[其他]鎖相步進電機控制的光調制器

無效

• 申請號: 86102796
• 申請日: 1986-04-24
• 公開（公告）號: CN86102796A
• 公開（公告）日: 1986-11-12
• 發明（設計）人: 加利·威廉姆·舍溫
• 申請（專利權）人: 西屋電氣公司
• 主分類號: G02F2/00
• 分類號: G02F2/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳海紅,杜日新

本發明涉及機械遮光器系統，其中電機按準確頻率驅動一個開關輪，特別介紹這種機械遮光器中的電機驅動系統，這種遮光器可以用于可能出現的自動折射系統。

許多科學實驗是基于被觀察系統對光的響應。在這些實驗中非常需要與測量該系統對光的響應相同步地用光照射被測系統。這種科學實驗的一個例子是人眼對光的反應。在這個系統中，看到特殊場景時人的腦電波可能是低電平信號;因此，光源/電機驅動的系統必須有最小噪聲。此外，檢測人看到一個特殊場景的腦電波時，該特殊場景必須按低于7赫的速率變換，這樣指示看到這種變化場景的腦電波的頻率低于α波的典型低限。轉換場景的典型速率為6赫。

現有的技術試圖產生這種需要的場景轉換，而同時又能使得由電機驅動系統所產生的噪聲降到最低限度。然而，現有的技術受到許多因素的限制，例如，不能跟蹤外部信號，電機驅動系統產生相關噪聲等等。本發明所提供的裝置不受這些因素的限制。

本發明的基本目的是提供一種鎖相環電機控制，它的噪聲很小，并與電機運動同步，而且噪聲幅度不變。

為此，本發明的電機控制光調制器包括：按照參考信號和比較信號產生頻率低于7赫的緩變電壓信號的裝置;一個壓控振蕩器，該振蕩器適于接收上述產生裝置的輸出信號并輸出按照上述電壓信號變化頻率的信號脈沖;上述信號脈沖的計數裝置，該計數裝置適于接收上述壓控振蕩器的輸出信號并對應上述信號脈沖的數目輸出計數信號;按照上述計數信號產生上述比較信號的裝置;產生4相信號的裝置，該信號具有隨上述計數信號變化的8種狀態;以及一個步進電機，該電機接收上述4相信號并按照上述4相信號驅動上述光調制器。

在本發明的最佳實施例中，一個相位比較電路用于接收參考信號和比較信號。該相位比較電路的輸出信號饋到RC低通濾波器，而該濾波器的輸出信號則送到壓控振蕩器，以產生一個頻率隨該RC濾波器的輸出信號變化的信號。一個二進制計數器對壓控振蕩器輸出信號的變化進行計數，并產生代表這個變化次數的信號。計數器電路對這個二進制計數器所產生的信號之一的變化進行計數，并在這些信號到達規定個數之后輸出一個與比較信號對應的計數信號。一個存儲器電路接收該二進制計數器的輸出信號并按照這個二進制計數器的輸出信號產生一個8狀態葛萊碼。該存儲器電路的輸出信號驅動與步進電機相連的許多晶體管，該步進電機有4相繞組和一個安有斬光輪的驅動軸。

本發明的最佳實施例將以舉例的方式，參照附圖加以敘述，其中：

圖1A-1D說明本申請人以前曾提出的幾種斬光輪驅動系統。

圖2是本發明提供的一種鎖相步進電機控制光調制器的最佳實例的方框圖;

圖3是圖2所示系統的一個最佳實例的線路圖;

圖4表示隨機只讀存儲器中的編碼。它提供了為產生8步、4相步進電機的驅動信號的數據;

圖5為本發明所提供的鎖相步進電機控制的光調制器的一個應用的方框圖。

參照圖1A，本申請人起初選用一個交流電機10來驅動斬光輪15。斬光輪15上可印有待轉換并由人來觀察的特殊圖案。這種交流電機的噪聲級不變，因而可以從觀察系統的測量結果中扣除。這樣的噪聲特性恰好符合需要。然而，這種交流電機只能在某個頻率工作，而不能跟蹤外部信號源的頻率。不能跟蹤外部信號源是一個主要的缺點，因為在測量人對圖形交換的響應時，人的眼睛也檢測到熒光燈的閃爍，而這種閃爍的頻率是電源頻率60赫的某個倍數。因此，需要使特定圖案的轉換速率以及人對該圖案的感覺與外部信號源（例如頻率為60赫的電源）同步。這樣，就可以從測量信號中扣除頭上的熒光燈所產生的噪聲。

圖1B為本申請人提出的第二種提供圖形轉換速率的裝置。這第二種方法采用直流電機20，并且能改變斬光輪15轉動的頻率。和第一種方法一樣，這種方法也不能跟蹤外部信號源。這種方法還有另一個缺點，即在電機的炭刷滑過整流器的狹縫時，直流電機產生振幅起伏的相關噪聲。由于這種噪聲的振幅不是恒定的，因而不可能按這種噪聲校準表示人對轉換圖形響應的腦電波測量值。

為了提供跟蹤外部信號源的能力，本申請人又提出一個如圖1C所示的另一個系統。這個系統使用一個鎖相環（PLL）來控制直流電機25，驅動斬光輪15的頻率是可變的，并且能跟蹤外部信號源。然而，這種系統會由于炭刷滑過整流器的狹縫而產生振幅起伏的相關噪聲。因此，和圖1B所示系統一樣，這種噪聲也不能從測得的腦電波中扣除。