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研究生： 尤皓正
Hau-Jin You
論文名稱： 飛時式雷射測距之計時器特性量測
指導教授： 梁忠義
Thomas C. Y. Leung
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 光電科學與工程學系
Department of Optics and Photonics
畢業學年度： 88
語文別： 中文
論文頁數： 57
中文關鍵詞： 計時器 、雷射測距 、飛時式雷射測距 、傳遞延時鏈 、插補器
外文關鍵詞： timer, laser rangefinding, Time-of-flight Laser Rangefinding, propagation delay chain, interpolator
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    • 本論文的目的在於提出一種可以測量多種計時電路之解析度與線性度等特性的檢測系統。利用一顆單晶片微處理器(AT89C51) 、個人電腦與標準的計時儀架構了一個測試系統，且規劃出一個測量流程以取得大量的數據，以便對這些數據做統計分析。透過此一測試與分析，可以驗證計時電路的性能。
    本論文針對我們所提出的兩種計時電路做一個完整的測試與分析。其一為數位式的計時電路:分支型傳遞延時式計時電路，包含了兩組各含有81個延時單元的插補電路、一個時間分割電路和一個6-bit計數器。另一種為類比式的計時電路:時間對振幅轉換鏈，包含了兩個三角波產生電路、四個取樣與保持電路、四個類比至數位訊號轉換器和一個計數器。利用我們所提出的測試架構與測量流程去對這兩種計時電路的性能做測試與分析，以證明計時電路的解析度和線性度是否都在要求的範圍內。

    第一章 緒論…………………………………………………………1 1-1 三角測距法……………………………………………………1 1-2 光束調制式雷射測距法………………………………………3 1-3 脈衝飛時式雷射測距法………………………………………6 第二章 計時方法……………………………………………………8 2-1 傳遞延時式計時插補電路……………………………………10 2-2 分支型傳遞延時式計時插補電路……………………………13 2-3 環狀結構的傳遞延時式計時器………………………………18 2-4 類比式插補法…………………………………………………22 2-5 時間對振幅轉換鏈……………………………………………25 第三章 分支型傳遞延時式計時插補電路的測試…………………28 3-1 資料的讀取……………………………………………………28 3-2 資料的處理與統計……………………………………………37 3-3 解析度與線性度分析…………………………………………41 3-4 溫度與電源電壓的分析………………………………………44 第四章 時間對振幅轉換鏈的測試…………………………………46 第五章 結論…………………………………………………………55 參考文獻……………………………………………………………57

    [1] Frank J. Pipitone, and Thomas G. Marshall, "A Wide-field Scanning Triangulation Rangefinder for Machine Vision," International Journal of Robotics Research, Vol. 2(1), pp. 39-49 (1983).
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    [3] 葉德榮，"光電測距技術及三度空間量測系統應用(上)"，光電資訊，第19期，p32 (1993).
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    [5] ALTERA Coperation,"DATA BOOK", pp. 29-36 (1998).
    [6] P. Horowitz, "The Art of Electronics" 2nd, W. Hill, p1024, (1989)
    Cambridge Univ. Press, ISBN:0-521-37095-7.
    [7] K. Maatta and J. Kostamovaara, "A High Precision Time-to-Digital Counter for Pulsed Time-of-Flight Laser Rader Application," IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement, Vol. 47(2), pp. 521-536, (1998).

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