2.2 四象限放大及滤波处理

　　激光探测电路的噪声包括外部扰动和内部噪声。

　　外部扰动主要来自于激光发射器、光路传播介质、背景光以及电路本身。这些扰动可以通过先进行背景环境的测量来改善或者消除。内部噪声是与待测信号并存的，可以滤波的方法抑制噪声。

　　目标信号处理电路如图5所示。

　　由于内部噪声的存在，并要在噪声进入放大电路之前滤除，则在光电探测器的阴极加上滤波电路。其截止频率fc=1 /(RfC)。

　　令fc=10 kHz,采用一阶滤波器，则有C=0.001 μF,R=1 /(Cfc) =100 kΩ。

　　将A,B,C,D四路电流信号分别经过四个运放转换成四路电压信号。增大OP放大器的反馈电阻时，会引起干扰振荡。OP放大器有数pF到数十pF的输入寄生电容Cin,会使OP放大器的稳定性变差，产生自激振荡。在OP放大器中加入输入电容，电阻Rf和Cin构成一个新的频率转折点。为了防止自激振荡，用电容Cf与反馈电阻Rf并联。电容Cf有相位超前的作用，对转折点而言就是零点，零点频率fz=1 /(2πCf Rf ) .

　　通常，Cf>Cin,Cin约为5~6 pF.这里取Cf =0.001 μF.

　　将处理得到的电压信号通过加法、减法运算电路[5],利用MSP430内部的运算能力进行归一化处理，这样就能避免除法器的设计。

　　2.3 电机驱动模块

　　利用桥式电路来驱动直流电机，用PWM 波控制电机的转速，另外用单片机的I/O端口控制其正反转。电机驱动电路如图6所示。

　　3 系统控制

　　软件部分主要包括：测量环境背景光线数据、自动搜索目标物、AD采样、坐标运算、PID算法、驱动电机。单片机端的主程序使用了循环查询的方式来决定当前应该执行的任务。主程序主要完成内部ADC,Timer,PWM初始化，采集的数据归一化。其流程图如图7所示。

　　3.1 A/D采集

　　四象限光电探测器接收的信号进过滤波、放大、加法运算、减法运算处理后，输出三路电压信号，因此采用MSP430F169的三通道多次采集，程序如下：