四象限探测器的工作原理
四象限光电探测器实际由四个光电探测器构成，每个探测器一个象限，目标光信号经光学系统后在四象限光电探测器上成像。一般将四象限光电探测器置于光学系统焦平面上或稍离开焦平面。当目标成像不在光轴上时，四个象限上探测器输出的光电信号幅度不相同，比较四个光电信号的幅度大小就可以知道目标成像在哪个象限上（也就知道了目标的方位），若在四象限光电探测器前面加上光学调制盘，则还可以求出像点偏离四象限光电探测器中心的距离或θ角来。
采用四象限探测器设计光电定向系统
以下几点探讨：
1、发射部分可以不管；
2、学习有关A/D转换的知识。A/D转换后是数字信号，可以直接接单片机的P0口；
3、重点掌握单片机的最小应用系统；还有软件上电复位后的第一条指令的放置位置；
4、如果在图书馆附近或大学附近的话，可以参考与单片机有关的论文，重点参考其硬件组成和软件流程；
5、硬件部分包括3部分：
A、要设计一个象限探测器的偏置电路和放大处理电路，这部分你们的教材是可以参考的；
B、设计一个A/D转换电路；不要求精度太高的，8位就可以了；
C、设计一个单片机最小应用系统；
6、软件部分：
A、初始化部分；
B、A/D转换电路的控制指令、A/D转换后的数据存储、处理
四象限光电探测器的信号处理算法
为束斑在四象限上的位置。图中四象限探测器光敏面的半径为R。四象限中心与直角坐标的零点O重合。图中四象限的对称轴分别与坐标的x、y轴重合。束斑中心为O?。当O?位于四象限中心时，四个象限上接收到的光信号强度相等，经计算处理后得到的误差信号为零。当O?逐渐偏离O时，Er逐渐增大。Ex、Ey分别代表Er在x、y方向上的分量。为消除束斑光强（光能量或功率）波动对Er的影响，通常要对Er进行归一化处理。即在Er计算过程中除以一个与束斑光强度相关的量值。根据不同的应用目的，束斑半径r相对于四象限光敏区半径R存在一个最佳值ropt。对大多数应用场合ropt取1/2R。
