一种测距仪的制作方法

本实用新型涉及测量工具领域，具体涉及的是一种测距仪。

背景技术：

测距仪是一种测量长度或者距离的工具，同时可以和测角设备或模块结合测量出角度，面积等参数。测距仪的形式很多，通常是一个长形圆筒，由物镜、目镜、显示装置(可内置)、电池等部分组成。

目前，广泛采用的是激光测距仪，通常显示器采用LCD显示器，但是LCD显示器存在如下问题：(1)LCD利用背光源发光，需要在液晶后面加照明光源，亮度一般，且不具有透射功能，在光线较弱或没有光线的夜晚，无法看清楚显示器上的文字和图案；(2)增加了背光源，相应地增加了测距仪的外形尺寸，使测距仪体积偏大，不便于携带；(3)LCD显示器制造工艺复杂，成本高。

激光测距仪的光信号接收主要是反射接收并将其转换为电信号，因反射接收信号距离较远时信号相当微弱，并且还会受外界其它的干扰，所以接收和处理信号难度很大。现有的测距仪采用以下技术手段：(1)采用高灵敏度的雪崩光电二极管；(2)采用集成化跨导放大器或高频三极管做为前级放大；上述技术手段，由于雪崩光电二极管工作电压比较高，其供电升压回路会对其它线路产生干扰，特别是对前级放大的干扰；由于高灵敏度的雪崩光电二极管、集成化跨导放大器等器件价格极其昂贵，所以造价较高；而采用三极管做为前级放大，由于三极管的热稳定性差，抗辐射性能力较差，噪声系数较大，所以会影响整个电路的性噪比，影响测距距离以及精度。

综上，如何设计一种能有效解决现有问题的测距仪，便成为本领域技术人员亟需解决的问题之一。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种测距仪。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种测距仪，包括外壳，设置在外壳内的物镜、目镜、激光发射镜、激光接收镜、中央处理器、显示器、激光发射器、激光接收器、信号放大电路、电路主板和电源；中央处理器分别与显示器、激光发射器、激光接收器、信号放大电路、电路主板、电源电连接，显示器位于物镜焦平面与目镜焦平面上，物镜与激光发射镜一体设置，所述激光接收器包括由PIN光电二极管E1组成的光感测元件和电阻R9，所述信号放大电路包括前置电压放大回路，带有负反馈的放大单元及阻抗变换单元，以及与放大单元及阻抗变换单元连接的电容C6，前置电压放大回路包括场效应管V2、电阻R7、R8及电容C3，带有负反馈的放大单元及阻抗变换单元包括晶体管V1、Q1、Q2，电阻R3、R4、R6、R10、R11、R12、R13、R14，电容C7、C8、C9、C10、C12，PIN光电二极管E1负极一端与电阻R9、场效应管V2相连接，场效应管V2与电容C6相连接。

进一步的，所述显示器为透过式OLED显示器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型采用了价格低廉的PIN光电二极管做为光感测元件，采用高频场效应管做为前置放大，相比于现有的雪崩光电二极管以及应用集成化跨导放大器做为光电转换以及放大回路，整体造价低。采用了PIN光电二极管，其工作电压得到显著的降低，使供电电路的功耗降低，对外部电路的辐射干扰减少；采用了温度稳定性好、抗辐射能力强、噪声系数很小的高频场效应管做为前置放大，相比现有的三极管作为前置放大的电路来说，温度稳定性要好，噪声系数要小，从而使整个电路的性噪比增加，提高放大信号的质量和测距的精度，增加测距距离。本实用新型采用了阻容分隔的方式进行滤波与退耦，更有效的消除同源信号和其它干扰，提高了小信号质量；并且后级放大电路采用了负反馈、阻抗变换结构，使得电路更稳定。

本实用新型采用OLED显示器与传统的LCD显示器相比：(1)OLED不需要背光源，可以自身发光，所以OLED比LCD亮，对比度大，色彩效果好；(2)OLED没有视角范围的限制，视角一般可达到160度，这样从侧面观察也不会失真；(3)OLED只需要点亮的单元才加电，并且电压较低，更加省电；(4)OLED的重量比LCD轻，所需材料少，制造工艺简单，量产时的成本要比LCD节省20％；(5)OLED还具有可弯曲、抗震等特性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的激光接收器和信号放大电路的结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-外壳，2-物镜，3-目镜，4-激光发射镜，5-激光接收镜，6-中央处理器，7-显示器，8-激光发射器，9-激光接收器，10-电路主板，11-电压放大回路，12-放大单元及阻抗变换单元。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1～2所示，一种测距仪，包括外壳1，设置在外壳内的物镜2、目镜3、激光发射镜4、激光接收镜5、中央处理器6、显示器7、激光发射器8、激光接收器9、信号放大电路、电路主板10和电源；其中，激光接收器9包括由PIN光电二极管E1组成的光感测元件和电阻R9，信号放大电路包括前置电压放大回路11，带有负反馈的放大单元及阻抗变换单元12，以及与放大单元及阻抗变换单元12连接的电容C6，具体结构如下：PIN光电二极管E1正极一端与电容C2、电阻R2连接，电容C2另一端与电源负极连接，电阻R2另一端与电容C1、电阻R1连接，电阻R1另一端与电源-Vcc相连接，电容C1另一端与电源负极连接；PIN光电二极管E1负极一端与电阻R9、场效应管V2相连接；场效应管V2有一极与本回路的接地的电容C3、电阻R7相连接，场效应管V2有一极与本回路的电阻R8、与电容C6相连接，电阻R7、电阻R8另一端与电容C5、电阻R5相连接；电容C5另一端与电容C4连接并接地，电阻R5、电容C4另一端与电阻R3、R4连接；电容C6另一端三极管V1、电阻R6相连接；放大单元及阻抗变换单元12回路内的元器件连接如下：晶体管V1发射极接地，其集电极与电阻R4、R12相连接，电阻R12另一端与晶体管Q1的基极相连接，晶体管Q1的发射极与电阻R11相连接，晶体管Q1的集电极接地，电阻R3另一端与电源Vcc、电阻R10、电容C7、C8、相连接，电容C7、C8另一端接地，电阻R10另一端与电阻R11另端、电阻R13、电容C9相连接，电容C9另一端接地，电阻R13另一端与晶体管Q2发射极、另一端接地的电容C10相连接，晶体管Q2的基极与电阻R6相连接并与晶体管Q1的发射极、电阻R11的一端相连，晶体管Q2的集电极与另一端接地的电阻R14、电容C12的一端相连；晶体管Q2的集电极还与放大单元及阻抗变换单元12回路之外的电容C11相连接，电容C11与C12相连接，电容C11另一端与OUT端相接，OUT端还与中央处理器连接。

显示器7为透过式OLED显示器，中央处理器6分别与显示器7、激光发射器8、激光接收器9、信号放大电路、电路主板10、电源电连接，显示器7位于物镜2焦平面与目镜3焦平面上，物镜2与激光发射镜4一体设置。

本实用新型的工作原理如下：

中央处理器6控制激光发射器8发出测量光束，测量光束经过激光发射镜4透射到被测物体上，被测物体的反射光束经激光接收镜5投射到激光接收器9上，并将其转换为电信号并经过信号放大电路放大后发送给中央处理器6，中央处理器6计算出相应数值后将数据输出到透过式OLED显示器上。

其中，激光接收器9和信号放大电路的工作原理：PIN光电二极管E1，在接收到目标物体反射的激光信号时会工作于反偏压，输出一电流信号；电阻R9与PIN光电二极管E1是同一回路，当PIN光电二极管E1接收到目标物体反射的激光信号输出一电流信号时，在电阻R9转换成一电压信号。前置电压放大回路11对连接于电阻R9上的电压信号进行放大并由C6隔直后输出。带有负反馈的放大单元及阻抗变换单元12，主要是将前置电压放大回路11输出的电压信号再进一步的放大，它包含了两级放大与阻抗变换。晶体管V1、Q1与若干电阻、电容组成，相当于一个组合的放大器，电阻R6为晶体管V1的基极偏置电阻，同时也为一负反馈电阻，来稳定静态工作点。同时晶体管Q1与电阻R11为一射极跟随器，进行了信号的阻抗变化，输出低阻抗使之与后级晶体管Q2与电阻R14组成的放大回路配接。经放大后通过电容C11隔直后输出，供中央处理器6使用。

本实用新型为了消除同源信号和其它干扰，设置电阻R5、R13与电容C5、C10采用阻容滤波来进行滤波，并且由电阻R10、R3与电容C4、C9采用阻容滤波分隔的供电与退耦方法有效的提高了滤波的效果，改善了信号质量，使得电路输出的信号性噪比显著增加。透过式OLED显示器也使得显示效果更佳。本实用新型造价低廉，测量效果好，具有很好的推广应用价值。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。