN光感測元件11，在接收到目標物體反射的激光信號時 會工作于反偏壓，輸出一電流信號；
轉(zhuǎn)換元件22即電阻R9與光感測元件11即PIN光電二極管是同一回路，當 PIN光電二極管接收到目標物體反射的激光信號輸出一電流信號時，在轉(zhuǎn)換元件22上電阻R9轉(zhuǎn)換成一電壓信號。
前置電壓放大回路33對連接于轉(zhuǎn)換元件22即電阻R9上的電壓信號進行放 大并由C6隔直后輸出。
帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊44，主要是將前置電壓放大回路33 輸出的電壓信號再進一步的放大，它包含了兩級放大與阻抗變換。晶體管V1、 Ql與若干電阻、電容組成，相當于一個組合的放大器，電阻R6為晶體管VI 的基極偏置電阻，同時也為一負反饋電阻，來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。同時晶體管Q1 與電阻Rll為一射極跟隨器，進行了信號的阻抗變化，輸出低阻抗使之與后級 晶體管Q2與電阻R14組成的放大回路配接。經(jīng)放大后通過電容Cll隔直后輸 出，供激光測距儀后續(xù)電路使用。
為了消除同源信號和其它干擾， 一般電路采用阻容濾波來進行濾波，但本 實施例由電阻R5、 R13與電容C5、 C10采用阻容濾波來進行濾波，并且由電阻 RIO、 R3與電容C4、 C9采用阻容濾波分隔的供電與退耦方法有效的提高了濾 波的效果，改善了信號質(zhì)量，使得電路輸出的信號性噪比顯著增加。
上述實施例表明，本實用新型應(yīng)用于激光測距儀中，它不但能提高反射接 收的靈敏度，提高放大信號的質(zhì)量和測距的精度，增加測距距離，而且造價低， 能夠被民用市場所接受。
權(quán)利要求1. 一種用于激光測距儀的光電轉(zhuǎn)換和放大裝置，它包括光感測元件(11)，轉(zhuǎn)換元件(22)，前置電壓放大回路(33)，帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊(44)，其特征在于光感測元件(11)由PIN光電二極管組成，轉(zhuǎn)換元件(22)由電阻R9組成；前置電壓放大回路(33)包括場效應(yīng)管V2、電阻R7、R8及電容C3；帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊(44)包括晶體管V1、Q1、Q2，電阻R3、R4、R6、R10、R11、R12、R13、R14，電容C7、C8、C9、C10、C12；光感測元件(11)—PIN光電二極管負極一端與轉(zhuǎn)換元件(22)—電阻R9、前置電壓放大回路(33)的場效應(yīng)管V2相連接；前置電壓放大回路(33)的場效應(yīng)管V2與帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊(44)連接的電容C6相連接。
專利摘要一種用于激光測距儀的光電轉(zhuǎn)換和放大裝置，屬于激光測距儀技術(shù)領(lǐng)域。它包括光感測元件(11)，轉(zhuǎn)換元件(22)，前置電壓放大回路(33)，帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊(44)，其特征在于光感測元件(11)由PIN光電二極管組成，轉(zhuǎn)換元件(22)由電阻R組成；前置電壓放大回路(33)包括場效應(yīng)管V2、電阻R7、R8及電容C3；帶有負反饋的放大模塊及阻抗變換模塊(44)包括晶體管V1、Q1、Q2，及電阻R3、R4、R6、R10、R11、R12、R13、R14，電容C7、C8、C9、C10、C12。本實用新型它不但能提高反射接收的靈敏度，提高放大信號的質(zhì)量和測距的精度，增加測距距離；而且造價低，能夠被民用市場所接受。
文檔編號G01C3/02GK201255636SQ20082016216
公開日2009年6月10日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者劉崇求, 鄭國軍, 天 金 申請人:金華市藍海光電技術(shù)有限公司