[發明專利]一種基于FPGA的傅立葉變換紅外光譜儀動鏡掃描控制模塊

在審

• 申請號: 201811616588.8
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109696244A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 劉志國;王文智;楊海山;王毅;龔蓉曄;高學軍
• 申請（專利權）人: 北京北分瑞利分析儀器（集團）有限責任公司
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G01J3/06
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 謝建玲;符彥慈

1.一種基于FPGA的傅立葉變換紅外光譜儀動鏡掃描控制模塊，其特征在于，包括激光探測器及信號整形電路(1)、頻壓轉換電路(2)、減法器(3)、模擬PID電路(4)、電子開關Ⅱ(5)、控制線Ⅱ(6)、FPGA(7)、D/A轉換電路(8)、起始力電路(9)、電子開關Ⅰ(10)、方向可控電路(11)、控制線Ⅰ(12)、控制線Ⅲ(13)、光耦電路(14)、功放電路(15)、音圈馬達(16)；

所述FPGA(7)通過控制線Ⅰ(12)與電子開關Ⅰ(10)連接；所述FPGA(7)通過控制線Ⅱ(6)與電子開關Ⅱ(5)連接；所述FPGA(7)通過控制線Ⅲ(13)與方向可控電路(11)連接，所述FPGA(7)與D/A轉換電路(8)連接，所述D/A轉換電路(8)與減法器(3)連接，所述D/A轉換電路(8)還與起始力電路(9)連接，所述起始力電路(9)與電子開關Ⅰ(10)連接，所述電子開關Ⅰ(10)與方向可控電路(11)連接；

所述激光探測器及信號整形電路(1)與FPGA(7)連接，所述激光探測器及信號整形電路(1)還與頻壓轉換電路(2)連接，所述頻壓轉換電路(2)與減法器(3)連接，所述減法器(3)與模擬PID電路(4)連接，所述模擬PID電路(4)與電子開關Ⅱ(5)連接，所述電子開關Ⅱ(5)與方向可控電路(11)連接；

所述方向可控電路(11)與功放電路(15)連接，所述功放電路(15)與音圈馬達(16)連接，所述音圈馬達(16)上固定有動鏡；

所述光耦電路(14)與FPGA(7)連接。

2.如權利要求1所述的基于FPGA的傅立葉變換紅外光譜儀動鏡掃描控制模塊，其特征在于，所述激光探測器及信號整形電路(1)包括：光電二極管、運算放大器、門電路電子元件；用于對激光干涉信號進行探測、放大、整形為方波，并將方波輸出至頻壓轉換電路(2)和FPGA(7)。

3.如權利要求2所述的基于FPGA的傅立葉變換紅外光譜儀動鏡掃描控制模塊，其特征在于，所述頻壓轉換電路(2)包括：頻壓轉換芯片LM331、電位器Ⅰ和阻容元件；用于接收激光探測器及信號整形電路(1)輸出的方波，并將方波進行頻壓轉換，轉換為電壓，作為動鏡掃描控制模塊的反饋信號，接在頻壓轉換電路(2)中芯片LM331參考端腳的電位器Ⅰ用于調整頻壓輸出比例。

4.如權利要求2所述的基于FPGA的傅立葉變換紅外光譜儀動鏡掃描控制模塊，其特征在于，所述FPGA(7)用于控制所述動鏡掃描控制模塊的運行；所述FPGA(7)接收激光探測器及信號整形電路(1)輸出的方波，FPGA(7)中的計數器用于記錄動鏡的掃描距離和監測動鏡的掃描速度；所述FPGA(7)還用于輸出初始力數字數據至D/A轉換電路(8)；所述D/A轉換電路(8)用于接收FPGA(7)輸出的初始力數字數據，將初始力數字數據轉換為初始力模擬信號，輸出至起始力電路(9)，所述起始力電路(9)包括：運算放大器；用于將初始力模擬信號進行放大，并將放大后的初始力模擬信號通過電子開關Ⅰ(10)傳輸至方向可控電路(11)。

5.如權利要求3所述的基于FPGA的傅立葉變換紅外光譜儀動鏡掃描控制模塊，其特征在于，所述FPGA(7)還用于輸出勻速數字數據至D/A轉換電路(8)；所述D/A轉換電路(8)用于接收FPGA(7)輸出的勻速數字數據，將勻速數字數據轉換為勻速模擬信號，輸出至減法器(3)。

6.如權利要求5所述的基于FPGA的傅立葉變換紅外光譜儀動鏡掃描控制模塊，其特征在于，所述減法器(3)包括：運算放大器和電阻；用于將經D/A轉換電路(8)轉換出的勻速模擬信號和經頻壓轉換電路(2)轉換后的電壓作差。

7.如權利要求6所述的基于FPGA的傅立葉變換紅外光譜儀動鏡掃描控制模塊，其特征在于，所述模擬PID電路(4)包括：運算放大器、電位器Ⅱ、電位器Ⅲ、電位器Ⅳ和阻容元件；電位器Ⅱ、電位器Ⅲ、電位器Ⅳ用于調節PID參數，通過電子開關Ⅱ(5)傳輸至方向可控電路(11)。