[發明專利]一種紅外輻射譜測量中的調制器控制及反饋系統

有效

• 申請號: 201210199381.1
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102739163A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 魏紅艷;韓維強;廖勝;任棲峰;李強;譚述亮;周金梅;陳為
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: H03B28/00
• 分類號: H03B28/00;H03K3/64
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

技術領域

本發明涉及目標監測與識別的技術領域，特別涉及一種紅外輻射譜測量中的調制器控制及反饋系統。

背景技術

調制器是測量紅外輻射譜的關鍵器件之一，它的作用有三點：一是抑制目標的背景干擾；二是調制目標信號，便于后續信號處理系統對目標信號的提取；三是利用目標交變信號的基波和二次諧波的相位關系實現望遠鏡的精密跟蹤。

測量紅外輻射譜需要用到的調制器有兩個：振鏡和斬光盤，其中振鏡用來調制點目標，斬光盤用來調制面目標，它們分時工作。傳統的方法是振鏡和斬光盤有各自的驅動裝置，導致系統比較笨重，操作也相對復雜。而且在這種模式下，振鏡的驅動信號都是由波形發生卡或者信號發生器提供，很難實現不同振幅工作模式之間的快速切換。

另外，傳統調制器的驅動裝置都是直接傳輸模擬信號給調制器，但是經過幾十米長的傳輸路徑，傳輸過程中受到的干擾不可預知，而且會隨環境溫濕度等的變化而變化。

發明內容

本發明的主要目的是克服傳統紅外輻射譜測量中對振動反射鏡（以下簡稱振鏡）和斬光盤等調制器分別控制的不足，提供一種調制器控制及反饋系統，不僅集成了振鏡和斬光盤的控制模塊，還可以對各自的反饋信號進行處理，實現了系統的小型化，降低了工作成本。

本發明還有一個目的是克服傳統紅外輻射譜測量中直接傳輸模擬信號，在長的傳輸距離中容易受到干擾和環境條件影響的不足，提供一種調制器控制及反饋系統，通過工控機以數字信號傳輸命令及相關信息，減少了傳輸過程的干擾和環境影響。

本發明采用的技術方案為：

一種紅外輻射譜測量中的調制器控制及反饋系統，該系統以振鏡和斬光盤為調制器，其特征在于，該系統包括：模式切換模塊、振鏡驅動模塊、斬光盤驅動模塊、振鏡反饋模塊、移相模塊、通信模塊和電源模塊；其中，

所述的模式切換模塊用于控制振鏡和斬光盤兩種模式之間的切換；

所述的振鏡驅動模塊用于產生振鏡的驅動信號；

所述的斬光盤驅動模塊用于產生斬光盤的驅動信號；

所述的振鏡反饋模塊用于計算振鏡反饋信號的頻率和振幅，并產生方波參考信號；

所述的移相模塊用于將方波參考信號移相輸出；

所述的通信模塊用于根據上位機指令對調制器進行處理；

所述的電源模塊通過外部提供的220V交流電源產生該系統內部需要的所有電源；

從而該系統可同時控制振鏡和斬光盤兩種類型的調制器。

其中，所述的振鏡驅動模塊使用DDS直接數字頻率合成技術，產生正弦波來驅動振鏡。

其中，通過模擬乘法器對驅動振鏡的正弦波幅度進行控制。

其中，所述的斬光盤驅動模塊通過寫數字電位器的阻值控制字，實現對斬光盤的頻率控制。

其中，所述調制器控制及反饋系統根據反饋正弦波信號產生方波參考信號。

其中，所述調制器控制及反饋系統通過UART模塊實現工控機對調制器的各種功能控制。

本發明和現有技術相比的優點在于：

1、采用直接數字頻率合成技術和模擬乘法器產生正弦波來驅動振鏡，切換速度快，頻率分辨率高。

2、采用FPGA實現方波信號的移相功能，使處理后的信號和原驅動信號保持嚴格同步。

附圖說明

圖1為本發明提供的調制器控制及反饋系統構成示意圖；

圖2為ARM處理器的工作流程圖；

圖3為振鏡驅動模塊；

圖4為乘法器輸入信號-IN1；

圖5為乘法器輸入信號-IN2；

圖6為乘法器輸出信號-OUT；

圖7為DDS原理圖；

圖8為數字電位器與ARM的接口電路；

圖9為振鏡反饋模塊；

圖10為振鏡反饋正弦波信號；

圖11為正弦波變方波信號；

圖12為方波參考信號；

圖13為移相90°后的方波參考信號；

圖14為移相180°后的方波參考信號；

圖15為UART中斷服務程序流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式進一步說明本發明。