1、光电定向实验光电定向实验 一、实验原理一、实验原理 发发射射部部分分 接接收收部部分分 信信号号处处理理电电路路 A/D转转换换单单片片机机 计计算算机机显显示示光电定向系统结构图光电定向系统结构图 1、激光器发射部分、激光器发射部分 光发射电路由光源驱动器、光源（光发射电路由光源驱动器、光源（LED、LD等）、光功率等）、光功率自动控制电路（自动控制电路（APC）等部分组成。本实验系统用）等部分组成。本实验系统用NE555组组成的脉冲发生电路来驱动成的脉冲发生电路来驱动650nm的激光器。的激光器。2、接收部分、接收部分 接收部分主要由接收部分主要由四象限探测器四象限探测器组成。组成。四象限
2、光电探测器：把四个性能完全相同的光电二极管按照四象限光电探测器：把四个性能完全相同的光电二极管按照直角坐标要求排列而成的光电探测器件。直角坐标要求排列而成的光电探测器件。当目标成像不在光轴时，四个象限上探测器输出的光电信号当目标成像不在光轴时，四个象限上探测器输出的光电信号幅度不相同，比较四个光电信号的幅度大小就可以知道目标幅度不相同，比较四个光电信号的幅度大小就可以知道目标成像在哪个象限上（也就知道了目标的方位）。成像在哪个象限上（也就知道了目标的方位）。3、信号处理电路、信号处理电路 （1）偏置与放大电路）偏置与放大电路 四个探测器的输出信号经放大后可由四个探测器的输出信号经放大后可由FD
3、1、FD2、FD3、FD4测试点测量测试点测量（2）采样保持电路（展宽电路）采样保持电路（展宽电路）用于将目标脉冲信号在显示时有一段持续时间，以便观察。用于将目标脉冲信号在显示时有一段持续时间，以便观察。4、数字显示、数字显示 对模拟信号进行模对模拟信号进行模/数转换，从而实现模拟信号的数字显示。数转换，从而实现模拟信号的数字显示。探测器象限定义：探测器象限定义：一一二二 三三 四四 注意事项：注意事项：1、插拔、插拔RS232接口前，必须切断电源开关。接口前，必须切断电源开关。2、不要用眼睛直视激光，以免损伤眼睛。、不要用眼睛直视激光，以免损伤眼睛。二、实验步骤二、实验步骤 1、如下图所示，
4、进行实验箱安装搭建：、如下图所示，进行实验箱安装搭建：半导体激光器半导体激光器四象限探测器四象限探测器 光电定向实验仪光电定向实验仪 计算机计算机四芯航空插座四芯航空插座 六芯航空插座六芯航空插座 串口串口 激光器发射部分用连接线与电路板右边的航空插座相连，激光器发射部分用连接线与电路板右边的航空插座相连，四象限探测器用连接线与左边的航空插座相连。四象限探测器用连接线与左边的航空插座相连。2、打开实验箱右边的电源开关，激光器驱动部分指示灯亮，、打开实验箱右边的电源开关，激光器驱动部分指示灯亮，证明电源接通。证明电源接通。3、将激光器发射部分和探测器接收部分在水平方向对准，调节、将激光器发射部分
5、和探测器接收部分在水平方向对准，调节 激光器发射部分前端的旋钮，使激光器的光斑达到合适大小。激光器发射部分前端的旋钮，使激光器的光斑达到合适大小。对准接收部分的四象限探测器的光敏面中心，其中指示四个对准接收部分的四象限探测器的光敏面中心，其中指示四个 象限的光强指示灯有一个发亮，表明此象限光强最强。象限的光强指示灯有一个发亮，表明此象限光强最强。4、用示波器观测、用示波器观测MC测试点激光器的驱动信号应为脉冲信号，测试点激光器的驱动信号应为脉冲信号，记录下其频率、幅度、波形。记录下其频率、幅度、波形。5、根据指示灯亮的一路信号测量对应象限的脉冲信号的放大、根据指示灯亮的一路信号测量对应象限的脉冲信号的放大 信号和展宽信号，记录下频率和幅度，粗略描绘出波形。信号和展宽信号，记录下频率和幅度，粗略描绘出波形。6、转动接收部分，观察光斑在四个象限内进行移动，分别记录、转动接收部分，观察光斑在四个象限内进行移动，分别记录 下对应的放大信号和展宽信号的频率和幅度，描绘出波形。下对应的放大信号和展宽信号的频率和幅度，描绘出波形。测试点测试点频率频率幅度幅度波形波形ZK1ZK2ZK3ZK47、关闭电源开关，用串口线将实验箱和计算机连好，打开电源、关闭电源开关，用串口线将实验箱和计算机连好，打开电源并运行上机软件。并运行上机软件。光的光的强度强度光斑光斑位置位置
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