相位式激光测距系统是一种典型的非接触式测量方法,运用激光的高亮度和良好的方向性等优点,并结合高灵敏度的光电探测器来实现高精度的距离测量。由相位式激光测距的原理可知,调制频率的大小和相位鉴别的精度是直接决定相位式激光测距系统的精度重要因素,因此提高调制信号的频率和相位鉴别的精度是本论文至关重要的环节。本论文首先介绍了近年来国内外相位式激光测距系统的概况,总结比较了各自的优点和相关的参数,阐明了激光测距系统的研究意义和应用前景。结合激光测距系统的基本原理,将多种不同方式的激光测距系统进行了详细地介绍、分析和对比,同时也分析和对比了多种不同方式的相位鉴别方法,为后文中需要采用的相位式激光测距系统的设计方案提供了良好的理论支持。接下来,对本相位式激光测距系统进行了整体系统结构的分析和介绍,提出了一种较为新颖的调制方式即采用FPGA编写的I~2C时序协议来对Si5351芯片内部的时钟发生器进行配置并输出两个已经调制的信号,该两个信号的调制频率分别为2.5MHz和150MHz,与DDS的方式来产生的调制信号相比较,该直接调制信号的方式简单方便,灵活度高且体积小功耗低便于将整体系统的集成化。再根据本系统结构流程的顺序,依次对各个模块的设计原理和工作方式,对其进行硬件电路的详细设计;本系统采用的是谱分析的方式来鉴别相位差,并根据谱分析法鉴别相位的方式对本相位式激光测距系统进行算法的剖析和程序的编写。最后,对本系统的稳定性和测距精度进行试验即在不同时间间隔的情况下,分别对该系统反复进行单次测量和连续测量,实验结果表明该相位式激光测距系统在0-40m内的测量误差为±5mm,均方差为3mm。