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声光调制驱动源数字线性电压控制技术研究.doc

声光调制驱动源数字线性电压控制技术研究

海淀区迷失表参道
2017-09-01 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《声光调制驱动源数字线性电压控制技术研究doc》,可适用于职业岗位领域

Vol(No(年第卷第期中北大学学报自然科学版()JOU,NALOFNO,THUNIVE,SITYOFCHINA(NATU,ALSCIENCEEDITION)(SumNo()总第期:()文章编号声光调制驱动源数字线性电压控制技术研究张文静赵冬娥马巧梅张斌()中北大学信息与通信工程学院山西太原:摘要针对声光器件固有的非线性特性基于单片机技术和线性电压补偿技术设计了具有级灰度的(,V(D(C()数字线性电压控制系统该系统是利用组电阻分压器把分为级档次电压通过单片机ATCCD控制模拟电子开关电路选择控制电压对声光调制驱动源的载波信号进行调制得到对应CD、(:的衍射光强对应用技巧线性电压补偿原理和实现方法进行了研究实验结果表明补偿前衍射((光强与控制电压的线性相关系数为补偿后线性相关系数可达衍射效率提高了把声光、调制技术单片机技术和线性电压补偿技术相融合实现了声光调制的数字化和线性化在激光大屏幕图文(显示和激光外差干涉技术等领域具有广泛的应用:关键词模拟电子开关电路单片机级灰度数字电压控制技术声光调制驱动源doi:(j(issn((((::中图分类号文献标识码TNA,esearchonDigitalLinearVoltageControlTechnologyofanAcousotOpticModulationDrivingSourceZHANGWenjingZHAODongeMAQiaomeiZHANGBin(SchoolofnformaitonandCommunicationngineeirngNorthUniversityofChinTaaiyuanChina)IEAbstract:Duetotheinherentnonilnearcharacteristicofacoutoopsitcdevicesanewdigitallinearvoltconagetrolsystemitwhgradesinlineargrayscalewasdeisgnedwhichisbasedontheingslechipmicrocomputer(SCM)andlinearvoltagecompenionstaechnotogly(Thesystemdivides,V(D(C()intogradesinvoltagebygroupsreofsistordividerthentheCDwhicharecontroledlbySCMchoosethevoltagevalueswhichwasusedtomodulatethecarriersignaloftheacoustoopitcmodulaiont(AOM)drivingsourceandthecorrespondingdiffractionintensitywasobatined(TheappilcationskillsofCDtheprincipleandrizeaatilonmethodlinearofvoltagecompenisonatwerediscusse(dTheexperimentalresultsshowthattlihenearcorrelaitoncoefifcientofthediffracitonintensityvs(controlvoltageis(andrespecivetlyandthediffraciontefficiencyisincreasedbybeforeandafterlinearvoltagecomipenon(sTahetintegraitonofAOMSCMandlinearvoltagecompenionsattechnologymadethetadliizgaitionandlinearizationofAOMcometruandethesytemshasawidelyuseinthefieldsoflaserlargescreencharacter,documentdisplayandlaopseritcalheterodyneinterferencetechnoogl(yKeywords:mutlichannelanalogswitchingslechipmicrocomputergradesdigitalvoltageconttrolechnologyacoustoopitcmodulaitondrivingsource随着激光技术的快速发展和优质声光晶体材(与器件已得到广泛应用例如利用声光调制器料的开发基于布拉格衍射效应的声光调制技术产生双频激光束通过表面等离子体相位检测法*:收稿日期:()()基金项目山西省自然科学基金资助项目中北大学第十届研究生科技基金资助项目:(,)(作者简介张文静女硕士生主要从事光电信息技术与系统的研究与开发)(中北大学学报自然科学版年第期,,((LED测量液体的折射率由于激光具有很好的单色当灰度选择电路未动作时位均次电压、性方向性利用激光作为显示光源可以方便地显示此时数字电压控制接口电路输出电压为(实现三色合成的激光显示系统该系统利用声光(VLED当灰度选择按钮第次动作时位(ns)调制器响应速度快级的特点可以用来调制L显示此时数字电压控制接口电路输出电压,,(激光光强使其达到一定的灰度等级自从(V为当灰度选择按钮第次动作时位年研制出第一台激光外差干涉仪以来使激LEDL显示此时数字电压控制接口电路输出(V光外差干涉测量技术得到了快速发展声光调制电压为依次类推当灰度选择按钮第,,(LEDL技术与器件在其中发挥了比较重要的作用为次动作时位显示此时数字电压控(V(了配合快速发展的激光大屏幕图文显示技术满制接口电路输出电压为足激光外差干涉技术的需要开展了数字线性声(灰度选择电路设计光调制驱动源研究实现了声光调制器对激光束光强的调制随控制电压的线性变化从而使经过灰度选择电路由组电阻分压电路六片数CD(K字控制的模拟电子开关电路个声光调制器调制的激光束的光强具有一定的灰度等,,(声光调制器主要由激光源、声光器件和驱动(级的上拉电阻和一个自复按钮组成其中自复按钮(ATC电源三部分组成驱动源发射的射频功率信号输入到一端接地另一端和与连接的上拉电阻(CD声光器件该器件将电信号转换成超声信号并作用于连接在设计中为了使更好地发挥多路:声光介质在声光介质中利用超声波产生的对光束衍电子开关的性能应注意三方面内容通断切换方“”(射的立体光栅和激光的相干性可以快速有效地控制式减小导通电阻和消除抖动引起的误差通断,,、(“”“”激光束的频率方向和强度切换方式有先断后通与先通后断为避免发生两“本文着重介绍了数字线性声光调制驱动源数个通道短接的现象本研究中采用的是先断后”(CD(,)、、通的导通电阻随电源电压字电压控制器的组成设计原理实验结果以及ON(U)(U)(和输入模拟电压的变化而变化例如当线性电压补偿原理和实现方法DDU=VU=VU=V,=Ω时DDSSEEON设计要求及电路设计,UU=V且随的变化比较明显而当ONDDU=VU=V,=,U时Ω且随声光调制驱动源数字电压控制器主要由单片SSEEONON的变化较缓慢(可见适当提高CD的U有DDLED机控制系统显示驱动电路及显示器路利于减小,的影响(本研究中U=VU=ONDDSS数字控制模拟电子开关级灰度选择电路和VU=V利用,V的数字信号控制,EE组电阻分压器及数字电压控制接口电路等组成V的模拟信号(多路模拟电子开关在通道切换时(其原理框图如图所示也与机械开关类似存在着抖动过程消除抖动:的常用方法有两种一种是硬件方法另一种是软件方法从实施方便考虑本研究采用了软件除(抖方法即用软件延时的方法来消除抖动(显示驱动电路设计LED显示驱动电路由位共阴的段数码管LEDMAX和位串行显示驱动芯片组(MAX成是一种集成化的串行输入输出共阴图硬件电路原理结构框图LED极显示驱动器可驱动位共阴极且集Fig(FrameofhardwiarrceuitcBCD、、码译码器多路扫描仪段驱动和位驱动电(×S,设计要求路于一体内含位双口静态AM(MAX与如图所示本研究把线性灰度声光调制器LED位数字的段数码管连接通过串行数据,V(D(C()驱动电源的控制电压分为级档DINCLKLOAD线时钟信号线和数据锁存信号ATC(与单片机连接)(()声光调制驱动源数字线性电压控制技术研究张文静等总第期(进制代码的对应关系如表所示程序设计(主程序设计MCS根据硬件电路及程序设计要求采用(汇编指令完成相应的程序设计程序设计的思路MAXDLE是首先对进行初始化然后对位进行测试检测每个数码管的段显示是否正常LEDms即让个显示个后显示个最后进入等待灰度等级选择电路动作状态此时声光调制器的控制电压输入端不选通级档次电压((的任何一个系统的主程序流程图如图所示MAXLED对进行初始化主要包括对的模式显示亮度扫描数码管个数的限制和关(LED闭模式等的确定本研究中对的工作模式选LED择不译码模式此模式下所显示的字型与图系统主程序流程图Fig(FlowchartofsysteminmpraogramLED表显示的字型与进制代码的对应关系Tab(LEDdisplayfontandhxadeimcalcodeFHL,显示字型EDBFFBOE进制代码(完成(MAX操作时序分析MAX(的工作时序如图所示由图可MAXSPIMAX是典型的具有串行接口的显示知的串行数据是以位数据包的形式,,(DIN(驱动芯片本研究中的微处理器采用从输入传输的数据包格式如表所示软ATCATCSPI由于没有提供同步串行总线件模拟时序的工作主要包括加载数据信号的ATCSPI(的相关硬件接口单片机和接口的产生串行时钟的产生和数据的输入MAXSPI所有操作均由软件模拟时序的方法MAX图的操作时序图Fig(OperiantgsequenceiagdramofMAX)(中北大学学报自然科学版年第期MAX表传输的数据包格式Tab(TransmissionformatofthedatapackAeXtofMDDDDDDDDDDDDDDDD地址××××MSB数据LSBMHz器及其驱动电源工作频率为声光调制(SPI软件模拟时序的器及数字线性声光调制驱动源手动精密旋转台MAX从的工作时序图可见数据在线的(光功率计等组成实验中通过对精密旋转台旋CLKMAX状态在时序脉冲的上升沿进入的转适当的角度使声光调制器工作在布拉格衍射LOAD移位寄存器而在锁存信号上升沿移位状态分别对其级衍射光和级衍射光的光功率MAX寄存器的数据才能进入的内部寄存(进行了测试测试结果如图所示图所示的黑(器如果没有时钟信号的配合数据在线的状态不会进色五星符为级衍射光功率与数控电压的关系曲MAXLOAD入的寄存器而信号在空闲期间是线黑色星号为级衍射光功率与数控电压的高电平不可能出现锁存信号数据在线的状态变化(关系曲线由图可见由于声光器件具有固有MAX(不可能影响到的内部寄存器的值因此的非线性特性决定了衍射光强与线性控制电压显示的内容不会因数据在线的状态发生变化而导致((的非线性关系其线性相关系数为通过线,,(示错显误MAXATC与单片机之间的数据性补偿方式可以提高线性相关系数把(包传送的程序流程图如图所示,V(V的直流电压变为相邻档次电压差为U(i=…)的级档次电压即电压线i性变化的梯度为UΔ=(V(()图级和级衍射光强度与数字控制电压关系曲线Fig(Dependenceiffofradciotnlightintenistyondigitalcontrlovoltage由实验得到与之对应的级光功率的灰度值P(i=…)(P)光功率灰度值与电压i(U)的线性回归满足方程P=(U((()U=(VU=(V()P当时由式可得到=(P=(由此可以得到光功率变SPI图软件模拟时序的流程图化的梯度Fig(FlowchartofshoftwiarmeulastionofSPIsequence=((PΔ()'=(P=P()及由式可得到实验及结果分析'''(P=(P=(…P=nm实验装置由中心波长为的半导体激光'(()U=在此基础上由式可计算出
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