Интересуют материалы по схемотехнике и элементной базе для лазерных дальномеров.

Для начала стоит посмотреть учебники о основных методах измерения дальности рода (помойму стр. 215-223):

Теоретические основы радиолокации: Учебн. пособие для вузов / А. А. Коростелев, Н. Ф. Клюев, Ю. А. Мельник и др.; Под ред. В. Е. Дулевича. — 2-е изд., перераб. и доп. — М., Сов. радио, 1978. — 608 с.

Далее уже о оптике (примерно (в приложении)):

Физические основы оптической дальнометрии: Учебно-методическое пособие для студентов физического факультета, обучающихся по направлению Геодезия / И.Ю. Белов — Казань, КГУ, 2009 — 72.

Дальномеры могут быть разные,
или вы хотите расстояние до Луны измерять
или лазерную рулетку сделать.

Интересуют дальномеры на большие дальности >10км, с твердотельными лазерами.

Здесь дело ни только в электронике , нужна хорошая оптика.
А методы измерения такие же как и радиочастотные.
Внимание обратите на построение фотоприемника.

Прошу помощи! Необходимо спроектировать лазерный дальномер (для строительных нужд в основном). Это моя курсовая работа.

Требования:
1) Диапазон измерения от 0.2 - 50 м ( 50 м -минимум, можно и больше, вплоть до 200м)
2) Максимальная погрешность измерения 2 мм (или предложите какую можно достичь!!!)
3) Компактный, элемент питания - обычные батарейки АА или ААА ("пальчиковые")
Короче говоря, он должен быть примерное таким http://www.citoshop.ru/show_good.php?idtov=2500001018

Помогите мне с этим делом, может у кого есть какая-нибудь литература, схемы, предложения или объясните "на пальцах". У меня вообще нет никакой информации, перерыл уже кучу гигабайт левого хлама, ничего по теме...

Ребята, не бросайте меня в беде!!! За помощь буду аццки благодарен

Забыл написать: пытался поднять эту тему на лазерфоруме, взгляните, там очень мало:

http://lasers.org.ru/forum/threads/Строите...дальномер.2329/

А что, спроектировать Opportunity студентам в качестве курсовой уже не предлагают?

Согласен, лазерный дальномер - не такое простое устройство. Даже для диплома много.
Вроде как обсуждалось и схемы выкладывали в ветке Rf & Microwave Design.
Хотя если брать готовые спец. микросхемы для таких устройств, то не такое и сложное устройство.

На бумаге сделать можно влет, бумага стерпит.(А какая у вас специольность?)
Во первых.
В лазерной дальнометрии справедливы все те принципы измерения, что и радиочастотных
дальномерах(импульсный, фазовый, фазоимпульсный ит.д.)
Выберите сначала метод и обоснуйте его.
Для ваших расстояний пойдет фазовый.
Вы берете и модулируете лазерное излучение синусоидой с длинной волны
равной удвоенному диапазону измерения.
Излучаете и принимаете все это извесными способами.
Затем сдвигаете принятую частоту вниз герц до 200.
Одновременно сдвигаете и модулирующий сигнал.
Измеряете фазу(задержку) между двумя сигналами и по извесной формуле
считаете расстояние до объекта.
В дипломе самое главное правильно выбрать те или иные узлы и доказать
правильность выбора.
Дерзайте!

Удвоенный диапазон измерения = 100м, эт чо за длина волны такая?
Я конечно, извините, даже не знал, что такое сделать можно. В дальномерах Leica (и аналогах) длинна волны 635нм. Просветите каким типом лазера можно испустить волну 100 метровой длины.

Специальность: метрология, стандартизация и сертификация, 3 курс ХАИ.
А насчёт бумаги - я согласен, мне ничего самому паять (наверное!) не прийдётся. Поэтому прошу поделиться статьями, книгами или другой инфой, где хоть более-менее описано как реализовать дальномер хотя бы на бумаге. И про и , прошу, поподробнее

P.S. Курсовой руководитель, курирующий мой проект, сказал мне при первой встрече, что он ничего даже близко не знает по этой теме и что он каждый раз учится вместе со студентами. Но от этого абсолютно не легче

Длина волны 100 метров - это такая волна, длина которой равна 100м.
Не нужно нарушать правила - издеваться над русским языком.

Leica.

Tanya, извините, но Ваша цель тут на форуме человеку помочь или "умничать" и орфографию проверять?
Если Вы это знаете и прекрасно понимаете, то или объясните популярно и доступно пожалуйста, или вообще ничего тогда писать не стоит (моя ошибка - скорее всего опечатка, ничего нецензурного или запрещенного. Какие претензии?)
=SSN=, спасибо конечно, но я эту ветку уже прочитал. Тема там не закрыта и я решил освежить её в этом топике.
Мне непонятны многие вопросы, т.к. занимаюсь "разработкой с нуля".
Вопросы, которые меня интересуют в первую очередь:
1) Если всё-таки я остановлюсь на фазовом методе, то лазеры какого типа применяются (рубиновый, неодимовый, газовый, химический или другие)?
2) Где можно их приобрести? Примерная стоимость? Безопасен ли для зрения?
3) Какие электронные блоки/модули использовать?

Я новичок во всем этом, но думаю на 3м курсе института начинать заниматься такими делами ещё не поздно.
И последнее: сегодня беседовал с преподавателем, скорее всего после разработке "на бумаге" я сделаю реальный прибор (на базе AtMega 128 предположительно). Так что разработка на бумаге должна быть качественной. Меня очень заинтересовала эта возможность, поэтому я и прошу помощи у опытных людей

Перечитайте п. 3.1.в. и п. 3.7, который Вы только что нарушили.

Я писал - промодулировать лазерное излучение,
а частота данного сигнала определяется по "известной формуле"
f=c/лямбда,
где: с - скорость света
лямбда - длинна волны

А Гугл залезть - религия не позволяет???
http://www.bestreferat.ru/referat-35822.html
первая же ссылка))

Полупроводниковые. Безопасность для зрения зависит от мощности. А мощность задаётся требованиями по дальности (ну, и всякие нюансы по оптике - мощные лазеры имеют очень несимметричное тело свечения, т.ч. с них трудно получить хорошее пятно).

Посчитайте рабочие частоты, которые от скорости света получаются. Про AVR и подобные МК в качестве объекта реализации тракта измерения, можно сразу забыть. Точнее, для него тоже работа может найтись (при обработке преобразованных сигналов), но без скоростных элементов обойтись будет трудно. Тут пахнет ПЛИС или шустрым DSP.

Вы не рассматривали "Использование сигналов сложной формы при измерении дальности" ?


Думаю, что при подборе компонентов следует рассмотреть более подробнее методы измерения разности фаз, если вы остановились на фазовом методе.
Насколько я помню основные методы:

1. · компенсационный,
2. · преобразования в постоянное напряжение,
3. · преобразования во временной интервал.

невидно что то плисов и DSP тут:

Зато видно заказную ИМС, в которую засунута вся работа с ВЧ сигналами. Я так понимаю, что цель курсовой работы - обучение путём разработки прибора, а не демонстрация умения втыкать готовые микрухи. Этак можно вообще просто купить лазерную рулетку, переставить в самопальный корпус и предъявлять преподу макет. Только смысла в контексте обучения тут мало.

Впрочем, даже с применением готовой элементной базы там работы хватит и придётся разобраться с принципами достаточно глубоко. Беда в том, что вряд ли удастся найти эту заказную микросхему и документацию на неё. Поэтому понадобится городить что-то своё на тему работы с ВЧ сигналами (формирование, обработка).

Марки не затруднит назвать?

Да не нужна ТС специализированная супер-бупер заказная микросхема,
ему курсовик нужно состряпать, и защитить его.

HITMAX
Как дела?

Я вот тоже удивляюсь преподам - разработка лазерного дальномера (любого) является нетривиальной задачей и если подходить к делу основательно, то это даже для диплома очень высокая планка, не говоря уже о курсовике.

Для обучения куда больше подошёл бы ультразвуковой импульсный дальномер - основные принципы измерения дальности те же, а частоты на шесть порядков попроще. И даже тут придётся поработать. У меня диплом был как раз ультразвуковой дальномер. Был выполнен действующий макет, который исправно измерял дальности до 10 м (твёрдым объектам, чтобы было зеркальное отражение, энергетики там маловато было, по пушистому свитеру уже дальше трёх метров не брал). Вся логика - 561-я серия. Сейчас такое на любом МК с АЦП - просто песня. Ещё и накопление можно организовать и корреляционную обработку, чтобы дальность повысить. И сигналы можно применять сложные (типа ЛЧМ) и посмотреть, какой это даёт выигрыш. Не по книжке, а живьём.

Ультразвук - отличная платформа для отработки принципов и обучения им, учитывая элементную и измерительную базу (когда любым осциллографом можно рассмотреть в подробностях любой сигнал, хоть огибающую, хоть заполнение), необходимую для этого.

Да как Вам сказать, скорее всего никак. Сижу вот читаю всё, и даже не знаю за что схватиться!!!
Мне половина Ваших идей практически непонятна.

Так что подытожу (мысли вслух):
Беру учебник по лазерам, нахожу полупроводниковые лазеры и пытаюсь изучить их.
Потом в инете нахожу нужный излучатель и приёмник. Т.к. длина волны - 10м, а это невидимый глазу спектр, то для точной наводки лазера на цель необходимо дополнительно поставить лазерную указку.
Разбираюсь с фазовым методом, а то до сих пор не разобрался полностью.

Насчёт ATMEGA128: рабочая частота в 15 МГц для этого МК вполне приемлима. Он работает на "заводской" частоте 1 МГц, но можно применять резонаторы до 16 МГц. У нас просто предмет сейчас читают именно про АтМегу128, так что мне будет немного легче применить именно его.

И ещё одна печальная (для меня) новость: любимый преподаватель сообщил мне, что эта тема останется у меня на диплом. Это значит, что в этом семестре (т.е. до середины мая) я должен представить ему разработку на бумаге, и ещё год на разработку цифровой части и сборки самого дальномера

Может поможет.

Опять вы про 10метров(и не 10, а 100м).
Еще раз!
Берется лазер, допустим излучающий в видимом спектре, допустим красный, с длинной волны 625нМ
и модулируете его излучение тремя мегегерцами, т.е. синусоидой с длинной волны 100 метров.
И потом и пляшете от этих 3_Х мегагерц.
Разность фаз излучаемого и отраженного и есть информация о дальности.
Затем преобразовываете эти два сигнала вниз, до сотен герц, чтобы удобней и точней разность фаз найти.

Да при чем здесь ATMEGA128, вы сначала нарисуйте блок-схему(квадратиками) и потом уже выбирайте принципиальную схему для каждого квадратика.

Еще горы можно свернуть до мая.
Для курсовика же не нужно всю схему обсчитывать, я так думаю.

GentleFly, низкий поклон Вам! Буду штурмовать

domowoj

До меня просто туговато доходит понятие "модуляция", сейчас буду в нём разбираться, может книжку какую-нибудь найду.

Прошу почаще заходить на эту ветку, пожалуйста! У меня ещё очень много вопросов будет.

Так, начинаю с самого начала:
Структурная схема:

Всё верно? Жду комментариев.

нету слов:-(

Aner, очень информативно. В чём ошибки и как должно быть на самом деле?


Какой лазерный излучатель мне использовать?
Такой подойдёт http://www.chipdip.ru/product/ld-63052tl.aspx
И как рассчитать дальность его применения по известным характеристикам?

По поводу блок-схемы, то что вы нарисовали(перерисовали) очень обще,
читайте внимательно вот эту ветку,
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...mp;#entry778683
особенно сообщения dxp (#14)

Вам нужен лазерный модуль, т.е. диод с оптикой, с малым углом расхождения.
http://www.fti-optronic.com/Krasnye-lazernye-moduli.html
Выбирайте.

Меня заинтересовал лазерный модуль http://www.fti-optronic.com/Krasnye-lazern...M-E650-5-3.html
Вроде приемлемая расходимость, малые габариты и цена 240 рублей (примерно 9 $)

Только непонятно одно: может использовать красные лазерные модули с дополнительным входом внешней TTL-модуляции? Ни про эту ли модуляцию Вы мне писали ранее?

Сообщения Erv&Sed и DS #12,13

Какие линзы и фотоприёмники тут подойдут? На чип и дип есть подходящие?

Вам же курсовик нужно посчитать, или макет делать собрались???

Упомянутая TTL-модуляция это манипуляция, т.е. 100% модуляция,
"1" - есть свет, "0" - нет света.
А вам нужна модуляция лазерного излучения синусоидой.
Лазерный диод имеет некую воль-амперную хар-ку, вам на ней нужно выбрать середину линейного участка,
и относительно этой точки изменением тока изменять интенсивность излучения.

Фотодатчик вам нужен быстродействующий, это p-i-n фотодиод или лавинный.
Вам выбирать.

Сначала до мая на бумаге, потом и макет буду пытаться. Поэтому на бумаге надо сделать более-менее качественно.

Я так понял, что будет производиться несколько измерений, а результат усредняться?
Иначе зачем быстродействующий?

А почему синусоидой? И при каком коэффициенте гармоник считать её синусоидой (вряд ли вы глубокую оптическую обратную связь для 15 МГц реализуете).

Можно пояснить, что вы имели в виду

Через фотодиод (встроенный или дополнительный). Отброшен логически возможный вариат выпрямления Ват-Амперной характеристики лазера обратными связями.
Основная мысль была, что если ваш вариант требует синуса - укажите степень точности этого синуса. Абсолютно точный - невозможен, а на синус без требований по гармоникам в какой-то мере и меандр тянет, тем более если слегка заинтегрированный?
Не следует очень всерьёз воспринимать мою реплику, у нас нет конкретного варианта фазового дальномера, поэтому видимо можно придумать варианты где нужен очень точный синус и где меандр прокатывает.
Короче мои мысли можно сократить до двух:
- фаза есть не только у синуса но и у меандра, трапеции и т. д. Её можно измерять.
- В приёмном тракте скорее всего будут частотно-избирательные цепи,в том числе програмные (50 м по диффузке на улице, совсем слабенький сигнал, полосу до едениц-десятков герц ужимать придётся) , которые подавят гармоники и мы получим синус из практически любого сигнала.

Тоже работаю над макетом лазерного дальномера, но совсем по другому хитрому принципу.

Возник затык с выбором излучателя: непонятно каково быстродействие лазерного диода в TO-18 корпусе. Понятно, что когда есть ток свечение появляется по квантовым законам очень быстро, и быстродействие будет определяться индуктивностью диода, емкостью между линиями подводящими ток, соотношением волновых сопротивлений идущих от драйвера цепей, проводников идущих непосредственно к кристаллу и импедансом самого p-n перехода. Или как-то так. Очень странно что в технической документации не пишут быстродействие.

Прикинуть на глаз опыта не хватает, а моделировать пока не тороплюсь, потому что я может быть вообще не в том направлении копаю.

Закрадывается подозрение что такие диоды не применяются в бытсродейтсвующих схемах. Какие тогда лазерные диоды применяют в оптоволоконной связи?

Есть же драйверы лазерных диодов аж до 11,3 Gbps. Вот смотрю в каталогах digi-key и farnell, ничего специально предназначенного для высоких скоростей не нахожу.

Может быть достаточно большое и достаточное для вашего применения. Надо смотреть документацию на него. Это как задаваться вопросом быстродействия транзистора в TO-220

>Надо смотреть документацию
В том и фишка что на лазерные диоды с излучением видимой части спектра нет в документации таких параметров. Например здесь выбираем TO-18 и "5.6мм круглый", качаем 12 даташитов и параметры быстродействия видим только у инфракрасных диодов OPV300 и OED-LDC15001EB. А надо видимый для настройки оптики на глаз. Придется по ходу покупать красный и ИК, чтобы по одному настроить оптику, а с другим посмотреть насколько улучшатся диамические параметры. Только надо наловчится диод в коллиматор вставлять так чтобы его положение не сбивать...

Должны нормально модулироваться до частот в пару ГГц. Единственное, что можно нарваться на диоды с большим накоплением заряда в промежуточных зонах, но это редкость. А на какой частоте собиратесь делать модуляцию ?

Это информация из личного опыта?

Как это внешне проявляется?

15 – 150 МГц, меандр.
P.S. Я посмотрел информацию по ИК лазерным диодам – они делаются в общем то также как и диоды видимого диаапзона – на двойной гетероструктуре. Разница в материале: в красном диоде применяется AlGaInP а в ИК InGaAsP. Пока что никаких предпосылок к существенной разнице в быстродействии не вижу.

Да.

Ток выключается, а свет еще идет некоторое время.

Для меандра нормальная частота. Делаются все на двойной гетероструктуре, важны ее особенности. dvdшный лазер возьмите. Он гарантированно быстродействующий.

HITMAX Сдавать нынче уже диплом.. справились?

приветствую коллега, вот что мне пока удалось собрать

лазеный импульсный дальномер

в дальномерах стоят на лавинных фотодиодах фотоприёмники и на лавинных транзисторах питание лазерного диода.