激光测高系统中飞行时间皮秒级精度的实现.pdf

第33卷增刊 中 国 激 光 V01．33．Suppl． 2006年3月 CHINESEJOURNAL0FLASERS March，2006 文章编号：0258-7025(2006)Supplement-0361—04 激光测高系统中飞行时问皮秒级精度的实现 赵 欣，李 季，陈结祥，赵平建，戚 俊，涂碧海 (中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽合肥230031) 摘要激光测高仪通过测量激光脉冲的飞行时间来获得测高仪与探测目标之间的距离，因此激光飞行时间测量的 准确性是衡量其系统能力的根本指标。提出以延迟锁相环(DLL)配合双延时线矩阵结构，再结合计数器的全数字 方法来实现飞行时间的精密测量．测量结构在单片可编程门阵列(FPGA)中实现，其测距精度可达250ps。一10℃ ～+50℃范围内延时线漂移不超过士30ps。同时也对激光发射和接收电路作做了具体讨论，可有力地提高飞行 时间的测量精度。该测高系统成型后，由于电路集成度高，功耗小，重量轻，系统稳定性强，达到激光测高要求。 关键词激光技术I激光测距，飞行时间I延时线I可编程门阵列 文献标识码 A 中图分类号TN958．98 Timeof with Resolution MeasurementsPicoseconds Flight inLaser Altimetry ZHA0Xin，LI Bi-hai Ji，CHENJie—xiang，ZHAOPing—jian，QIJun，TU (AnhuiInstitute andFineMechanics，TheChinese of 230031，China) ofOptics AcademySciences，Hefei，Anhui AbstractA laserradar ashortlaser toan visible and the pulsedtime·of-flight operatesbytransmitting pulse optical targetdetecting reflected an detector．ThemeasureddistanceiScalculatedfromthis time．Sothe oflasertimeinterval pulseby optical flight accuracy isabasicbeacontomeasureits two differentiallines inamatrixmodewith systemcapability．Byusingtapped delay working delay locked with measurementin timeisrealizedinanentire withall loop(DLL)，togerbercounter，highprecision flight digitalway measurementconstructionlocatedina field ofthetime singleprogrammablegatearray(FPGA)．Thesingle-shotprecision digital converter(TDC)i8bet