适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010467779.3 (22)申请日 2020.05.28 (71)申请人 洛阳顶扬光电技术有限公司 地址 471000 河南省洛阳市自由贸易试验 区洛阳片区高新延光路10号火炬园科 研楼6层 (72)发明人 董涛罗潇王明义张国雷 裴淑曼郭凯凯周巍张凯祥 崔息戈 (74)专利代理机构 洛阳公信知识产权事务所 (普通合伙) 41120 代理人 卫煜睿 (51)Int.Cl. G01S 7/4912(2020.01) (54)发明名称 一种适用于远近目标测量的放大器增益自 动。

2、控制电路 (57)摘要 一种适用于远近目标测量的放大器增益自 动控制电路， 包括光取样检测电路、 放大器增益 自动控制电路、 放大器电路、 探测器电路； 放大器 增益自动控制电路包括三极管Q1， 三极管Q1的基 极通过电阻R6与光取样检测电路的与非门U2的4 脚的TPG信号相连， 三极管Q1的集电极通过电阻 R2与电源正极相连， 三极管Q1的基极、 集电极之 间连接设有电阻R4， 电容C4与电阻R9并联后的一 端与三极管Q1的发射极连接， 另一端接地， 三极 管Q1的发射极通过电阻R8与RPP信号相连； 本发 明有效提高半导体激光测距机在不同远近目标 下的精度和测距能力问题， 减小距离差异对激。

3、光 测距精度的影响。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 111487604 A 2020.08.04 CN 111487604 A 1.一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特征在于： 包括光取样检 测电路、 放大器增益自动控制电路、 放大器电路、 探测器电路， 所述光取样检测电路、 放大器 增益自动控制电路、 放大器电路依次相连， 所述探测器电路与放大器电路相连； 所述放大器增益自动控制电路包括三极管Q1， 所述三极管Q1的基极通过电阻R6与光取 样检测电路的与非门U2的4脚的TPG信号相连， 所述三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源正 极相连， 三极管Q1的基极、 。

4、集电极之间连接设有电阻R4， 电容C4与电阻R9并联后的一端与三 极管Q1的发射极连接， 另一端接地， 所述三极管Q1的发射极通过电阻R8与RPP信号相连； 所述光取样检测电路包括触发器U1、 与非门U2， 所述触发器U1的8脚通过电阻R3连接触 发器U1的7脚， 触发器U1的7脚连接电容C2的一端， 电容C2的另一端接地， 触发器U1的5脚通 过电阻R5和与非门U2的2脚相连， 与非门U2的2脚连接电阻R7的一端， 电阻R7的另一端接地； 所述放大器电路包括第一级运放U3、 第二级运放U4、 三极管Q2和三极管Q3， 所述第一级 运放U3的3脚为IN端、 4脚为GND端， 第一级运放U3的3。

5、脚通过电容C6与HB信号相连， 电阻R15 的一端与HB信号相连， 另一端接地； 所述第一级运放U3的7脚通过电容C7与第二级运放U4的 3脚相连， 第一级运放U3的5脚、 7脚之间连接设有电阻R13， 所述第二级运放U4的5脚与7脚之 间串联电阻R14， 第二级运放U4的7脚通过电容C9与HB+信号相连； 所述三极管Q2的集电极与 三极管Q3的集电极相连， 三极管Q2的基极通过电阻R12与三极管Q3的基极相连； 三极管Q3的 发射极与电阻R10一端相连， 电阻R10另一端连接电源正极， 三极管Q3的基极与电阻R11一端 相连， 电阻R11另一端连接电源正极。 2.根据权利要求1所述的一种适用。

6、于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特 征在于： 所述光取样检测电路用于检测激光器的出光情况， 当检测到激光器出光后， 光取样 检测电路会产生一个用于驱动三极管Q1通断的TPG信号； 所述放大器增益自动控制电路用于控制放大器的增益效果， 使近距与远距的增益效果 不同； 所述探测器电路用于检测测距时的回波信号； 所述放大器电路用于将由探测器电路获取的回波信号放大， 且其放大倍数受放大器增 益自动控制电路的控制。 3.根据权利要求1所述的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特 征在于： 所述放大器增益自动控制电路的三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源正极GL_12V 相连。。

7、 4.根据权利要求1所述的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特 征在于： 所述触发器U1包括8个引脚， 触发器U1的1脚接地、 2脚连接START信号、 3脚连接电源 正极、 4脚接地、 6脚接地、 8脚连接电源正极。 5.根据权利要求4所述的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特 征在于： 所述触发器U1的3脚、 8脚均连接电源正极+3.3V。 6.根据权利要求1所述的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特 征在于： 所述与非门U2包括5个引脚， 与非门U2的1脚连接电源正极、 3脚接地、 4脚连接TPG信 号、 5脚连接电源正极。 7.根据。

8、权利要求6所述的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特 征在于： 所述与非门U2的1脚、 5脚均连接电源正极+3.3V。 权利要求书 1/2 页 2 CN 111487604 A 2 8.根据权利要求1所述的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特 征在于： 所述放大器电路的三极管Q2的基极通过并联的电阻R16、 电容C8后接地。 9.根据权利要求1所述的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特 征在于： 所述放大器电路中， 所述电阻R10一端与三极管Q3的发射极相连， 另一端与电源正 极+5V相连； 电阻R11一端与Q3的1脚相连， 另一端与电源+。

9、5V相连。 10.根据权利要求1所述的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 其特 征在于： 所述第一级运放U3、 第二级运放U4均采用AD603AR运放器， 所述第一级运放U3包括8 个引脚， 第一级运放U3的1脚连接RPP信号、 2脚通过电阻R23接地、 6脚连接电源负极-5V、 8脚 连接电源正极+5V。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111487604 A 3 一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路 技术领域 0001 本发明属于激光光电技术领域， 具体涉及一种适用于远近目标测量的放大器增益 自动控制电路。 背景技术 0002 在处理输入的模拟信号时， 经常会遇到。

10、通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情 况； 另外， 在其他应用中， 如监控系统中的多个相同传感器返回的信号中， 频谱结构和动态 范围大体相似， 而最大波幅却相差甚多的现象。 很多时候系统会遇到不可预知的信号， 导致 因为非重复性事件而丢失数据。 此时可以使用带自动增益控制的自适应放大器， 使增益能 随信号强弱而自动调整， 以保持输出相对稳定。 0003 目前， 市场上已有的半导体测距机很难兼顾远距与近距都精确， 因为若想实现远 距测量， 需选用能量较大的激光器， 但在测量近距离目标时， 激光器能量大会导致光取样的 信号很强， 进而导致后续放大信号展宽， 使得近距测量误差较大。 发明内容 000。

11、4 有鉴于此， 为解决上述现有技术的不足， 本发明的目的在于提供了一种适用于远 近目标测量的放大器增益自动控制电路， 有效提高半导体激光测距机在不同远近目标下的 精度和测距能力问题， 减小距离差异对激光测距精度的影响。 0005 为实现上述目的， 本发明所采用的技术方案是： 一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 包括光取样检测电路、 放大器 增益自动控制电路、 放大器电路、 探测器电路， 所述光取样检测电路、 放大器增益自动控制 电路、 放大器电路依次相连， 所述探测器电路与放大器电路相连； 所述放大器增益自动控制电路包括三极管Q1， 所述三极管Q1的基极通过电阻R6与光取 样检测。

12、电路的与非门U2的4脚的TPG信号相连， 所述三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源正 极相连， 三极管Q1的基极、 集电极之间连接设有电阻R4， 电容C4与电阻R9并联后的一端与三 极管Q1的发射极连接， 另一端接地， 所述三极管Q1的发射极通过电阻R8与RPP信号相连； 所述光取样检测电路包括触发器U1、 与非门U2， 所述触发器U1的8脚通过电阻R3连接触 发器U1的7脚， 触发器U1的7脚连接电容C2的一端， 电容C2的另一端接地， 触发器U1的5脚通 过电阻R5和与非门U2的2脚相连， 与非门U2的2脚连接电阻R7的一端， 电阻R7的另一端接地； 所述放大器电路包括第一级运放U3、 第。

13、二级运放U4、 三极管Q2和三极管Q3， 所述第一级 运放U3的3脚为IN端、 4脚为GND端， 第一级运放U3的3脚通过电容C6与HB信号相连， 电阻R15 的一端与HB信号相连， 另一端接地； 所述第一级运放U3的7脚通过电容C7与第二级运放U4的 3脚相连， 第一级运放U3的5脚、 7脚之间连接设有电阻R13， 所述第二级运放U4的5脚与7脚之 间串联电阻R14， 第二级运放U4的7脚通过电容C9与HB+信号相连； 所述三极管Q2的集电极与 三极管Q3的集电极相连， 三极管Q2的基极通过电阻R12与三极管Q3的基极相连； 三极管Q3的 发射极与电阻R10一端相连， 电阻R10另一端连接电。

14、源正极， 三极管Q3的基极与电阻R11一端 说明书 1/4 页 4 CN 111487604 A 4 相连， 电阻R11另一端连接电源正极。 0006 进一步的， 所述光取样检测电路用于检测激光器的出光情况， 当检测到激光器出 光后， 光取样检测电路会产生一个用于驱动三极管Q1通断的TPG信号； 所述放大器增益自动控制电路用于控制放大器的增益效果， 使近距与远距的增益效果 不同； 所述探测器电路用于检测测距时的回波信号； 所述放大器电路用于将由探测器电路获取的回波信号放大， 且其放大倍数受放大器增 益自动控制电路的控制。 0007 进一步的， 所述放大器增益自动控制电路的三极管Q1的集电极通过。

15、电阻R2与电源 正极GL_12V相连。 0008 进一步的， 所述触发器U1包括8个引脚， 触发器U1的1脚接地、 2脚连接START信号、 3 脚连接电源正极、 4脚接地、 6脚接地、 8脚连接电源正极。 0009 进一步的， 所述触发器U1的3脚、 8脚均连接电源正极+3.3V。 0010 进一步的， 所述与非门U2包括5个引脚， 与非门U2的1脚连接电源正极、 3脚接地、 4 脚连接TPG信号、 5脚连接电源正极。 0011 进一步的， 所述与非门U2的1脚、 5脚均连接电源正极+3.3V。 0012 进一步的， 所述放大器电路的三极管Q2的基极通过并联的电阻R16、 电容C8后接 地。。

16、 0013 进一步的， 所述放大器电路中， 所述电阻R10一端与三极管Q3的发射极相连， 另一 端与电源正极+5V相连； 电阻R11一端与Q3的1脚相连， 另一端与电源+5V相连。 0014 进一步的， 所述第一级运放U3、 第二级运放U4均采用AD603AR运放器， 所述第一级 运放U3包括8个引脚， 第一级运放U3的1脚连接RPP信号、 2脚通过电阻R23接地、 6脚连接电源 负极-5V、 8脚连接电源正极+5V。 0015 本发明的有益效果是： 本发明的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 有效提高半导体激光 测距机在不同远近目标下的精度和测距能力问题， 减小距离差异对激光测。

17、距精度的影响； 本发明包括光取样检测电路、 放大器增益自动控制电路、 放大器电路、 探测器电路， 放 大器增益自动控制电路的设计创新突出， 其有效地解决了因测量距离的远近不同而导致回 波信号幅度变化大的问题， 并有效验证可以提高微型激光测距机近距离精度与远距的测距 能力。 附图说明 0016 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0017 图1为本发明的原理框。

18、图； 图2为放大器增益自动控制电路的电路原理图； 图3为光取样检测电路的电路原理图； 说明书 2/4 页 5 CN 111487604 A 5 图4为放大器电路的电路原理图。 具体实施方式 0018 下面给出具体实施例， 对本发明的技术方案作进一步清楚、 完整、 详细地说明。 本 实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例， 但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。 0019 一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 包括光取样检测电路、 放 大器增益自动控制电路、 放大器电路、 探测器电路， 所述光取样检测电路、 放大器增益自动 控制电路、 放大器电路依次相连， 所述探测器电路与放大。

19、器电路相连； 所述放大器增益自动控制电路包括三极管Q1， 所述三极管Q1的基极通过电阻R6与光取 样检测电路的与非门U2的4脚的TPG信号相连， 所述三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源正 极相连， 三极管Q1的基极、 集电极之间连接设有电阻R4， 电容C4与电阻R9并联后的一端与三 极管Q1的发射极连接， 另一端接地， 所述三极管Q1的发射极通过电阻R8与RPP信号相连； 所述光取样检测电路包括触发器U1、 与非门U2， 所述触发器U1的8脚通过电阻R3连接触 发器U1的7脚， 触发器U1的7脚连接电容C2的一端， 电容C2的另一端接地， 触发器U1的5脚通 过电阻R5和与非门U2的2脚相连。

20、， 与非门U2的2脚连接电阻R7的一端， 电阻R7的另一端接地； 所述放大器电路包括第一级运放U3、 第二级运放U4、 三极管Q2和三极管Q3， 所述第一级 运放U3的3脚为IN端、 4脚为GND端， 第一级运放U3的3脚通过电容C6与HB(AVA1)信号相连， 电 阻R15的一端与HB(AVA1)信号相连， 另一端接地； 所述第一级运放U3的7脚通过电容C7与第 二级运放U4的3脚相连， 第一级运放U3的5脚、 7脚之间连接设有电阻R13， 所述第二级运放U4 的5脚与7脚之间串联电阻R14， 第二级运放U4的7脚通过电容C9与HB+信号相连； 所述三极管 Q2的集电极与三极管Q3的集电极相。

21、连， 三极管Q2的基极通过电阻R12与三极管Q3的基极相 连； 三极管Q3的发射极与电阻R10一端相连， 电阻R10另一端连接电源正极， 三极管Q3的基极 与电阻R11一端相连， 电阻R11另一端连接电源正极。 0020 进一步的， 所述放大器增益自动控制电路的三极管Q1的集电极通过电阻R2与电源 正极GL_12V相连。 0021 进一步的， 所述触发器U1包括8个引脚， 触发器U1的1脚接地、 2脚连接START信号、 3 脚连接电源正极、 4脚接地、 6脚接地、 8脚连接电源正极。 0022 进一步的， 所述触发器U1的3脚、 8脚均连接电源正极+3.3V。 0023 进一步的， 所述与非。

22、门U2包括5个引脚， 与非门U2的1脚连接电源正极、 3脚接地、 4 脚连接TPG信号、 5脚连接电源正极。 0024 进一步的， 所述与非门U2的1脚、 5脚均连接电源正极+3.3V。 0025 进一步的， 所述放大器电路的三极管Q2的基极通过并联的电阻R16、 电容C8后接 地。 0026 进一步的， 所述放大器电路中， 所述电阻R10一端与三极管Q3的发射极相连， 另一 端与电源正极+5V相连； 电阻R11一端与Q3的1脚相连， 另一端与电源+5V相连。 0027 进一步的， 所述第一级运放U3、 第二级运放U4均采用AD603AR运放器， 所述第一级 运放U3包括8个引脚， 第一级运放。

23、U3的1脚连接RPP信号、 2脚通过电阻R23接地、 6脚连接电源 负极-5V、 8脚连接电源正极+5V。 说明书 3/4 页 6 CN 111487604 A 6 0028 进一步的， 所述光取样检测电路用于检测激光器的出光情况， 当检测到激光器出 光后， 光取样检测电路会产生一个用于驱动三极管Q1通断的TPG信号； 所述放大器增益自动控制电路用于控制放大器的增益效果， 使近距与远距的增益效果 不同； 所述探测器电路用于检测测距时的回波信号； 所述放大器电路用于将由探测器电路获取的回波信号放大， 且其放大倍数受放大器增 益自动控制电路的控制。 0029 本发明在具体实施时的工作原理为： 半导。

24、体激光测距机在进行远目标测量时， 由于激光信号在大气中衰减较多， 故探测器 获取的回波信号较小， 此时放大器的增益效果应足够大， 以使有效信号放大到可供信号采 集电路采集的范围； 进一步的， 当测量远处距离时， 放大器增益自动控制电路会使放大器的增益效果完全 放开， 使较弱的回波信号放大到可被信号采集电路识别的大小； 当半导体激光测距机在进行近目标测量时， 由于距离较近， 反射的回波信号过强， 若放 大器的增益效果仍很大将会导致信号采集电路的采集脉宽较大， 大大影响目标的距离值的 精度， 适当减小放大器的增益效果将可以有效提高测量的精度。 而本发明通过自动控制远 近目标测量时放大器的增益倍数，。

25、 实现放大器的最优化放大信号， 提高整体测距精度与测 距能力； 进一步的， 当测量较近距离时， 放大器增益自动控制电路会抑制放大器的增益效果， 使 较强的近距回波信号放大倍数减小， 以精准的测量近距离目标。 0030 综上所述， 本发明的一种适用于远近目标测量的放大器增益自动控制电路， 有效 提高半导体激光测距机在不同远近目标下的精度和测距能力问题， 减小距离差异对激光测 距精度的影响。 本发明包括光取样检测电路、 放大器增益自动控制电路、 放大器电路、 探测 器电路， 放大器增益自动控制电路的设计创新突出， 其有效地解决了因测量距离的远近不 同而导致回波信号幅度变化大的问题， 并有效验证可以。

26、提高微型激光测距机近距离精度与 远距的测距能力。 0031 以上显示和描述了本发明的主要特征、 基本原理以及本发明的优点。 本行业技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会根据实际情况有各种变化 和改进， 这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的 权利要求书及其等效物界定。 说明书 4/4 页 7 CN 111487604 A 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 111487604 A 8 图3 图4 说明书附图 2/2 页 9 CN 111487604 A 9 。