專利名稱：全數字化的四象限探測器檢測激光光束偏轉角的裝置及方法
技術領域：
本發明屬于光電測量技術領域，全數字化的四象限探測器檢測激 光光束偏轉角的裝置及方法。
技術背景目前，對激光光束偏轉角的測量主要采用的光電探測器有電荷耦合器件(CCD)、位置敏感器(PSD)和四象限探測器(QD)三種光 電探測器。由于電荷耦合器件(CCD)輸出的數據雖能直接反應光斑 在光敏面上的位置，進而根據其相對光敏面中心的偏移量得出激光束 的偏轉角(相對于光軸)，但是電荷耦合器件(CCD)的象素太多， 需要處理的數據量太大，不適合高動態范圍的激光束偏轉角的測量； 而位置敏感器(PSD)，其數據處理相對電荷耦合器件(CCD)而言 要簡單得多，但是由于其器件本身的參數特性，它的性能不如QD。 同時QD還廣泛用于視軸對準、角度測量以及跟蹤等領域中。在專利"一種平面鏡擺動姿態的檢測裝置及其方法"(中國專利申 請，公開號CN 1487264A。)中，采用了四象限探測器作為其光電 傳感器，其處理電路如圖4所示。它由21前置放大電路模塊、22 和差電路模塊、23鎖相檢測電路模塊、24濾波電路模塊、25AD轉 換電路模塊、26單片機和27測量結果單元共六部分組成。四象限探 測器的四路經前置放大電路后，進行和差解算，然后通過鎖相檢測的方式，提取信號進行AD轉換，并將轉換后的數據送往單片機進行偏移量解算，最后由單片機將解算結果通過RS485接口送往上位機顯 示。由于它采用了和差電路，會引起四象限探測器四路信號間的串擾 同時引入了額外的共模噪聲，并且不便于通過軟件的方式對通道間性 能的不均衡進行補償，降低了解算精度；由于它采用的是單片機，其 解算精度和解算速度都受到限制，在該系統中，最快速度為90次/S。 發明內容本發明主要是為了解決激光束偏轉角QD檢測中光斑偏移量解 算速度和解算精度的不足，提供全數字化的四象限探測器檢測激光光 束偏轉角的裝置及實現方法。本發明的基本構思如下激光光束經成像物鏡單元成像到QD傳 感器的光敏面上，由QD傳感器將光信號轉換為電信號，該電信號先 經過前置放大電路進行前置放大，然后對信號進行濾波，接著對濾波 后的信號進行次級放大以及自適應可變增益放大，然后送往AD轉換 電路，接著將AD轉換后的信號送往高速微處理器進行光斑偏移量解 算，最后將解算后的激光束偏移角進行顯示。如圖3所示，全數字化的四象限探測器檢測激光束偏轉角的裝置 的構成由四象限探測器l、前置放大電路模塊12、濾波電路模塊13、 次級放大電路模塊14、可變增益放大電路模塊15、 AD轉換模塊16、 高速微處理器模塊17和偏移量顯示模塊18構成；前置放大電路模塊12、濾波電路模塊13、次級放大電路模塊14、 可變增益放大電路模塊15、 AD轉換模塊16、高速微處理器模塊17
和偏移量顯示模塊18依次連接，高速微處理器模塊17還與可變增益放大電路模塊15連接。相對于己有技術"一種平面鏡擺動姿態的檢測裝置及其方法"而言，本發明除采用前置放大電路12、濾波電路13、 AD轉換電路16、 偏移量顯示模塊18夕卜，還采用了 一、自適應可變增益放大電路模 塊15，用以在入射激光光功率不穩定時，確保較好的信噪比，以提 高偏轉角的解算精度；二、高速微處理器17，用以替代單片機進行 數據解算，在進行數字信號處理的時候能達到更高的解算精度和解算 速度；三、沒有采用和差電路和鎖相檢測，同時對于濾波電路的連接 位置作了調整，以便能更好地抑制噪聲；采用高速微處理器17取代 了單片機，以使在進行數字信號處理的時候能達到更高的解算精度和 解算速度。提供全數字化的四象限探測器檢測激光束偏轉角的方法，其步驟 和條件如下(1)調整QD光電探測器的光敏面相對于成像物鏡單元2的位置， 以調整成像光斑在QD光敏面上的大小如圖1所示，激光光束經成像物鏡單元2聚焦到QD光電探測器1 上，要調整QD光電探測器的光敏面相對于成像物鏡單元2的位置， 使QD光電探測器的光敏面上的成像光斑3的大小能夠在0. 1倍到1 倍的QD光電探測器光敏面內接圓直徑內調整，這樣以達到最佳的探 測性能。(2)測量成像光斑在QD光電探測器四個象限所產生的光電流
如圖2所示，激光光束經成像物鏡單元2后的成像光斑3位于QD 光電探測器1的光敏面2的四個象限第一象限4，第二象限5，第 三象限6和第四象限7中，QD光電探測器1將各個象限上的光能轉 換為相應的電流，由于光電流與入射到對應光敏面上的光功率成正 比，而光功率又與成像光斑在QD探測器四個象限內所占的面積及光 斑能量分布有關，在光斑能量分布為均勻分布時，象限電流于該象限 所占光斑面積成正比，即測量該四個象限產生的電流的大小就可以得 到成像光斑相對于四象限探測器四個象限所形成的坐標系的坐標，進 而可得到激光光束偏轉角。因為激光的譜線寬度很窄，相對于QD光電探測器1的光譜響應 曲線來說，可以認為激光源為線光源，即QD光電探測器的響應度在 該激光光束波段范圍內為常數，則QD光電探測器各象限的響應電流 與該象限所得的光功率大小成正比。由于成像光斑3的光能在四個象 限上的分布不同，導致由QD光電探測器1轉換所得的各個象限的電 流的大小也不相同。它們直接反應了光斑能量中心相對于QD光電探 測器像敏面四個象限所形成坐標系內的位置，并由該位置即可求的激 光束的偏轉角。(3)將四象限光電探測器所產生的電流信號轉換為電壓信號，并將其放大如圖3所示，QD光電探測器1將激光光束經成像物鏡單元2后 的成像光斑3對應于QD光電探測器四個象限上的光能及光斑的位置 信息轉換成相應的四路電信號第一象限所得電流8，令為I1;第二
象限所得電流9，令為I2;第三象限所得電流IO，令為I3;第四象 限所得光電流ll，令為14。這四路電流信號經前置放大電路模塊12 將電流信號轉換為電壓信號，并將其放大。前置放大電路模塊12有如下3種實現方式(1)采用零偏放大的方式將由QD光電探測器所得的電流信號Il， 12， 13， 14直接轉換成 電壓信號，同時使之得到放大；(2)讓QD光電探測器工作在反相偏 壓的工作狀態下，采用直流放大的形式將由QD光電探測器所得的電 流信號I1，I2，I3，I4轉換為電壓信號，并使之放大；(3)讓QD光電 探測器工作在反相偏壓的工作狀態下，采用交流放大的形式將由QD 光電探測器所得的電流信號Il、 12、 13、 14轉換為電壓信號U1、 U2、 U3、 U4，并使之放大。(4)采用濾波電路模塊13，此為本發明的一發明點。濾波電路 模塊13加在此處，比"一種平面鏡擺動姿態的檢測裝置及其方法" (中國專利申請，公開號CN 1487264A)中加在鎖相檢測后能更好 地抑制噪聲。采用濾波電路模塊13對步驟(3)得到的前置放大后的電壓信號 Ul、 U2、 U3、 U4進行濾波提高信噪比采用濾波電路模塊13對歩驟(3)得到的前置放大后的電壓信號 Ul、 U2、 U3、 U4進行濾波，得到信號UL1、 UL2、 UL3、 UL4，提高信 噪比，根據光信號的頻帶以及應用要求可設計具體的濾波電路以達到 最好的濾波效果，提高信噪比，提高光斑偏移量的解算精度。所以如此，是由于QD光電探測器固有噪聲、前置放大電路的固
有噪聲、背景噪聲等噪聲的影響，導致前置放大后的信號其信噪比較 低所致。(5) 采用次級放大電路模塊14，對濾波后的信號UL1、 UL2、 UL3、 UL4進行再次放大，增大有效信號的幅度，提高信噪比。此為 本發明的一發明點，對信號進行二次放大一是實現與濾波電路模塊的 阻抗匹配； 一是降低對前置放大器的性能要求。由于在進行遠距離的激光光束偏轉角的測量中，信號通常很微 弱，盡管經過前置放大電路后信號得到增強，但仍很小，需要對其進 行再一次的放大。本發明采用次級放大電路模塊14對濾波后的信號 進行再次放大，得到信號US1、 US2、 US3、 US4，增大有效信號的幅 度，提高信噪比。 '(6) 采用自適應可變增益放大電路模塊15,此為本發明的一發 明點。通過該模塊的采用能根據當前信號的強度改變放大倍數，使放 大后的信號幅度保持在一個較高的水平，能夠提高檢測精度。采用自適應可變增益放大電路以使信噪比保持在一個高的狀態，保證光斑偏移量解算精度的穩定性由于傳輸距離遠，傳輸過程中難免會受到其它因素的干擾，造成 信號強度降低，在放大倍數相同的情況下，降低了信號的信噪比，導 致偏移量解算精度的降低。本發明采用自適應可變增益放大電路模塊15對信號US1、 US2、 US3、 US4進行處理(在信號較弱的時候提高放 大倍數，在信號過強的時候降低放大倍數)，得到信號UA1、 M2、 UA3、UA4。
(7) 在對信號進行可變增益放大后，采用四路AD轉換電路16將模擬信號轉變成為數字信號在對信號進行可變增益放大后，采用AD轉換模塊16將四路模擬 信號UA1、 UA2、 UA3、 UA4轉變成為四路串行數字信號ADC1、 ADC2、 ADC3、 ADC4。在四路AD轉換電路16中，可根據需要的轉換精度、信 號電壓的范圍、通道的數量、通道AD轉換的轉換方式(同步轉換或 順序轉換)等選擇合適的AD轉換器，同時為保證四個通道能夠同時 采樣，并相互獨立以減小速道間的相互干擾，選擇需要的AD轉換器 的數量。在該模塊中還需要對自適應可變增益放大電路模塊15的輸 出信號進行處理，以滿足AD轉換器的輸入信號性能要求，達到最佳 的AD轉換性能。(8) 采用高速微處理器17，此為本發明的一發明點。在對四路 模擬信號進行模數轉換后，將轉換后得到的數字信號輸出到高速微處 理器17進行處理在對信號進行模數轉換后，將轉換后的數字信號輸出到高速微處 理器17進行處理。在該模塊中需要完成四通道數字信號ADC1、 ADC2、 ADC3、 ADC4的數字濾波處理，對QD光電探測器四個象限非均勻性及 后續處理電路四個通道間的不均勻性等進行補償，自適應可變增益放 大電路模塊15的放大倍數的控制，QD光電傳感器上光斑偏移量解算、 激光光束偏轉角解算，偏移量的傳輸工作。由于高度微處理器(如 DSP、 FPGA等)的運算速度非常快，能達幾十兆、上百兆甚至上千兆， 同時這類高速微處理器的運算精度也很高，大多都能夠大于16位，
幾乎都大于單片機的處理速度和處理精度，因此能夠迅速完成這些工 作，得出激光光束偏轉角，從而達到很高的光束偏轉角解算速度，并 同時提高光束偏轉角的解算精度。
(9)采用了偏移量顯示模塊18，便于人眼觀察。本發明采用了偏移量顯示模塊18，將激光光束的偏轉角信息顯示出來。該顯示模塊可由上位機接收高速微處理器模塊解算所得的激光光束偏轉角，然后在上位機上顯示；也可由另外的MCU通過數碼管、液晶顯示屏或其 它顯示裝置顯示激光光束的偏轉角。
本發明的效果本發明由于采用了全數字處理的方式能夠克服由 于前級信號調理的模擬電路各通道間性能參數不均衡帶來的測量精 度降低的缺點；因采用加減法電路所帶來的電路共模電壓、失調電壓 等的影響帶來的解算精度的下降；以及因采用自適應可變增益放大電 路使該方法能夠通過根據輸入信號強弱自動改變增益大小的方式來 維持進入AD采集單元時信號強度的大小，克服了因輸入光強變化所 帶來的信噪比下降而導致解算精度降低的缺點；以及因采用高速微處 理器進行光束偏轉角解算的方式克服了因采用單片機解算所造成的 解算速度不快的缺點。
圖l為激光束偏移角測量光路圖。圖1的1表示的是QD的光敏 面。2是成像物鏡單元2。
圖2為光斑在QD探測器光敏面上的示意圖。在圖2中，1是QD 光電探測器，2是成像物鏡單元2， 3是成像光斑3， 4是第一象限4，5是第二象限，6是第三象限6， 7是第四象限7。圖3為全數字化的四象限探測器檢測激光光束偏轉角的裝置結 構框圖。此圖也是摘要附圖。在圖3中，2是成像物鏡，3是成像光斑3， 8是第一象限所得電 流8，令為Il， 9是第二象限所得電流9，令為12， IO是第三象限所 得電流IO，令為I3; U是第四象限所得光電流U，令為14。圖4是已有技術的采用四象限探測器作為其光電傳感器，其處理 電路圖。圖5是四象限探測器前置放大電路其中第一象限的電路圖。 圖6是四象限探測器第一象限濾波電路的電路圖。 圖7是四象限探測器第一象限次級放大電路的電路圖。
具體實施方式
實施例1將模擬電路的電路圖給出來了，由于自適應可變增益放大電路、 AD轉換電路和微處理器電路可直接在器件的Datasheet里面的應用 電路進行設計，模擬電路才是真個電路的核心，所以只給出了模擬部 分的電路圖。如圖3所示， 一種全數字化的檢測激光光束偏轉角的裝置的構成 由QD光電探測器1、前置放大電路模塊12、濾波電路模塊13、次 級放大電路模塊14、自適應可變增益放大電路模塊15、四路AD轉換 電路16、高速微處理器17和偏移量顯示模塊18構成；前置放大電路模塊12、濾波電路模塊13、次級放大電路模塊14、可變增益放大電路模塊15、 AD轉換模塊16、高速微處理器模塊17和偏移量顯示模塊18依次連接；高速微處理器模塊17還與可變增益放大電路模塊15連接。'下面結合附圖，提供全數字化的四象限探測器檢測激光束偏轉角的方法，其歩驟和條件如下在圖1中，激光束經成像物鏡單元2聚焦到QD光電探測器的光 敏面1上，在這期間，還需要調整QD光電探測器的光敏面相對于成 像物鏡單元2的位置，使QD光電探測器的光敏面上的成像光斑的大 小能夠在0. 1倍到1倍的QD光電探測器的光敏面內接圓直徑范圍內 調整，這樣以達到最佳的探測性能。在圖2中，激光光束經成像物鏡2后的成像光斑3位于QD光電 探測器l的光敏面2的四個象限第一象限4，第二象限5，第三象 限6和第四象限7中，在QD光電探測器將各個象限上的光能轉換為 相應的電流的時候，由于成像光斑3的光能在四個象限上的分量不 同，導致由QD光電探測器轉換所得的各個象限的電流大小也不相同， 因為激光的譜線寬度很窄，相對于QD光電探測器的光譜響應曲線來 說，可以認為激光源為線光源，即QD光電探測器的響應度在該激光 光束波段范圍內為常數，則QD光電探測器各象限的響應電流與該象 限所得的光功率大小成正比。它們直接反應了光斑能量中心相對于 QD光電探測器像敏面四個象限所形成坐標系內的位置，由該位置即 可求的激光束的偏轉角。在圖3中，QD光電探測器將激光光束經成像物鏡2后的成像光斑
3對應于QD探測器四個象限上的光能及光斑的位置信息轉換成相應 的四路電信號第一象限所得電流8，令為II;第二象限所得電流9， 令為I2;第三象限所得電流IO，令為I3;第四象限所得光電流ll， 令為14。這四路電流信號經前置放大電路模塊將電流信號轉換為電 壓信號，并將其放大。前置放大電路模塊12有如下3種實現方式(1)采用零偏放大的方式將由QD光電探測器所得的電流信號(11， 12， 13， 14)直接轉換 成電壓信號，同時使之得到放大；(2)讓QD光電探測器工作在反相 偏壓的工作狀態下，采用直流放大的形式將由QD光電探測器所得的 電流信號(II, 12， 13， 14)轉換為電壓信號，并使之放大；(3)讓QD 光電探測器工作在方向偏壓的工作狀態下，采用交流放大的形式將由 QD光電探測器所得的電流信號(11,12,13,14)轉換為電壓信號，并 使之放大。如可采用第二種實現方式，前置放大電路以第一象限為例， 如圖5所示。由于QD光電探測器固有噪聲、前置放大電路的固有噪聲、背景 噪聲等噪聲的影響，導致前置放大后的信號其信噪比較低。本發明中 采用濾波電路模塊13對其進行濾波，以提高信噪比。根據光信號的 頻帶以及應用要求可設計具體的濾波電路以達到最好的濾波效果，提 高信噪比，提高光斑偏移量的解算精度。以第一象限為例，濾波電路 可如圖6所示進行設計。由于在進行遠距離的激光光束偏轉角的測量 中，信號通常很微弱，盡管經過前置放大電路后信號得到增強，但仍 很小，需要對其進行再一次的放大。本發明采用次級放大電路模塊14對濾波后的信號進行再次放大，增大有效信號的幅度，提高信噪 比。以第一象限為例，次級放大電路可如圖7所示。同時由于傳輸距離遠，傳輸過程中難免會受到其它因素的干擾， 造成信號強度降低，在放大倍數相同的情況下，降低了信號的信噪比， 導致偏移量解算精度的降低。本發明采用自適應可變增益放大電路模 塊15對其進行處理，在信號較弱的時候提高放大倍數，在信號過強 的時候降低放大倍數，以使信噪比保持在一個高的狀態，保證光斑偏 移量解算精度的穩定性。此處電路圖可參考所選用的可變增益放大器的Datasheet進行設計。在對信號進行可變增益放大后，采用AD轉換模塊16將模擬信號 轉變成為數字信號。在四路AD轉換電路16中，可根據需要的轉換精 度、信號電壓的范圍、通道的數量、通道AD轉換的轉換方式(同步 轉換或順序轉換)等選擇合適的AD轉換器，同時為保證四個通道能 夠同時采樣，并相互獨立以減小通道間的相互干擾，選擇需要的AD 轉換器的數量。在該模塊中還需要對自適應可變增益放大電路模塊 15的輸出信號進行處理，以滿足AD轉換器的輸入信號性能要求，達 到最佳的AD轉換性能。此處AD轉換器可選用單通道的，其電路可參 考器件的Datasheet進行設計。在對信號進行模數轉換后，將轉換后的數字信號輸出到高速微處 理器17進行偏移量解算。在該模塊中需要完成四通到數字信號數字 濾波處理，對QD光電探測器四個象限非均勻性及后續處理電路四個 通道間的不均勻性等進行補償，自適應可變增益放大電路模塊15的放大倍數的控制，QD光電傳感器上光斑偏移量解算、激光光束偏轉角解算，偏移量的傳輸等工作。由于高度微處理器(如DSP、 FPGA 等)的運算速度非常快，能達幾十兆、上百兆甚至上千兆，同時這類 高速微處理器的運算精度也很高，大多都能夠大于16位，幾乎都大 于單片機的處理速度和處理精度，因此能夠迅速完成這些工作，得出 激光光束偏轉角，從而達到很高的光束偏轉角解算速度，并同時提高 光束偏轉角的解算精度。為便于人眼觀察，本發明采用了偏移量顯示模塊18，將激光光束 的偏轉角信息顯示出來。該顯示模塊可由上位機接收高速微處理器模 塊解算所得的激光光束偏轉角，然后在上位機上顯示；也可由另外的 MCU通過數碼管、液晶或其它顯示裝置顯示激光光束偏轉角。
權利要求
1、全數字化的四象限探測器檢測激光束偏轉角的裝置，有前置放大電路(12)、濾波電路(13)、AD轉換電路(16)、偏移量顯示模塊(18)其特征在于，其特征在于，還有四象限探測器(1)、次級放大電路模塊(14)、可變增益放大電路模塊(15)和高速微處理器模塊(17)構成；前置放大電路模塊(12)、濾波電路模塊(13)、次級放大電路模塊(14)、可變增益放大電路模塊(15)、AD轉換模塊(16)、高速微處理器模塊(17)和偏移量顯示模塊(18)依次連接；高速微處理器模塊(17)還與可變增益放大電路模塊(15)連接。
2、全數字化的四象限探測器檢測激光光束偏轉角的方法，其特 征在于，步驟和條件如下1)調整四象限探測器(1)的光敏面相對于成像物鏡單元(2) 的位置，以調整成像光斑在四象限探測器(l)光敏面上的大小激光光束經成像物鏡單元(2)聚焦到四象限探測器(1)的光敏 面上，調整四象限探測器(l)的光敏面相對于成像物鏡單元(2)的位 置，使四象限探測器(l)的光敏面上的成像光斑(3)的大小能夠在0. 1 倍到1倍的四象限探測器(l)光敏面內接圓直徑內調整；2) 測量成像光斑在四象限探測器(l)的四個象限所產生的光電流；3) 將光電流信號轉換為電壓信號，并將其放大 四象限探測器(1)將激光光束經成像物鏡單元(2)后的成像光斑(3)對應于四象限探測器的(l)四個象限上的光能及光斑的位置信息轉換成相應的四路電信號第一象限所得電流(8)，令為II; 第二象限所得電流(9)，令為12;第三象限所得電流(10)，令為13; 第四象限所得光電流(11)，令為14，這四路電流信號經前置放大電 路模塊(12)將電流信號轉換為電壓信號，并將其放大；有如下方式: 所述的前置放大電路模塊(12)，采用零偏放大的方式，將由四 象限探測器(l)所得的電流信號II， 12， 13， 14直接轉換成電壓信號， 同時使之得到放大；或者，讓四象限探測器(l)工作在反相偏壓的工作狀態下，采用直流放大的形式，將由四象限探測器(l)所得的電流信號H，I2，I3，I4轉換為 電壓信號，并使之放大；或者，讓四象限探測器(l)工作在反相偏壓的工作狀態下，采用交流放大 的形式，將由四象限探測器(l)所得的電流信號II, 12， 13,14轉換為 電壓信號，并使之放大；4)采用濾波電路模塊(13)對步驟3)得到的前置放大后的信號 進行濾波提高信噪比；5) 采用次級放大電路模塊(14)，對步驟4)的濾波后的信號進 行再次放大，增大有效信號的幅度，提高信噪比6) 采用自適應可變增益放大電路模塊(15)對步驟5)得到的 信號進行進一步放大，在信號較弱的時候提高放大倍數，在信號過強 的時候降低放大倍數，以使信噪比保持在一個高的狀態，保證光斑偏 移量解算精度的穩定性；7) 對歩驟6)得到的信號通過四路AD轉換電路(16)將其轉換為數字信號在四路AD轉換電路(16)中，可根據自適應可變增益放大電路 模塊(15)后輸出信號的幅值范圍確定AD轉換芯片的轉換電壓范圍；四路AD轉換電路能夠同時進行四路AD轉換，并有較好的集成線性誤 差和差分線性誤差，同時盡量在四路AD轉換的時候無串擾，根據上 述要求可選取合適的AD轉換芯片以及芯片的數量；8) 在對信號進行模數轉換后，將轉換后的數字信號輸出到高速微處理器(17)進行偏移量解算在該模塊中需要完成AD轉換芯片的控制，ADC1、 ADC2、 ADC3、 ADC4四通道數字信號的數字濾波處理，對四象限探測器(1)的四個 象限非均勻性及后續處理電路四個通道間的不均勻性等進行補償，自 適應可變增益放大電路模塊(15)的放大倍數的控制，四象限探測器 (1)上光斑偏移量解算、激光光束偏轉角解算和偏移量的傳輸，得 出激光光束偏轉角；9) 采用偏移量顯示模塊(18)，將激光光束的偏轉角信息顯示出來該顯示模塊可由上位機接收高速微處理器模塊解算所得的激光 光束偏轉角，然后在上位機上顯示；或者，由另外的微控制器通過數 碼管、液晶顯示屏或其它顯示裝置顯示激光光束的偏轉角。
3、如權利要求2所述的全數字化的四象限探測器檢測激光束偏 轉角的方法，其特征在于，所述的步驟3)中的前置放大電路模塊(12)， 采用零偏放大的方式，將由四象限探測器(1)所得的電流信號 II， 12， 13， 14直接轉換成電壓信號，同時使之得到放大。
4、 如權利要求2所述的全數字化的四象限探測器檢測激光束偏 轉角的方法，其特征在于，所述的步驟3)中的前置放大電路模塊(12)， 讓四象限探測器(1)工作在反相偏壓的工作狀態下，采用直流放大 的形式，將由四象限探測器(1)所得的電流信號II， 12， 13， 14轉換 為電壓信號，并使之放大。
5、 如權利要求2所述的全數字化的四象限探測器檢測激光束偏 轉角的方法，其特征在于，所述的步驟3)中的前置放大電路模塊(12)， 讓四象限探測器(1)工作在反相偏壓的工作狀態下，采用交流放大 的形式，將由四象限探測器(1)所得的電流信號II， 12， 13， 14轉換 為電壓信號，并使之放大。
全文摘要
本發明涉及全數字化的四象限探測器檢測激光光束偏轉角的裝置及方法。該裝置有前置放大電路(12)、濾波電路(13)、AD轉換電路(16)、偏移量顯示模塊(18)，還有四象限探測器(1)、次級放大電路模塊(14)、可變增益放大電路模塊(15)和高速微處理器模塊(17)構成；本發明由于采用了全數字處理的方法解決了測量精度降低的問題；采用自適應可變增益放大電路使該方法能夠通過根據輸入信號強弱自動改變增益大小的方式來維持進入AD采集單元時信號強度的大小，克服了因輸入光強變化所帶來的信噪比下降而導致解算精度降低的缺點；采用高速微處理器進行光束偏轉角解算的方式克服了因采用單片機解算所造成的解算速度不快的缺點。
文檔編號G01D5/30GK101158590SQ20071005630
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月13日 優先權日2007年11月13日
發明者王乾發 申請人:長春理工大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
