一种干涉显微镜的移相器件驱动电路的制作方法

本发明涉及一种干涉显微镜的移相器件驱动电路，适用于生物领域。

背景技术：

超精细检测技术得到世界各国的普遍重视和广泛应用,它不仅与新崛起的具有广阔应用前景的X射线光学有着密切的联系,还与半导体材料与器件、光盘技术和微光学、微机械、计算机和信息产业有着密切的联系。对微观形貌的检测,可简单分为接触式和非接触无损检测。接触式对微观形貌的检测，可简单分为接触式和非接触无损检测。接触式使用触针式传感器，而非接触无损检测从散射法散斑法激光显微干涉一直发展到白光显微干涉方法，测试原理发生了深刻的变化从测试指标上看，测试仪器发展经历了测试粗糙表面(低精度升测试超光滑表面(高精度)，发展到高度变化范围较大(如台阶或刻槽)的各种表面(宽量程高精度合一)，使仪器的适用范围大大扩展。随着计算机图象采集处理设备、垂直扫描传感器的引入，使仪器光、机电算相结合，融硬软于一体，可以实现高精度、智能化实时快速测量。

测量表面三维形貌是采用基于光干涉原理的干涉条纹扫描技术川，利用干涉显微镜获取被测表面的干涉条纹，并通过压电晶体驱动参考镜振动获取多幅干涉条纹图像，从光源发出的光经聚光镜后成为平行光，再经分光镜分为两支光束，两光束满足相干光束的条件，在空间相互叠加，产生了可以观察到的干涉条纹.该干涉条纹受被测物表面形状的调制而发生了变形.压电晶体驱动参考镜产生几分之一波长量级的光程变化，以改变参考相位，并产生时间序列上的多幅干涉图。

系统的相移是通过压电晶体驱动参考镜来实现的，压电晶体的振动或移动需要一个驱动电路来完成;干涉显微镜采集干涉条纹图像需要的是连续采集，故只需在压电晶体的线性工作区域输人一个正弦信号，就可达到采集干涉条纹的要求。但由于材料、制造工艺的差别和其工作原理的复杂性，外加电压与压电晶体的应变之间并不是严格的线性关系，还存在迟滞、蠕变等现象。因此设计一种性能稳定可靠、反应速度较快的移相器件驱动电路很有意义。

技术实现要素：

本发明提供一种干涉显微镜的移相器件驱动电路，电路结构简单，稳定可靠，反应速度较快，成本较低，容易实现，且反应速度快，功耗低，解决了外加电压与压电晶体的应变之间存在的迟滞、蠕变等现象。

本发明所采用的技术方案是：

移相器件驱动电路由正弦波发生电路、正弦波后级处理电路组成。 该正弦波首先采用P89 V51单片机与TLV5618(12位D/A)产生的0-5V波形，其中参考电压瑞为+2.5V，由稳压管提供。

正弦波的产生是采用直接数字合成的方法，在单片机的FLASH ROM中存储1024点正弦波数据表，每隔一定的定时间隔，从波形ROM依次取出正弦数据，并写入ADC，在全部完成1024点的写入后，即可输出一个完整的正弦波周期.不间断地重复这个过程，就可以生成连续的正弦波波形。控制每次向ADC送数的间隔，即可控制产生的正弦波频率.由单片机和ADC的供电电压以及ADC参考电压的限制，输出的正弦波幅值为0-5V。

可调电阻的温漂现象导致输出信号峰峰值和中心值有个微小的浮动，正弦波的中心值浮动不超过±0.1 V，相对于输出45-55 V的信号漂移为0.2%；峰峰值浮动为0.01V，相对漂移为0.1%。观察波形，发现输出正弦波没有存在失真现象；最后输出的波形完全符合驱动压电晶体的要求。

正弦波后级处理电路利用电位器RP1分压，使峰峰值变为-0.5-+0.5, RP1起到调节输出波形峰峰值的作用；分压以后接一级电压跟随器稳定输出电压，利用第三级加法运算电路使正弦波加上偏置电压，输出波形变为4.5一5.5 V；要想输出45V-55V的正弦波，只需将以上输出信号利用功率放大器进行放大(10倍左右)即可，RP2可取5Ok电位器，调节RP2的大小就可以得到最后输出的波形电路图。另外，电路中的功率放大器采用LM476S双通道功放，正电压采用+56V供电，负电压采用-12V供电；其中单片机和DlA的+SV电源和功率放大器的-12V电源均由三端稳压管提供；而+56 V电源采用+24V电源与+32V电源串联而成。在后级处理电路里面的调节电阻RP，和RPZ都使用高精确度低温漂电位器可减少漂移量；

检查供电正常后接通最后一级功放电路，把输出信号接人数字示波器.由于电子元器件本身的误差导致波形的峰峰值显示为10V左右，可对电位器RP，稍作调动即可达到精确要求；若偏置中心还没到+50V，利用电位器RP来调节正弦波的上下位置；至于信号频率调节可在程序里实现。

本发明的有益效果是：电路结构简单，稳定可靠，反应速度较快，成本较低，容易实现，且反应速度快，功耗低，解决了外加电压与压电晶体的应变之间存在的迟滞、蠕变等现象。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的正弦波信号产生流程图。

图2是本发明的正弦波信号产生电路。

图3是本发明的正弦波信号后级处理流程图。

图4是本发明的正弦波后级处理及信号放大电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2，正弦波的产生是采用直接数字合成的方法，在单片机的FLASH ROM中存储1024点正弦波数据表，每隔一定的定时间隔，从波形ROM依次取出正弦数据，并写入ADC，在全部完成1024点的写入后，即可输出一个完整的正弦波周期.不间断地重复这个过程，就可以生成连续的正弦波波形。控制每次向ADC送数的间隔，即可控制产生的正弦波频率.由单片机和ADC的供电电压以及ADC参考电压的限制，输出的正弦波幅值为0-5V。

可调电阻的温漂现象导致输出信号峰峰值和中心值有个微小的浮动，正弦波的中心值浮动不超过±0.1 V，相对于输出45-55 V的信号漂移为0.2%;峰峰值浮动为0.01V，相对漂移为0.1%。在后级处理电路里面的调节电阻RP，和RPZ都使用高精确度低温漂电位器可减少漂移量；在示波器上观察波形，发现输出正弦波没有存在失真现象;最后输出的波形完全符合驱动压电晶体的要求。

如图3，检查供电正常后接通最后一级功放电路，把输出信号接人数字示波器.由于电子元器件本身的误差导致波形的峰峰值显示为10V左右，可对电位器RP，稍作调动即可达到精确要求；若偏置中心还没到+50V，利用电位器RP来调节正弦波的上下位置；至于信号频率调节可在程序里实现。

如图4，正弦波后级处理电路利用电位器RP1分压，使峰峰值变为-0.5-+0.5, RP1起到调节输出波形峰峰值的作用；分压以后接一级电压跟随器稳定输出电压，利用第三级加法运算电路使正弦波加上偏置电压，输出波形变为4.5一5.5 V；要想输出45V-55V的正弦波，只需将以上输出信号利用功率放大器进行放大(10倍左右)即可，RP2可取5Ok电位器，调节RP2的大小就可以得到最后输出的波形电路图。另外，电路中的功率放大器采用LM476S双通道功放，正电压采用+56V供电，负电压采用-12V供电；其中单片机和DlA的+SV电源和功率放大器的一12V电源均由三端稳压管提供；而+56 V电源采用+24V电源与+32V电源串联而成。