高尔夫测距仪拆解
拆解一台高尔夫激光测距仪
一台高尔夫测距仪,是其它测距产品都有的四个子系统——发射端、探测端、两者之间的光学,以及给往返时间计时的电路——再加上它们没有的第五项:倾角传感器,以及把距离变成球员能用的数字的显示界面。从物料清单里选一个部件,拖到设备图上;每个参数都对应到承载它的具体型号。
- 1从物料清单里选一个部件。
- 2拖到模块图上,或者直接点击卡片。
- 3查看它的职责、关键参数,以及承载这些参数的型号。
物料清单
每个部件,一份光学预算。把卡片拖到图上,或者直接点击,旁边的面板会显示该部件的参数。
把部件拖到这里 也可以点击物料清单中的卡片
一台手持高尔夫测距仪,四分之三视角。左前方两个光学窗口分别是发射与接收光路,右端是目镜,顶部是控制凸台。
图中器件位置为讲解示意,不是装配图:位置与拆解结构仅供参考,参数数值以所链接的规格书为准。
逐个部件的参数
与交互视图完全一致的数值,以可阅读、可搜索、可引用的表格呈现。
905 nm 激光二极管 发射器件
发射测距光脉冲。在高尔夫机型上,峰值功率、脉宽与发散角是按几百米量程、以及一块电池支撑成千上万次测量来选的,所以设计起点是家族里紧凑的一端,而不是参数表上峰值功率最高的那一支。
| 峰值波长 | 905 nm (895 - 915 nm) |
|---|---|
| 峰值光功率 | 15 - 600 W |
| 脉冲能量 @ 100 ns | 1.5 - 30 uJ |
| 发散角(FWHM) | 9° x 25° 裸管 | 9° x 6° 加 FAC |
| 脉冲宽度 | 1 - 100 ns (max 100 ns) |
| 最大占空比 | 0.1 % |
| 重复频率 | up to 10 kHz |
| 封装 | TO56 | bare die | VCSEL array |
| 估算距离(回反射靶,40 W) | 755 m |
| 估算距离(漫反射目标,40 W) | 250 m |
雪崩光电二极管 接收器件
决定产品能信任多弱的回波。短距离机型适合小光敏面封装:暗电流和结电容都比大光敏面小,这正是让计时边沿保持陡峭的原因。
| 响应光谱 | 400 - 1100 nm |
|---|---|
| 工作波长 | 905 nm |
| 光敏面 | TO-46 230 µm | LCC 陶瓷 500 µm |
| 响应度 | 80 A/W @ M=100 |
| 响应时间 | 0.5 ns |
| 暗电流 | 0.4 nA @ M=100 |
| 总电容 | 1.0 pF @ M=100 |
| 最佳倍增系数 | 100 |
| 反向击穿电压 | 100 - 200 V |
| 滤光片 | 905 nm spike filter |
| 封装 | TO-46 | LCC1 / LCC2 ceramic |
发射 / 接收光学组件 光学通路
把光分开:发射窗口必须把脉冲打进接收窗口的视场之内,接收窗口要在收够回波的同时,不把发射端自己的杂光一起收进来。
| 光学通道 | 2 路测距(发射 + 接收)+ 观察光路 |
|---|---|
| 正面窗口数 | 2 |
| 发射光束(裸管) | 25 deg |
| 发射光束(FAC) | 6 deg |
| 接收口径 / 焦距 | 由你的光学设计决定 由你的设计决定 |
| 透过率 | 需结合结构图与测试波段确认 由你的设计决定 |
| 接收滤光 | 探测器端 905 nm 窄带滤光 |
LD 驱动 / 计时电路 电路
把储能电容变成纳秒级电流脉冲,再把探测端的边沿还原成一个数字。在高尔夫机型上,它还要在整个温度范围内保持校准——因为这类产品是靠重复性被评判的。
| 最大峰值脉冲电流 | 70 A |
|---|---|
| 脉冲宽度 | 50 ns - 1 us adjustable |
| 重复频率 | 1 kHz - 30 kHz adjustable |
| 上升时间 | 7.5 ns typical |
| 下降时间 | 12 ns typical |
| 控制供电 | 12 V DC |
| 激光器驱动电压 | 1 - 50 V DC |
| 控制方式 | Internal trigger / external TTL |
| 出厂设置 | 100 ns @ 3 kHz, internal trigger |
| 探测器偏压 | 反向 100 - 200 V,需温度补偿 由你的设计决定 |
倾角传感器 / 显示 人机界面
补上普通测距仪没有的两件事——一个角度,和一个可读的数字。设备最终显示直线距离、角度还是补偿后的距离,属于产品定义;在某些比赛中这还受到规则限制。
| 倾角测量范围 | 待确认:产品规格书 由你的设计决定 |
|---|---|
| 角度精度 / 分辨率 | 待确认:规格书与标定条件 由你的设计决定 |
| 坡度补偿功能 | 待确认:该型号是否支持、如何开关 由你的设计决定 |
| 显示类型 / 读数布局 | 待确认:LCD、OLED 或目镜内投影 由你的设计决定 |
| 按键与工作模式 | 待确认:产品定义 由你的设计决定 |
| 指示 / 瞄准通道 | 可选可见光指示——见下方型号 |
本页每一个参数都取自渲染所链接产品页的同一条产品记录,两者不会互相矛盾。
承载这些参数的型号
下面的每个数字都取自渲染产品页所用的同一条记录,本页没有二次录入。
手持 905 nm 发射链路
旗杆是几百米内的合作目标,所以设计从功率范围的下端起步,预算花在重复频率和续航上,而不是峰值功率上。
发射器件的构成方案
为密封手持设备做发射光源有两条路:买叠层裸芯片自己封装,或者选本身就很薄、很耐冲击的 VCSEL 阵列。
接收链路
短距离意味着小光敏面不是妥协,而是更好的选择:暗电流更小、结电容更低、计时边沿更陡。
驱动与时序
一块板上集成了脉冲发生器与驱动电路,重复频率正好覆盖高尔夫机型实际使用的区间。
指示与瞄准光路
面向在不可见测距光路之外,还要加一路可见瞄准点或指示灯的机型。
这台设备就是 905 nm / 脉冲 / 短距离场景
在选型工具里选择 应用 = 测距、波长 = 905 nm、输出 = 脉冲,然后把峰值功率放低:旗杆是几百米内的合作目标,所以下面这条发射链路取自家族里紧凑的一端。如果产品要做大,同样的四个子系统在器件库里可以做到 1.6 km 和 2.1 km;如果必须做到人眼安全,还有 1535 nm 链路可选。
告诉我们量程、目标和体积限制
高尔夫测距仪是测距家族里结构最紧凑的一种:一块电池、几百米量程、屏幕上一个读数。告诉我们需要的量程和可用的空间,我们会给出发射链路、接收器件,以及两者之间的光学方案。