[其他]速度可調式斬光器

在審

• 申請號: 101986000000557
• 申請日: 1986-04-12
• 公開（公告）號: CN86100557B
• 公開（公告）日: 1987-02-25
• 發明（設計）人: 王寅觀;邵良華;錢夢
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 代理公司: 同濟大學專利事務所
• 代理人: 陳樹德;徐曉群

本發明速度可調式斬光器，屬于光學和光聲學技術領域，主要用于光束的機械式調制。本發明采用兩個結構簡單的非線性頻率電壓變換器，通過一個減法器將這兩個非線性頻率電壓變換器組合起來。當兩個非線性頻率電壓變換器的元件參數一致時，通過調節器的調節，可實現速度可調式斬光器輸入與輸出之間的線性聯系。本發明結構簡單，性能穩定，精度高，成本低，容易制作。

本發明屬于光學和光聲學中使用的機械式光束調制器。

國內外，速度可調式斬光器有多種形式。例如，有的方法是采用一個斬光盤，通過光敏元件將光路的通斷信號作為速度反饋信號，把這一信號與一個頻率給定的方波信號進行相位比較，即鑒相，再通過電路來進行相位鎖定，這種方法的缺點是線路復雜，價格昂貴;有的方法采用步進電機作為調速元件，用一個頻率很穩定的標準振蕩器，經過脈沖分配器和功率放大器后，驅動步進電機轉動。這種方法的特點是頻率穩定性好，溫度漂移小，但是限于步進電機的工作原理，其轉軸在每一個步距角之間的轉動方式是跳躍的，因而使斬光盤在調制光束的過程中產生了附加的相位噪聲，從而使整個測量系統的靈敏度降低，這種方法依然不夠理想。

在參考了前人工作的基礎上，本發明提出了一種簡單，可靠，穩定的方法，使速度可調式斬光器的斬光頻率與控制信號的頻率，或電壓，或電流的大小成線性關系。

本發明的這種速度可調式斬光器的要點是在設計思想上應用了兩個結構簡單的非線性頻率電壓變換器（3），（4），利用一個減法器（5）將這兩個非線性頻率電壓變換器（3），（4）組合起來。當兩個變換器（3），（4）的元件參數一致時，兩個變換器（3），（4）的輸入頻率便一一對應，從而實現斬光器輸入與輸出之間的線性聯系。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

（1）本發明利用兩個簡單的非線性頻率電壓變換器（3），（4），與一個減法器（5）的組合，即可實現速度可調式斬光器的輸入與輸出之間的線性聯系。

（2）本發明的兩個非線性頻率電壓變換器（3），（4）的輸入頻率與輸出電壓之間的非線性關系，是建立上述這種線性聯系的過渡手段。

（3）本發明的控制方式可以采用頻率信號，直流電壓信號或直流電流信號。

以下結合附圖敘述發明的詳細內容：

圖1為速度可調式斬光器基本單元（G）的結構原理圖。

圖2為非線性頻率電壓變換器（3），（4）的輸入輸出特性曲線。

圖3為非線性頻率電壓變換器（3），（4）的電路原理圖。

圖4為兩個非線性頻率電壓變換器（3），（4）與減法器（5）的組合電路原理圖。

圖5為比例微分積分調節器（6），功率驅動器（7）和調速電動機（8）的電路原理圖。

圖6為轉速頻率轉換器（9），斬光盤（10）和斬光頻率轉換器（11）的電路結構原理圖。

圖7為采用頻率信號作為速度可調式斬光器的輸入控制信號的一個實施例。

圖8為采用直流電壓信號作為速度可調式斬光器的輸入信號的一個實施例。

圖9為采用直流電流信號作為速度可調式斬光器的輸入信號的一個實施例。

本發明如圖1所示，由控制信號（1），輸入插座（2），非線性頻率電壓變換器（3），（4），減法器（5），比例微分積分調節器（6），功率驅動器（7），調速電動機（8），轉速頻率轉換器（9），斬光盤（10），斬光頻率轉換器（11），輸出插座（12）所組成。虛線框內的部分（G）是速度可調式斬光器的基本單元。