طراحی و ساخت بخش های الکترونیک سرعت سنج لیزری با استفاده از روش زمانی (tof)
چکیده
در این پروژه، طراحی و ساخت بخش های الکترونیک سرعت سنج لیزری به روش زمان پرواز انجام می گیرد. هدف، طراحی و ساخت بخش های الکترونیک سرعت سنج لیزری برای مسافت های حدود 1000m بوده است. مدار گیرنده سیستم مبتنی بر یک ماژول آشکارسازیست که در آن از یک آشکارساز apd که دارای بیشترین میزان حساسیت در طول موج 900nm است استفاده می شود. با طراحی مناسب بخش تغذیه ولتاژ بالا مبتنی بر یکسوسازی ولتاژهای سینوسی یک نوسان ساز هارتلی، ولتاژهای تغذیه چندصد ولتی اندازه گیری شده است. در طراحی مدار راه انداز لیزر نیمه هادی از یک ترانزیستور ماسفت توان بالا و بسیار سریع و همچنین یک لیزر پالسی با طول موج مرکزی 905nm و توان اسمی 45w استفاده شده است. نتایج تست عملی منجر به اندازه گیری پالس های لیزری 40 واتی و با عرض پالس 4 نانوثانیه در بخش راه انداز دیود لیزری می شود. با به کارگیری یک شمارنده با پالس 4ghz، قابلیت تفکیک-پذیری حدود 4cm برای فاصله 1000 متری حاصل شده است. طراحی بخش های الکترونیک سرعت سنج شامل موارد زیر است: ? طراحی و ساخت منبع تغذیه ولتاژ بالای dc جهت تغذیه آشکارساز و ماسفت قدرت ? طراحی و ساخت مدار راه انداز لیزر با استفاده از ماسفت قدرت ? طراحی و ساخت مدار راه انداز لیزر با استفاده از ترانزیستور بهمنی ? طراحی و ساخت مدار شمارنده و پردازشگر ? آزمون کلی مدار و اندازه گیری نتایج این پروژه دربردارنده طراحی های سطح بالایی با ویژگی های خاص برای ماژول های الکترونیکی سیستم سرعت سنج لیزری است که مهم ترین آن ها عبارتند از: ? طراحی های low noise و با ریپل بسیار کم برای منابع تغذیه آشکارساز و ماسفت قدرت ? طراحی بردهای مناسب برای فرکانس های بالا، برای سوییچینگ های در بازه کمتر از 100ns و جریان 15 آمپر برای دیود لیزری پالس نیمه رسانا ? برنامه ریزی، طراحی و ساخت برد مناسب برای ic شمارنده فرکانس بالا در بازه 4ghz ? طراحی تقویت کننده ای با بهره بسیار زیاد علاوه بر پاسخ فرکانسی بالا و نویز کم برای بخش گیرنده سیستم برای این که فاصله های اندازه گیری شده در گستره 1000 متری در سیستم فاصله یاب لیزری tof از دقت مناسبی برخوردار باشد، باید از شمارنده های سریع استفاده نمود و مدارهای مورد نیاز را بر اساس آن طراحی کرد. در مدار اندازه گیری توسط این روش از شمارنده استفاده می شود. هر چه فرکانس پالس ساعت شمارنده بیشتر باشد خطای اندازه گیری کمتر خواهد بود. شمارنده انتخاب شدهtdc-gp1 مربوط به شرکت acom است، که با برخورداری از پالس های ساعت 4ghz از دقت بسیار مناسب برای پروژه هایی همچون طراحی فاصله سنج های لیزری ساخته شده است. در بخش فرستنده از یک لیزر نیمه رسانای پالسی با مشخصاتی ویژه به عنوان منبع لیزری استفاده خواهد شد. این لیزر pgew is09 ساخت شرکت perkinelmer است.