طراحی و ساخت بخش الکترونیکی سرعت سنج لیزری
چکیده
با توجه به افزایش روز افزون موارد استفاده از تجهیزات اپتوالکترونیک در صنعت، ضرورت کار بر روی چنین سیستم هایی و نیز بهبود قابلیت های آن ها بیش از پیش آشکار می شود. بر این اساس در این پروژه طراحی و ساخت یک سیستم اندازه گیری سرعت دقیق با استفاده از پرتو لیزر مد نظر بوده است. سیستم های متداول در اندازه گیری سرعت عموماً مبتنی برروش زمانی هستند که معمولاً از دقت چندانی برخوردار نیستند و این امر استفاده از آن ها را به کاربردهایی خاص محدود می کند. لذا ضرورت استفاده از تکنیک دیگری که پاسخگوی نیازهای موجود باشد احساس می شود. در این پایان نامه ابتدا بطور مختصر به تشریح انواع روش های متداول فاصله سنجی همچون روش های زمانی، فازی، تداخل سنجی و fmcw پرداخته شده است که مطالعه اساس عملکرد آن ها می تواند در تبیین روش بکار گرفته شده مفید واقع شود. سپس تکنیک های دیگری که برای اندازه گیری سرعت مورد استفاده قرار مر گیرند بررسی می شوند. این تکنیک ها عبارتند از اندازه گیری زمانی و اندازه گیری جابجایی فرکانس (روش داپلر). سپس مبانی روشی جدید در سیستم های لیزری که با استفاده از اندازه گیری مقدار آهنگ جابجایی ناشی از جابجایی فرکانس و در فاصله ار مشخص از هدف، امکان اندازه گیری توأم سرعت و فاصله رامیسر می کند. مورد بحث قرار گرفته و اعتبار آن از طریق شبیه سازی مورد تایید قرار می گیرد. پس از تشریح مبانی تیوری تکنیک بکار رفته ، اجزای پایه ای سیستم پیاده شده، در قالب سه فصل مجزا مورد بحث قرار می گیرد. پس از شرح مختصری از انواع لیزرهای موجود، ویژگی های عملکردی لیزر نیمه هادی مورد بحث قرار گرفته، روش های مختلف مدولاسیون دیود لیزری و نیز کنترل اتوماتیک توان خروجی آن به همراه مدارات پیاده سازی شده و نتایج شبیه سازی و نیز مقادیر عملی حاصل شده، بیان می شود. در بخش گیرنده سیستم، ضمن معرفی انواع آشکارسازهای متداول و احتیاجات عملکردی، تحلیل جامعی از نویز و نیز مدارات front-end صورت می گیرد. در ادامه مدارات استفاده شده در این بخش که شامل مدارات تغذیه دیود آشکار ساز به همراه جبران سازی حرارتی آن، مدار پیش تقویت کننده و فیلترهای مربوطه و نیز بخش کنترل اتوماتیک بهره تشریح و نتایج شبیه سازی و عملی آن بیان می شود. سپس دیگر مدارات آنالوگ و نیز بخش دیجیتال و پردازشگر سیستم و نتایج تیوری و عملی بدست آمده تشریح می شوند. کالیبراسیون سیستم، ویژگی های عملکردی سیستم پیاده سازی شده، افزایش تفکیک نمایی سیستم و خطاهای الکتریکی بخصوص خطای ناشی از پدیده تداخل و نیز روش های کاهش این خطا از جمله مباحثی هستند که بطور مشروح مورد بحث قرار خواهند گرفت.