一種激光制導(dǎo)系統(tǒng)的光電信號處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于激光制導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種激光制導(dǎo)系統(tǒng)的光電信號處 理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在激光半主動制導(dǎo)系統(tǒng)中，通常使用四象限光電探測器探測目標(biāo)方位。當(dāng)目標(biāo)發(fā) 生偏移時，由于象限間輻射通量的變化，引起各個象限輸出的光電流變化，四象限探測器輸 出的電信號也會有相應(yīng)的變化，光電信號經(jīng)過一系列處理后會得到目標(biāo)角度值。所以，光電 信號的處理至關(guān)重要，它的處理好壞直接影響到目標(biāo)角度值的精度。
[0003] 激光回波信號經(jīng)過一系列光學(xué)鏡片接收并通過光電探測器轉(zhuǎn)換成四路電信號，通 常，這四路電信號只經(jīng)過簡單的RC濾波甚至不經(jīng)過任何濾波處理，而且在結(jié)構(gòu)上也沒有做 良好設(shè)計考慮，就送入后級信號處理電路。上述做法在實驗室條件下，激光制導(dǎo)系統(tǒng)在功能 測試方面可能沒有太大問題，一旦進入性能指標(biāo)測試或者外場試驗時，光電探測器轉(zhuǎn)換成 的四路電信號就有可能引入噪聲干擾，最終會影響到目標(biāo)角度值的測量精度，在復(fù)雜環(huán)境 下甚至?xí)G失目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種激光制導(dǎo)系統(tǒng)的光電信號處理 裝置，旨在解決激光制導(dǎo)系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下抗干擾能力差而導(dǎo)致測量精度低的問題。
[0005] 本發(fā)明提供了一種激光制導(dǎo)系統(tǒng)的光電信號處理裝置，包括激光回波接收單元、 光電探測器、光電信號處理電路和濾波連接器；所述光電探測器的輸入端連接至所述激光 回波接收單元的輸出端，所述光電信號處理電路的輸入端連接至所述光電探測器的輸出 端；所述濾波連接器的輸入端連接至所述光電信號處理電路的輸出端；所述光電信號處理 電路包括：第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和放大器；所述 第一電阻的一端作為所述光電信號處理電路的輸入端，所述第一電阻的另一端通過所述第 三電阻連接至所述放大器的正向輸入端，所述放大器的反向輸入端通過所述第四電阻接 地；所述放大器的正輸出端和負(fù)輸出端作為所述光電信號處理電路的輸出端；所述第二電 阻連接在所述第一電阻與所述第三電阻的連接端與地之間；所述第五電阻連接在所述放大 器的正向輸入端與所述放大器的負(fù)輸出端之間；所述第六電阻連接在所述放大器的反向輸 入端與所述放大器的正輸出端之間。所述光電信號處理電路能夠很好的抑制共模噪聲，抗 干擾能力強，并做了良好的阻抗匹配性設(shè)計。
[0006] 更進一步地，所述光電信號處理電路中各個電阻的阻值應(yīng)滿足如下匹配關(guān)系：
[0007]
[0008] 其中，第一電阻的阻值R。= 50Q，Ra為第四電阻的阻值，Rb為第五電阻和第六電 阻的阻值，Ry為第二電阻的阻值，Rx為第三電阻的阻值，k〈l，G為放大器的增益。
[0009] 更進一步地，所述光電信號處理裝置還包括光學(xué)系統(tǒng)支架，所述光學(xué)系統(tǒng)支架與 所述激光回波接收單元固定且無縫連接。
[0010] 更進一步地，所述光電探測器安裝在所述激光回波接收單元的尾部，所述光電信 號處理電路焊接在所述光電探測器上，所述激光回波接收單元、所述光電探測器、所述光學(xué) 系統(tǒng)支架和所述濾波連接器構(gòu)成一個金屬封閉的空間。
[0011] 更進一步地，所述光學(xué)系統(tǒng)支架包括第一緊固螺孔、第二緊固螺孔、圓柱筒壁、底 座和方孔；所述圓柱筒壁向左開口，且開口處設(shè)置有圓環(huán)形臺面，圓環(huán)形臺面上設(shè)置有四個 第一緊固螺孔；所述圓柱筒壁與所述底座為一體化設(shè)置，在所述底座的中心設(shè)置有用于安 裝所述濾波連接器的方孔，所述第二緊固螺孔用于緊固所述濾波連接器。
[0012] 本發(fā)明具有抗干擾能力強，動態(tài)范圍寬，能夠有效降低信號傳遞中的偶次諧波而 減少失真等良好的電氣特性；同時將激光回波接收單元、光電探測器、光學(xué)系統(tǒng)支架以及濾 波連接器結(jié)合在一起，構(gòu)成一個金屬封閉的空間；以最短的傳輸路徑將光電探測器輸出電 壓信號送入光電信號處理電路，避免了外部環(huán)境的噪聲干擾。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明實施例提供的的單端輸入轉(zhuǎn)差分輸出電路。
[0014] 圖2為本發(fā)明實施例提供的單端輸入信號的等效變換過程。
[0015] 圖3為本發(fā)明實施例提供的單端輸入轉(zhuǎn)差分輸出電路的等效電路。
[0016] 圖4為本發(fā)明實施例提供的激光制導(dǎo)系統(tǒng)的光電信號處理裝置全剖圖。
[0017] 圖5為本發(fā)明實施例提供的光電信號處理電路板平面結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖6為本發(fā)明實施例提供的光學(xué)系統(tǒng)支架結(jié)構(gòu)圖，圖6 (a)為左視圖，圖6(b)為主 視全剖圖，圖6(c)為右視圖。
【具體實施方式】
[0019] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0020] 本發(fā)明涉及一種激光制導(dǎo)系統(tǒng)的光電信號處理裝置，其具有抗干擾能力強，動態(tài) 范圍寬，能夠有效降低信號傳遞中的偶次諧波而減少失真等良好的電氣特性，再配合巧妙 的結(jié)構(gòu)設(shè)計，進而使光電信號幾乎無失真的傳輸?shù)胶蠹壭盘柼幚黼娐贰?br>[0021] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足或改進需求，本發(fā)明的目的在于提供一種光電信號的處理 裝置。使其具有抗干擾能力強，動態(tài)范圍寬，能夠有效降低信號傳遞中的偶次諧波而減少失 真等良好的電氣特性，再配合巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，進而使光電信號無失真的傳輸?shù)胶蠹壧幚?電路。
[0022] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在電路和結(jié)構(gòu)兩個方面都做了優(yōu)化設(shè)計：
[0023] (1)在電路設(shè)計方面，當(dāng)激光制導(dǎo)系統(tǒng)距離目標(biāo)較遠時，光電探測器接收到的能量 很微弱，以至于光電探測器輸出的電壓信號很小，很容易受到外界的噪聲干擾，如果光電探 測器輸出的電壓信號幅值小于噪聲的幅值，也就是淹沒在噪聲之中，那么制導(dǎo)系統(tǒng)就無法 捕獲到目標(biāo)，從而影響其作用距離。在正常情況下，即使光電探測器輸出的電壓信號幅值大 于噪聲的幅值，但較大幅值的噪聲干擾同樣會影響目標(biāo)角度值的測量精度。
[0024] 正是基于上述考慮，本發(fā)明在光電探測器輸出的后端設(shè)計了一種單端輸入轉(zhuǎn)差分 輸出的光電信號處理電路，并做出了精確地阻抗匹配分析與計算；差分輸出后端設(shè)置了具 有濾波與抗干擾功能的低通濾波器和磁珠；光電信號處理電路在印制板布局布線時嚴(yán)格按 照單端轉(zhuǎn)差分放大器數(shù)據(jù)手冊上的布局布線規(guī)則進行。
[0025] (2)針對激光制導(dǎo)系統(tǒng)工作環(huán)境的復(fù)雜性，為使其具有更強的抗干擾能力，在結(jié)構(gòu) 設(shè)計方面，本發(fā)明巧妙的將激光回波接收單元、光電探測器、光學(xué)系統(tǒng)支架以及濾波連接器 結(jié)合在一起，構(gòu)成一個金屬封閉的空間。光電探測器安裝在光電信號處理電路上合為一體， 以最短的傳輸路徑將光電探測器輸出電壓信號送入光電信號處理電路，合為整體放入金屬 封閉的空間，避免了外部環(huán)境的噪聲干擾。
[0026] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。
[0027] 本發(fā)明在光電探測器輸出的后端設(shè)計了一種單端輸入轉(zhuǎn)差分輸出的光電信號處 理電路，并做出了精確地阻抗匹配分析與計算。
[0028] 高頻放大電路中，特別講究阻抗匹配。阻抗匹配中要求信號路徑上不發(fā)生電阻突 變，也不存在電阻不等，而傳輸線等效阻抗一般為50 Q或者75 Q，夾在前級輸出和后綴輸 入之間。所以，多數(shù)情況下，信號源或者前級放大電路的輸出阻抗一般選為50Q，以便與傳 輸線等電阻，而后級放大電路的輸入阻抗也必須是50 Q，以與傳輸線匹配。
[0029] 設(shè)計單端輸入轉(zhuǎn)差分輸出電路，必須保證如下要求：
[0030] 第一：信號源具有R。= 50Q的輸出阻抗，因此電路入端的輸入阻抗必須也是 500。如圖1中，必須保證從Uy標(biāo)注點處看進去的放大器輸入電阻R 1S 50Q ;
[0031] 第二：上下兩條支路是對稱的，以實現(xiàn)平衡輸出，標(biāo)注點Uy處的信號輸出電阻R 3, 加上Rx，應(yīng)該剛好等于圖3所示等效電路圖中的R a。
[0032] 這樣，在信號源輸出電阻為50 Q，設(shè)定增益為G的情況下，需要選擇Ra、Rb、Rx、Ry， 以滿足輸入阻抗匹配，上下對稱，總增益為G的要求。這似乎有點難度，