[發明專利]基于PLL和DDS的同步掃描電路系統

有效

• 申請號: 201310751144.6
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103780255B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 白永林;朱炳利;劉百玉;王博;白曉紅;秦君軍;緱永勝;楊文正;徐鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 倪金榮

技術領域

本發明涉及高速攝影技術領域，尤其涉及一種同步掃描條紋相機掃描電路系統。

背景技術

同步掃描電路系統是同步掃描條紋相機的重要組成部分，其功能構成及指標性能直接關系到同步掃描條紋相機整機的性能。同步掃描電路系統主要是為掃描偏轉板提供同步且相位可調的正弦偏轉電壓，一般由同步正弦信號產生，相位調整、射頻信號放大、阻抗匹配等功能模塊組成，其中同步正弦信號產生是同步掃描電路系統設計的關鍵。目前國際上普遍采用的同步正弦信號產生方法是基于雪崩光電二極管及隧道二極管的振蕩電路法，這種模擬電路設計法電路復雜、調試困難、同步跟蹤范圍窄。

發明內容

為了解決背景技術中所存在的技術問題，本發明提供一種基于PLL和DDS的同步掃描電路系統，主要解決了模擬振蕩電路復雜、集成度低、同步跟蹤范圍窄的問題。

本發明的技術解決方案是：基于PLL和DDS的同步掃描電路系統，其特征在于：包括觸發激光1、透鏡2，觸發激光1被透鏡2分成兩路，其中一路觸發激光的光路上設置同步掃描條紋相機4；另一路觸發激光的光路上設置光電轉換器5以及同步掃描電路9，觸發信號經過光電轉換器5，被轉換成電脈沖信號，進入同步掃描電路9的觸發輸入端。

上述同步掃描電路9包括依次連接的同步正弦信號產生電路6、射頻信號放大電路7及阻抗匹配電路8；阻抗匹配電路8與同步掃描條紋相機4連接。

同步正弦信號產生電路6包括鎖相環61和直接數字頻率合成器62，同步觸發電脈沖信號被分成兩路，一路進入鎖相環61參考輸入，鎖相環61對輸入信號鎖定、倍頻，輸出的倍頻信號作為直接數字頻率合成器62的時鐘信號，調節直接數字頻率合成器62的頻率控制字，使其輸出與觸發信號同頻率的正弦信號；另一路觸發電脈沖信號輸入頻率檢測模塊63，檢測觸發信號的頻率，依據檢測到的觸發信號頻率值實現同步正弦信號產生電路6自動跟蹤及鎖定。

同步正弦信號產生電路6還包括控制模塊64，控制模塊64根據檢測出的觸發信號頻率對鎖相環64和直接數字頻率合成器62進行參數配置。

上述頻率檢測模塊63是時鐘恢復芯片。

本發明的優點是：PLL和DDS作為現代頻率合成技術具有高性能、可靠性高等特點，其中PLL可實現對輸入參考信號的跟蹤及鎖定，且鎖定帶寬可通過選擇合適的壓控振蕩器而很寬；DDS通過合適的參數配置不僅可實現高精度的正弦信號輸出，還具有輸出信號相位調整功能。結合PLL和DDS各自的功能及特點作為同步掃描電路正弦信號產生及相位調節的方案，不僅極大的提高了同步掃描電路的集成度，降低了設計難度，還實現了同步掃描電路的觸發信號自動跟蹤及鎖定功能。

為了進一步提高同步掃描帶寬，實現同步掃描電路的自動跟蹤與鎖定，本發明提供一種采用現代數字頻率合成法，即使用鎖相環（PLL）和直接數字頻率合成器（DDS）實現同步正弦信號產生及相位調節的方案。該方法的優點是極大的提高了同步掃描電路系統的集成度，降低其設計難度，且實現了同步掃描電路更寬的跟蹤范圍以及對觸發信號的自動跟蹤與鎖定功能。

附圖說明

圖1是本發明同步掃描條紋相機原理框圖；

圖2是本發明同步正弦信號產生原理框圖；

圖3是本發明同步正弦信號產生控制及信號流程圖；

圖4是本發明PLL輸入信號示意圖；

圖5是本發明PLL輸出（DDS輸入）信號示意圖；

圖6是本發明DDS輸出信號示意圖；

具體實施方式

本發明提供了一種基于PLL和DDS的同步掃描條紋相機掃描電路，具體實現步驟如下：1）觸發光脈沖信號經過高速光電轉換器件完成光電轉換，得到與觸發光脈沖同頻率的參考電信號。觸發光脈沖光電轉換采用低噪聲光電轉換器件，該光電轉換器件應能對觸發光脈沖做出有效響應，響應帶寬應大于最高觸發光脈沖最高頻率。

2）參考電信號分成兩路，一路作為頻率檢測模塊63的輸入，檢測觸發信號的頻率，依據檢測到的觸發信號頻率值可實現同步正弦信號產生電路6自動跟蹤及鎖定功能；另一路作為同步正弦信號產生電路6的輸入，同步正弦信號產生電路6經過一定的參數配置，輸出與觸發光脈沖同頻率的正弦小信號。