激光漂移量反饋控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激光漂移量反饋控制電路，包括多路模擬開關、濾波電路、模數(shù)轉換電路、DSP微處理器、存儲器、串口通信芯片以及多個數(shù)模轉換電路，其中，所述多路模擬開關接收多路漂移量模擬信號，所述濾波電路對多路模擬開關接收的漂移量模擬信號進行濾波，然后發(fā)送給模數(shù)轉換電路獲得漂移量數(shù)字信號，所述DSP微處理器對漂移量數(shù)字信號進行處理得到控制量并發(fā)送給相應的數(shù)模轉換電路轉換為控制模擬量，所述串口通信芯片用于實現(xiàn)DSP微處理器與外圍設備的通信，所述存儲器用于存儲所述DSP微處理器處理得到的控制量。本發(fā)明外部擴展了RAM和ROM，六路的A/D轉換和四路D/A轉換等外部功能電路，結構比較復雜，需要用到譯碼器、或門、與門、非門等器件來擴展接口電路。為了化簡電路，減小電路板體積，并方便調試。
【專利說明】激光漂移量反饋控制電路

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適應激光束漂移量反饋和控制的控制電路，尤其涉及一種激光漂 移量反饋控制電路，屬于激光漂移量檢測領域。

【背景技術】
[0002] 激光光束具有亮度高、方向性好、能量集中等顯著優(yōu)點，常被作為測量基準光束廣 泛應用于精密測量和設備的加工領域，但是由于激光器本身和外界環(huán)境的因素，激光束存 在平行漂移和角度漂移，這使得其方向穩(wěn)定性受到了限制，影響了其進一步的應用。
[0003] 目前，激光漂移量的檢測是激光光束測量中的一種應用方式，當前對激光漂移量 的反饋控制使用了常規(guī)的控制電路方式，這種傳統(tǒng)的控制電路包括簡單的DSP以及存儲器 等常用的電路控制模塊，這種電路一般適應性強，但并不是專門為激光漂移量反饋控制設 計的。


【發(fā)明內容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，解決好現(xiàn)有技術的問題，彌補現(xiàn)有目前市場上現(xiàn)有產 品的不足。
[0005] 本發(fā)明提供了一種激光漂移量反饋控制電路，包括多路模擬開關、濾波電路、模數(shù) 轉換電路、DSP微處理器、存儲器、串口通信芯片以及多個數(shù)模轉換電路，其中，所述多路模 擬開關接收多路漂移量模擬信號，所述濾波電路對多路模擬開關接收的漂移量模擬信號進 行濾波，然后發(fā)送給模數(shù)轉換電路獲得漂移量數(shù)字信號，所述DSP微處理器對漂移量數(shù)字 信號進行處理得到控制量并發(fā)送給相應的數(shù)模轉換電路轉換為控制模擬量，所述串口通信 芯片用于實現(xiàn)DSP微處理器與外圍設備的通信，所述存儲器用于存儲所述DSP微處理器處 理得到的控制量。
[0006] 優(yōu)選的，上述濾波電路為二階低通濾波器。
[0007] 優(yōu)選的，上述多路模擬開關為八選一多路模擬開關。
[0008] 優(yōu)選的，上述模數(shù)轉換電路為16位高速并行AD轉換器。
[0009] 優(yōu)選的，上述存儲器為128K的SRAM。
[0010] 優(yōu)選的，上述DSP微處理器采用16位寬度的定點DSP。
[0011] 本發(fā)明外部擴展了 RAM和ROM，六路的A/D轉換和四路D/A轉換等外部功能電路， 結構比較復雜，需要用到譯碼器、或門、與門、非門等器件來擴展接口電路。為了化簡電路， 減小電路板體積，并方便調試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明結構示意圖。

【具體實施方式】
[0013] 為了便于本領域普通技術人員理解和實施本發(fā)明，下面結合附圖及【具體實施方式】 對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0014] 以DSP為核心的控制電路通過有序的結合，完成對漂移量信號的采集、分析、處 理，并輸出反饋控制信號，硬件電路的構成如圖1所示。
[0015] 前向采集通道由圖1的多路模擬開關、濾波電路、模/數(shù)轉換電路構成。依據(jù)控制 系統(tǒng)的需要，電路系統(tǒng)要依次對最多六路模擬信號進行A/D轉換，故使用一個八路模擬開 關來依次將六路信號輸入到A/D轉換器，同時為了降低無關高頻噪聲信號對系統(tǒng)的干擾， 在模擬開關后加入二階低通濾波器對信號進行濾波處理。模擬開關選用的是八選一多路模 擬開關DG408,其主要的計算參數(shù)：供電電壓± 15V，導通電阻低于100 Ω，開、關切換時間典 型值為85ns，完全滿足系統(tǒng)的要求。
[0016] 要分辨出納米級的位置變化，要求所采用的模數(shù)轉換期待精度和穩(wěn)定度都在 0. 5mv以上，而光電探測電路輸出的電壓幅值范圍為：±12V，由控制系統(tǒng)原理和構成得知， AD采用范圍越寬，系統(tǒng)的控制能力和穩(wěn)定性越好，綜合以上因素，最后選取的是16位AD轉 換器AD976。AD976是一種16位的高速并行A/D轉換器，它具有如下突出特點：
[0017] 1)最高采用頻率可達200KHZ ;
[0018] 2)最小的采樣分辨力0· 3mv ;
[0019] 3)輸入電壓范圍為±10V ;
[0020] 4) +5V的單電源供電。
[0021] 5)轉換結果并行輸出，芯片內部含有采樣/保持電路及三態(tài)緩沖功能；轉換的數(shù) 據(jù)可以一次16位并行輸出，也可以借助BYTE信號分兩次讀出，這樣可以方便的與16位或 8位的單片機數(shù)據(jù)總線接口；
[0022] 圖1的存儲器、串口通信和DSP微處理器構成微處理器電路。系統(tǒng)在反饋控制過 程中要求實時的對漂移量進行反饋控制，這一方面對系統(tǒng)的處理效率提出了較高的要求， 另一方面也要保證反饋控制的精度，鑒于此，選用美國德州儀器公司的C2000系列的一款 定點Digital Signal Processor (DSP)Tms320F240作為系統(tǒng)的微處理器。DSP是以數(shù)字信 號來處理大量信號的器件，因其具有豐富的硬件資源、改進的并行結構、高速的數(shù)據(jù)處理能 力和強大的指令系統(tǒng)等特點而廣泛應用于通信、航天、工業(yè)控制、雷達、衛(wèi)星等領域，此款芯 片的主要特點如下：
[0023] (1)采用改進的哈佛結構。
[0024] (2)指令系統(tǒng)采用流水線操作。
[0025] (3)具有專用的硬件乘法器。
[0026] (4)存儲器采用片內外兩級結構。
[0027] (5)使用特殊的DSP指令。
[0028] (6)采用快速指令周期。
[0029] Tms320F240為16位寬度的定點DSP，其數(shù)據(jù)和地址的寬度均為16位，CPU工作頻 率為20MHz，外圍電路工作頻率設計為10MHz，CPU指令周期為50ns，片內提供16K可重復 燒錄的 FLASH ROM 和 544 Word 的 RAM，片外可擴充 64KR0M、64KRAM、64KI/0 和 32K Global Memory。
[0030] 由于對DSP片內FLASH ROM進行燒錄需專門的軟件且操作比較麻煩，而且其片內 544 WORD的RAM不能滿足系統(tǒng)要對大量數(shù)據(jù)進行處理的需求，系統(tǒng)外擴了 128K的SRAM， 其中64K為程序空間，另外64K為數(shù)據(jù)空間。在對控制電路作仿真調試的程序通過DSP的 JTAG接口下載到SRAM中運行，只在實際應用時才將程序燒錄到DSP的FLASH ROM中去。
[0031] 本發(fā)明外部擴展了 RAM和ROM，六路的A/D轉換和四路D/A轉換等外部功能電路， 結構比較復雜，需要用到譯碼器、或門、與門、非門等器件來擴展接口電路。為了化簡電路， 減小電路板體積，并方便調試。
[0032] 以上所述之【具體實施方式】為本發(fā)明的較佳實施方式，并非以此限定本發(fā)明的具體 實施范圍，本發(fā)明的范圍包括并不限于本【具體實施方式】，凡依照本發(fā)明之形狀、結構所作的 等效變化均在本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種激光漂移量反饋控制電路，其特征在于：所述電路包括多路模擬開關、濾波電 路、模數(shù)轉換電路、DSP微處理器、存儲器、串口通信芯片以及多個數(shù)模轉換電路，其中，所述 多路模擬開關接收多路漂移量模擬信號，所述濾波電路對多路模擬開關接收的漂移量模擬 信號進行濾波，然后發(fā)送給模數(shù)轉換電路獲得漂移量數(shù)字信號，所述DSP微處理器對漂移 量數(shù)字信號進行處理得到控制量并發(fā)送給相應的數(shù)模轉換電路轉換為控制模擬量，所述串 口通信芯片用于實現(xiàn)DSP微處理器與外圍設備的通信，所述存儲器用于存儲所述DSP微處 理器處理得到的控制量。
2. 根據(jù)權利要求1所述的激光漂移量反饋控制電路，其特征在于：所述濾波電路為二 階低通濾波器。
3. 根據(jù)權利要求2所述的激光漂移量反饋控制電路，其特征在于：所述多路模擬開關 為八選一多路模擬開關。
4. 根據(jù)權利要求1所述的激光漂移量反饋控制電路，其特征在于：所述模數(shù)轉換電路 為16位高速并行AD轉換器。
5. 根據(jù)權利要求1所述的激光漂移量反饋控制電路，其特征在于：所述存儲器為128K 的 SRAM。
6. 根據(jù)權利要求1所述的激光漂移量反饋控制電路，其特征在于：所述DSP微處理器 采用16位寬度的定點DSP。
【文檔編號】G05B19/042GK104155896SQ201410378504
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】卓朝旦 申請人:奉化市宇創(chuàng)產品設計有限公司