对信号处理问题的探讨

　　本文以((激光扫描浏径仪》为例，时光电信号处理的光电转换的频率响应和透光物体中心噪声等问题进行了探讨，突破了一些技术难题，实验表明措施是有效的。

　　《激光扫描测径仪》是一台融光学、机械、电气和计算机为一体的综合性设备。该设备主要用于玻璃管拉管生产线上，对玻璃管的外径进行非接触性的实时测量和控制。《激光扫描测径仪》具有很强的实用性，无论是对透光物体还是不透光物体，不管是对常温物体还是温度较高的物体都能进行非接触性测量。并且有测量速度快，工作可靠，准确度高的优点。由于整个测量控制过程均由计算机参与完成，因此自动化程度较高，进一步提高了生产率和成品合格率。

　　《激光扫描测径仪》的主要工作原理如图l所示。

　　该设计中，利用由同步电机带动的反射镜M，，匀速旋转产生的发射激光光束，经发射透镜后形成一束平行的激光光束，匀速地对被测工件由上至下进行扫描。光束扫至工件时，光线就被遮住，从而形成暗区。被测工件的直径正比于遮光时间，测出这段时间，就能计算出工件的直径。这就是该测径仪的基本工作原理。

　　光电信号处理是整个测径系统的关键部分之一，信号处理得好坏直接影响到测量结果。它对于数字电路能否正确地完成逻辑判断和控制功能起着决定性的作用。

　　一  问题的提出

　　《激光扫描测径仪》主要用在生产线上，对该仪器的重复性和稳定性都提出了特殊的要求。这需要从光、机、电、计算机四个方面去研究解决，而对于电气，则主要取决于光电信号的处理。

　　通常，光电信号处理包括光电变换、电信号前置放大及处理两大部分。在《激光扫描测径仪》中，光电变换是由光敏二极管完成的，对转换后的电信号再作二级放大处理。

　　当工件放在被测位置时，激光光束对工件不断进行扫描，光敏二极管将明暗的光信号转变成电信号，经放大后，应输出如图2所示的波形。

　　这是理想的输出波形，低电平表示挡光形成的暗区;高电平表示透光形成的亮区。中标是两个起自定标作用的块规所产生的暗区，巾玻表示被测玻璃管的直径。

　　但在实际调试中，从示波器上观察到的却是图3所示的波形。

　　从波形上可以看出两个问题:一个是各脉冲的边沿不陡;另一个是在玻璃管中心区域有较强的噪声，即所谓的中‘夕桑声。实验表明，这两个问题直接影响到数字电路的逻辑判断，造成误判，从而测量数据很不稳定，甚至混乱。分析其原因主要是两个因素: