《激光控制平地接收器电路.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《激光控制平地接收器电路.pdf（6页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)授权公告号 CN 101960941 B (45)授权公告日 2012.04.18 CN 101960941 B *CN101960941B* (21)申请号 201010262459.0 (22)申请日 2010.08.25 A01B 35/20(2006.01) A01B 63/00(2006.01) H03G 3/20(2006.01) (73)专利权人 中国农业大学 地址 100193 北京市海淀区圆明园西路 2 号 (72)发明人 刘刚 刘兆祥 李鑫磊 郭明明 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 王莹 (54) 发明名称 激光控制平地接收。
2、器电路 (57) 摘要 本发明公开了一种激光控制平地接收器电 路， 其包括 ： 多路激光检测电路， 用于将光信号转 换为逻辑门电路数字信号 ； 增益自动调整电路， 与所述多路激光检测电路相连， 用于根据外界光 强自动调节所述多路激光检测电路的增益。本发 明激光控制平地接收器电路中增加了能够根据外 界光强自动调整放大增益的功能模块， 增强了系 统对于外界光强的适应性， 提高了系统的稳定性 和自动化程度， 将其应用于土地平整中， 使得土地 平整效率和平整精度得到提高。 (51)Int.Cl. 审查员 田松涛 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页。
3、 附图 1 页 CN 101960941 B1/1 页 2 1. 一种激光控制平地接收器电路， 其特征在于， 包括 ： 多路激光检测电路， 用于将光信号转换为逻辑门电路数字信号 ； 增益自动调整电路， 与所述多路激光检测电路相连， 用于根据外界光强自动调节所述 多路激光检测电路的增益 ； 所述多路激光检测电路中的每一路激光检测电路包括 ： 光电转换器， 用于将光信号转换为电信号 ； 前置放大器和主放大器， 所述前置放大器与所述光电转换器相连， 所述主放大器与所 述前置放大器相连， 用于放大所述电信号 ； 整形电路和展宽电路， 所述整形电路与所述主放大器相连， 所述展宽电路与所述整形 电路相连，。
4、 用于将所述放大后的电信号转换为逻辑门电路数字信号 ； 所述增益自动调整电路包括 ： 光电转换器， 用于将外界光信号转换为电流信号 ； 放大器， 与所述光电转换器相连， 将所述电流信号放大并转换为电压信号输出 ； 比较器， 与所述放大器相连， 其上还连接有基准电压， 比较器比较所述基准电压和放大 器输出的电压信号， 输出高 / 低电平 ； 模拟开关， 与所述比较器和所述前置放大器分别相连 ； 增益调节电阻， 与所述模拟开关和所述前置放大器分别相连。 2. 如权利要求 1 所述的激光控制平地接收器电路， 其特征在于， 所述增益自动调整电 路包括多路并联的所述模拟开关， 所述多路并联的模拟开关分别。
5、与所述比较器相连。 3. 如权利要求 2 所述的激光控制平地接收器电路， 其特征在于， 所述模拟开关的路数 与所述激光检测电路的路数相同。 4. 如权利要求 2 所述的激光控制平地接收器电路， 其特征在于， 所述增益调节电阻的 路数与所述模拟开关的路数相同。 5.如权利要求1或2所述的激光控制平地接收器电路， 其特征在于， 所述比较器设置为 一路或多路并联。 6. 如权利要求 5 所述的激光控制平地接收器电路， 其特征在于， 所述多路并联的比较 器中， 每一路比较器的一端与所述放大器相连， 另一端与所述模拟开关相连。 7. 如权利要求 6 所述的激光控制平地接收器电路， 其特征在于， 所述多路。
6、并联的比较 器连接的基准电压互不相同。 8. 如权利要求 7 所述的激光控制平地接收器电路， 其特征在于， 所述多路并联的比较 器连接的基准电压中， 当ViVj时， RiRj， 其中， Vi、 Vj分别为并联的两路比较器连接的 基准电压， Ri、 Rj 分别为与基准电压 Vi、 Vj 相对应的增益调节电阻， 1 i n， 1 j n， 且 i j， n 为并联的比较器的路数。 权 利 要 求 书 CN 101960941 B1/3 页 3 激光控制平地接收器电路 技术领域 0001 本发明属于农田平整技术领域， 涉及一种激光接收器电路， 特别是涉及一种在激 光控制平地系统中使用的一种激光控制平。
7、地接收器电路。 背景技术 0002 激光控制平地技术作为目前世界上最先进的土地平整技术， 近几十年来已经在欧 美、 日本等发达国家得到了广泛的应用。激光控制平地系统主要由激光发射器、 激光接收 器、 控制器、 液压系统和平地铲等组成。激光接收器是激光控制平地系统的关键组成部分。 激光接收器是由具有中心控制点的一系列垂直对称分布的光电传感器构成的信号接收转 置。激光接收器垂直安装在平地产设备的桅杆上， 作为一座连接借光发射器与控制器的桥 梁， 实时接收来自激光发射器的激光信号， 从而确定激光参照面与中心控制点的瞬间位置 偏差， 并向控制器发出修正信号， 由控制器控制平地机具的升降， 使接收器的中。
8、心控制点位 于激光参照平面之内。激光接收器主要由光学系统、 光电探测器、 低噪声放大器、 整形和展 宽电路等组成， 主要用于完成对激光脉冲信号的光电转换和传输， 其综合技术指标主要由 探测器和放大器的性能指标决定。 0003 激光控制平地系统一般工作于复杂的野外环境， 当外界光照较强时， 目前的激光 接收器电路对外界光强适应性较差， 经常出现电路饱和现象， 导致系统不能正常工作， 需要 人为对外界光强或者电路参数进行干预后， 才能进行工作， 这就使得系统的工作效率和工 作质量受到严重的影响。 发明内容 0004 ( 一 ) 要解决的技术问题 0005 本发明要解决的技术问题是 ： 如何提高激光。
9、控制平地接收器电路对外界光强的适 应性， 如何使激光控制平地接收器电路所在激光控制平地系统的稳定性和自动化程度得到 提高。 0006 ( 二 ) 技术方案 0007 为了解决上述技术问题， 本发明提供一种激光控制平地接收器电路， 其包括 ： 0008 多路激光检测电路， 用于将光信号转换为逻辑门电路数字信号 ； 0009 增益自动调整电路， 与所述多路激光检测电路相连， 用于根据外界光强自动调节 所述多路激光检测电路的增益。 0010 上述激光控制平地接收器电路中， 所述多路激光检测电路中的每一路激光检测电 路包括 ： 0011 光电转换器， 用于将光信号转换为电信号 ； 0012 前置放大器。
10、和主放大器， 所述前置放大器与所述光电转换器相连， 所述主放大器 与所述前置放大器相连， 用于放大所述电信号 ； 0013 整形电路和展宽电路， 所述整形电路与所述主放大器相连， 所述展宽电路与所述 说 明 书 CN 101960941 B2/3 页 4 整形电路相连， 用于将所述放大后的电信号转换为逻辑门电路数字信号。 0014 上述激光控制平地接收器电路中， 所述增益自动调整电路包括 ： 0015 光电转换器， 用于将外界光信号转换为电流信号 ； 0016 放大器， 与所述光电转换器相连， 将所述电流信号放大并转换为电压信号输出 ； 0017 比较器， 与所述放大器相连， 其上还连接有基准。
11、电压， 比较器比较所述基准电压和 放大器输出的电压信号， 输出高 / 低电平 ； 0018 模拟开关， 与所述比较器和所述前置放大器分别相连 ； 0019 增益调节电阻， 与所述模拟开关和所述前置放大器分别相连。 0020 上述激光控制平地接收器电路中， 所述增益自动调整电路包括多路并联的所述模 拟开关， 所述多路并联的模拟开关分别与所述比较器相连。 0021 上述激光控制平地接收器电路中， 所述模拟开关的路数与所述激光检测电路的路 数相同。 0022 上述激光控制平地接收器电路中， 所述增益调节电阻的路数与所述模拟开关的路 数相同。 0023 上述激光控制平地接收器电路中， 所述比较器设置为。
12、一路或多路并联。 0024 上述激光控制平地接收器电路中， 所述多路并联的比较器中， 每一路比较器的一 端与所述放大器相连， 另一端与所述模拟开关相连。 0025 上述激光控制平地接收器电路中， 所述多路并联的比较器连接的基准电压互不相 同。 0026 上述激光控制平地接收器电路中， 所述多路并联的比较器连接的基准电压中， 当 Vi Vj 时， Ri Rj， 其中， Vi、 Vj 分别为并联的两路比较器连接的基准电压， Ri、 Rj 分别 为与基准电压 Vi、 Vj 相对应的增益调节电阻， 1 i n， 1 j n， 且 i j， n 为并联的 比较器的路数。 0027 ( 三 ) 有益效果 。
13、0028 与现有的激光控制平地接收器电路相比， 本发明激光控制平地接收器电路中增加 了能够根据外界光强自动调整放大增益的功能模块， 增强了系统对于外界光强的适应性， 提高了系统的稳定性和自动化程度， 将其应用于土地平整中， 使得土地平整效率和平整精 度得到提高。 附图说明 0029 图 1 是本发明激光控制平地接收器电路中激光检测电路功能框图 ； 0030 图 2 是本发明激光控制平地接收器电路中增益自动调整电路功能框图。 具体实施方式 0031 下面结合附图和实施例， 对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。 0032 本发明激光控制平。
14、地接收器电路包括多路激光检测电路和增益自动调整电路。 0033 激光检测电路如图 1 所示， 包括光电转换器、 前置放大电器、 主放大器、 整形电路 和展宽电路。 首先， 入射光经过组合滤光装置以削弱背景光的影响， 然后经光电转换将光信 说 明 书 CN 101960941 B3/3 页 5 号转换为微弱的电信号， 再通过前置放大器和主放大器实现微弱信号的放大， 最后通过整 形和展宽电路将脉冲信号转换为逻辑门电路(Transistor-Transistor Logic， TTL)数字信 号传送给控制器。 0034 增益自动调整电路如图 2 所示， 包括光电转换器、 放大器、 比较器、 模拟开关。
15、和增 益调节电阻。光电转换器用于检测外界光信号转换为电流信号， 放大器对电流信号进行放 大， 并转换为一定幅值的电压信号输出， 此电压信号输入比较器与正的基准电压进行比较， 比较器输出的高低电平用于控制模拟开关的通断， 来决定增益调节电阻是否与上述多路激 光检测电路的前置放大器中的反馈电阻并联， 从而实现反馈电阻大小的自动调节， 也就是 放大增益的自动调节。 当外界光强超过一定强度时， 放大器的输出电压大于基准电压时， 比 较器输出高电平， 模拟开关闭合， 增益调节电阻与前置放大器的反馈电阻并联， 导致前置放 大器的反馈电阻变小， 增益变小 ； 反之， 比较器输出低电平， 控制模拟开关断开， 。
16、保持前置放 大器的反馈电阻大小不变， 增益保持不变。 当外界光照较强时， 激光接收器的前置放大器增 益会自动变小， 防止了放大器的饱和， 保证了系统稳定工作。在比较器的输出端， 根据激光 检测电路的路数并联相同路数的模拟开关和增益调节电阻， 以实现所有激光检测电路增益 的自动调节。 0035 为提高调节精度， 可以在放大器的输出端并联不同基准电压的比较器， 每路比较 器的输出端， 根据激光检测电路的路数并联相同路数的模拟开关和增益调节电阻， 增益调 节电阻的阻值随着前端基准电压的增大而减小， 即多路并联的比较器连接的基准电压中， 当 Vi Vj 时， Ri Rj， 其中， Vi、 Vj 分别为并联的两路比较器连接的基准电压， Ri、 Rj 分 别为与基准电压 Vi、 Vj 相对应的增益调节电阻， 1 i n， 1 j n， 且 i j， n 为并联 的比较器的路数， 从而保证随着外界光线强度的增强， 电路增益逐渐下降。 0036 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明技术原理的前提下， 还可以做出若干改进和替换， 这些改进和替换 也应视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 101960941 B1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 。