一种副镜面型调整电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种副镜面型调整电路，主控模块的一输入端为副镜形变测量数据输入端，主控模块的控制信号输出端连接数模转换模块的输入端；数模转换模块的第一电压信号输出端连接电压跟随模块的输入端，电压跟随模块的第二电压信号输出端连接电流驱动模块一输入端，电流驱动模块的电流信号输出端连接音圈电机的工作电流输出端输入端，电压检测模块输入端通过采样电阻连接音圈电机的工作电流输出端，电压检测模块的采样电压输出端与主控模块又一输入端连接。本实用新型用以通过设置音圈电机及其精密的驱动控制电路来调整副镜形变，调整精度高，稳定性好。
【专利说明】—种副镜面型调整电路
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子信息【技术领域】，特别地涉及一种副镜面型调整电路。
【背景技术】
[0002]为了探索更深的宇宙，现代望远镜发展要求望远镜口径越来越大，对望远镜的光学效率要求越来越高，大口径超薄镜面的研究也越来越得到人们的重视。随着自适应光学的发展，大口径超薄镜面正成为当今世界天文学家研究的重点。传统的自适应光学系统需要搭建额外的光学元器件，用来形成一个望远镜入瞳的或者是一个大气扰动的共轭像。但是此种需要搭建额外的光学元器件的方式造成了系统的复杂性和不稳定性。因此有一种解决方式为引入自适应副镜来调整大气扰动引入的测量误差，即实时的检测副镜的形变，一旦有形变就对形变进行调整，使得副镜恢复形变。
[0003]故，针对以上应用，实有必要进行研究，以提供一种方案，能实时调整副镜形变。实用新型内容
[0004]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种副镜面型调整电路，用以通过设置音圈电机及其精密的驱动控制电路来调整副镜形变，调整精度高，稳定性好。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0006]一种副镜面型调整电路，包括主控模块，数模转换模块，电压跟随模块，电流驱动模块，设置在副镜上的音圈电机，电压检测模块和电源模块，
[0007]所述主控模块的一输入端为副镜形变测量数据输入端，所述主控模块的控制信号输出端连接数模转换模块的输入端，数模转换模块的第一电压信号输出端连接电压跟随模块的输入端，电压跟随模块的第二电压信号输出端连接电流驱动模块一输入端，电流驱动模块的电流信号输出端连接音圈电机的工作电流输出端输入端，所述电压检测模块输入端通过采样电阻连接音圈电机的工作电流输出端，电压检测模块的采样电压输出端与主控模块又一输入端连接，所述电源模块的输入端连接12V输入电压，所述电源模块的5V和3.3V电压输出端分别连接主控模块，数模转换模块，电压跟随模块，电流驱动模块或电压检测模块的电源输入端。
[0008]优选地，所述音圈电机的具体设置方式为，一块磁铁黏合在副镜面上，音圈电机固定在其正上方的微晶玻璃参考基板上，磁铁和音圈电机中间隔空，距离为0.05mm-0.15mm。
[0009]优选地，所述主控电路包括主控芯片STM32、8MHz无源晶振Y1、第六二极管D6、第十瓷片电容C10、第i^一瓷片电容Cll和第十二瓷片电容C12、第二十三贴片电阻R23和一个按键开关SI，其中ClO和Cll分别一端连Y1，一端接地；D6和R23两端分别并联，一端到3.3V电压端，另一端到C12和SI的一端，C12和SI另一端都连接至地；STM32的4脚和5脚分别连接Yl的两端；STM32的7脚连至D6的阴极；8脚、44、47脚连接到地；9脚、24脚、36和48脚连接到3.3V电压端；所述STM32的21脚、22脚、26脚、28脚和46脚分别连接数模转换电路，所述STM32的41脚、42脚和43脚分别连接电压检测电路。
[0010]优选地，所述数模转换模块的主芯片为16位数模转换器AD5668。
[0011]优选地，所述电压跟随模块的主芯片为高速运算放大器0PA890。
[0012]优选地，所述电流驱动模块的主芯片为低压贴片场效应管FDS9926。
[0013]优选地，所述电源电路包括一级12V至5V电源转换芯片IC1，二级5V至3.3V电源转换芯片IC2，第一二极管D1，第二二极管D2，一个TVS管D3，第一电解电容Cl，第八电解电容C8，第二瓷片电容C2，第三瓷片电容C3，第四瓷片电容C4、第五瓷片电容C5，第七瓷片电容C7，第九瓷片电容C9，第一贴片电阻Rl，第二贴片电阻R2，第三贴片电阻R3，第四贴片电阻R4以及一个电感LI，其中ICl的2脚连接到Dl和Cl的阳极以及Rl的一端；IC1的7脚连接到Rl的另一端；IC1的8脚连接到C2的一端；IC1的4脚连接到地；IC1的I脚连接到C5的一端和D2的阳极；IC1的3脚连接到LI的一端，LI的另一端即为5V电压的输出端，同时5V电压端和D2阳极相连；IC1的5脚连接到R3和R4，R4另一端连接到5V电压，R3另一端连到地；IC1的6脚连接到C3和C4。Dl的阴极和D3的阴极相连，作为12V电压的输入端，D3和Cl的阴极一起连接到地，R2和C3相连，另一端和C4 一起连接到地，C6阳极连接到5V电压端，阴极到地；IC2的3脚连接到5V电压输入；IC2的I脚连接到地；IC2的阳极连接到C8的阳极、C9的一端，C8和C9的另一端连接到地；瓷片电容C7的一端连接5V电压输入，另一端连接到地。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下:能实时的调整副镜镜面形变，并通过电压跟随模块避免引入了调整过程中的管脚阻抗分压，极大的提高了调整的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例的副镜面型调整电路的模块框图；
[0016]图2为本实用新型实施例的副镜面型调整电路的主控电路的电路结构示意图；
[0017]图3为本实用新型实施例的副镜面型调整电路的部分结构的电路结构示意图；
[0018]图4为本实用新型实施例的副镜面型调整电路的电源电路的电路结构示意图。
[0019]
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021]相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。
[0022]参见图1，所示为本实用新型实施例的副镜面型调整电路的模块框图，包括主控模块101，数模转换模块102，电压跟随模块103，电流驱动模块104，设置在副镜上的音圈电机105,电压检测模块106和电源模块107,主控模块101的一输入端为副镜形变测量数据输入端，主控模块101的控制信号输出端连接数模转换模块102的输入端，数模转换模块102的第一电压信号输出端连接电压跟随模块103的输入端，电压跟随模块103的第二电压信号输出端连接电流驱动模块104的一输入端，电流驱动模块104的电流信号输出端连接音圈电机105的电流输入端，电压检测模块106输入端通过采样电阻连接音圈电机的工作电流输出端，电压检测模块106的米样电压输出端与主控模块101的又一输入端连接，电源模块107的输入端连接12V输入电压，电源模块107的5V和3.3V电压输出端分别连接主控模块101，数模转换模块102，电压跟随模块103，电流驱动模块104或电压检测模块106的电源输入端。通过以上设置的副镜面型调整电路，主控模块接收表征副镜形变量的测量数据，并转换为数字的音圈电机工作电流控制信号，通过数模转换模块转换成电压信号，因为控制音圈电机的电路要求精确度高，因此在数模转换模块和电流驱动模块之间设置一个电压跟随模块，通过电压跟随模块的设置，可消除数模转换模块与电流驱动模块之间的引脚阻抗分压，避免引入干扰信号。经电压跟随模块输出的电压信号输入至电流驱动模块转换成电流输入至音圈电机，音圈电机根据电流产生相应的电磁力进而控制副镜的形变量，使得副镜的形状恢复，避免了大气变化对天文望远镜观测的影响。
[0023]具体地，音圈电机的具体设置方式可为，一块磁铁黏合在副镜面上，音圈电机固定在其正上方的微晶玻璃参考基板上，磁铁和音圈电机中间隔空，距离为0.05mm-0.15mm。当上端电磁铁中有电流通过时，产生磁场吸合力，从而产生磁场吸合下端磁铁来控制镜面面型，电流越大，吸合力也越大。
[0024]在一具体应用实例中，参见图2，主控电路包括主控芯片STM32(采用48管脚封装)、8MHz无源晶振Yl、第六二极管D6、第十瓷片电容C10、第十一瓷片电容Cl I和第十二瓷片电容C12、第二十三贴片电阻R23和一个按键开关SI，其中ClO和Cll分别一端连Yl，一端接地；D6和R23两端分别并联，一端到3.3V电压端，另一端到C12和SI的一端，C12和SI另一端都连接至地；STM32的4脚和5脚分别连接Yl的两端；STM32的7脚连至D6的阴极；8脚、44、47脚连接到地；9脚、24脚、36和48脚连接到3.3V电压端；STM32的21脚DA_LDAC、22脚DA_SYNC、26脚DA_SCLK、28脚DA_DIN和45脚DA_CLR分别连接数模转换电路，STM32的41脚AD_SCLK、42脚AD_SD0和43脚AD_CNV分别连接电压检测电路。STM32引接外部的8M晶振，内部可最高倍频到72MHz，以满足系统高速的测量和控制需要。ClO和Cll是为了滤波。至于由SI组成的实际是一个复位电路，STM32是低电平复位，所以将按键一端连接至地，一旦接通，由STM32组成的单片机系统就进行复位。
[0025]参见图3，所示为数模转换模块，电压跟随模块，电流驱动模块和音圈电机在一应用实例中的设置，数模转换模块102的主芯片为16位数模转换器AD5668(简称DAC)。电压跟随模块103的主芯片为高速运算放大器0PA890 (简称运放)。电流驱动模块104的主芯片为低压贴片场效应管FDS9926 (简称MOS芯片)。电压检测模块106的主芯片为16位模数转换器AD7694(简称ADC)。其进一步包括3个瓷片电容C25、C26和C28、一个贴片电阻R20和一个50MHz的磁珠R22和一个精密电阻R21。其中DAC的I脚和2脚分别和主控芯片的21脚和22脚相连；DAC的9脚、15脚和16脚分别和主控芯片的45脚、28脚和26脚相连；DAC的3脚和14脚分别连接5V电源和地；DAC的8脚经过C25滤波连接到3.3V电源；DAC的10脚为电压输出端，经过C26滤波后送至运放；DAC其他阴极均悬空。运放的3脚连接DAC的10脚；运放的4脚连接至地；运放的2脚连接MOS芯片的I脚；运放的6脚经过R20连至MOS芯片的2脚；运放的7脚连到5V电源；运放其他引脚均悬空。MOS芯片的I脚连至运放的2脚；M0S芯片的2脚经过R20连至运放的6脚；M0S芯片的7脚和8脚连至5V电源。音圈电机105经R21连接到运放的2脚和MOS芯片的I脚，另一端连接至地。C28的一脚连接到地，另一端和ADC的I脚一起连到3.3V电源；ADC的2脚连接到音圈电机一端；ADC的3脚经过磁珠R22和4脚一起连接至地。磁珠R22用于隔离模拟地和数字地。ADC的5脚、6脚和7脚分别连接到主控芯片的43,42和41脚；ADC的8脚连接至5V电源。主控芯片输出数字信号经过数模转换成模拟电压，经过运放的隔离，加到音圈电机上面，形成可控的电流。同时音圈电机的实际工作电流由场效应管连接至电源提供，其大小转换为电压由AD7694进行检测并反馈给主控芯片，进行进一步的调整。整个调整部分电路采用集成芯片组成，具有精度高，稳定性好的特点。
[0026]在一具体应用实例中，参见图4，电源电路包括一级12V至5V电源转换芯片ICl，二级5V至3.3V电源转换芯片IC2，第一二极管Dl，第二二极管D2，一个TVS管D3，第一电解电容Cl，第八电解电容C8，第二瓷片电容C2，第三瓷片电容C3，第四瓷片电容C4、第五瓷片电容C5，第七瓷片电容C7，第九瓷片电容C9，第一贴片电阻Rl，第二贴片电阻R2，第三贴片电阻R3，第四贴片电阻R4以及一个电感LI，其中ICl的2脚连接到Dl和Cl的阳极以及Rl的一端；IC1的7脚连接到Rl的另一端；IC1的8脚连接到C2的一端；IC1的4脚连接到地；IC1的I脚连接到C5的一端和D2的阳极；IC1的3脚连接到LI的一端，LI的另一端即为5V电压的输出端，同时5V电压端和D2阳极相连；IC1的5脚连接到R3和R4，R4另一端连接到5V电压，R3另一端连到地；IC1的6脚连接到C3和C4。Dl的阴极和D3的阴极相连，作为12V电压的输入端，D3和Cl的阴极一起连接到地，R2和C3相连，另一端和C4 一起连接到地，C6阳极连接到5V电压端，阴极到地；IC2的3脚连接到5V电压输入；IC2的I脚连接到地；IC2的阳极连接到C8的阳极、C9的一端，C8和C9的另一端连接到地；瓷片电容C7的一端连接5V电压输入，另一端连接到地。通过以上设置的电源电路，通过两级降压芯片，将12V的直流输入电压先转换成5V，然后转换成3.3V，相应的输出的5V和3.3V工作电压为主控模块，数模转换模块，电压跟随模块，电流驱动模块或电压检测模块提供工作电压。具体地，ICl可选择为TD1529，TD1529是一款工作在300KHz的开关电源，5V输出时纹波大约在20mV左右，最大输出电流可以到1.6A。通过配置R3和R4的值使得输出稳定的5V电压信号。IC2可选择为AMS1117线性电源芯片提供稳定的3.3V电压。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种副镜面型调整电路，其特征在于，包括主控模块，数模转换模块，电压跟随模块，电流驱动模块，设置在副镜上的音圈电机，电压检测模块和电源模块， 所述主控模块的一输入端为副镜形变测量数据输入端，所述主控模块的控制信号输出端连接数模转换模块的输入端，数模转换模块的第一电压信号输出端连接电压跟随模块的输入端，电压跟随模块的第二电压信号输出端连接电流驱动模块一输入端，电流驱动模块的电流信号输出端连接音圈电机的工作电流输出端输入端，所述电压检测模块输入端通过采样电阻连接音圈电机的工作电流输出端，电压检测模块的采样电压输出端与主控模块又一输入端连接，所述电源模块的输入端连接12V输入电压，所述电源模块的5V和3.3V电压输出端分别连接主控模块，数模转换模块，电压跟随模块，电流驱动模块或电压检测模块的电源输入端。
2.根据权利要求1所述的副镜面型调整电路，其特征在于，所述音圈电机的具体设置方式为，一块磁铁黏合在副镜面上，音圈电机固定在其正上方的微晶玻璃参考基板上，磁铁和音圈电机中间隔空,距离为0.05mm-0.15mm。
3.根据权利要求1或2所述的副镜面型调整电路，其特征在于，所述主控电路包括主控芯片STM32、8MHz无源晶振Y1、第六二极管D6、第十瓷片电容C1、第i^一瓷片电容Cll和第十二瓷片电容C12、第二十三贴片电阻R23和一个按键开关SI，其中ClO和Cll分别一端连Y1，一端接地；D6和R23两端分别并联，一端到3.3V电压端，另一端到C12和SI的一端，C12和SI另一端都连接至地；STM32的4脚和5脚分别连接Yl的两端；STM32的7脚连至D6的阴极；8脚、44、47脚连接到地；9脚、24脚、36和48脚连接到3.3V电压端；所述STM32的21脚、22脚、26脚、28脚和46脚分别连接数模转换电路，所述STM32的41脚、42脚和43脚分别连接电压检测电路。
4.根据权利要求3所述的副镜面型调整电路，其特征在于，所述数模转换模块的主芯片为16位数模转换器AD5668。
5.根据权利要求3所述的副镜面型调整电路，其特征在于，所述电压跟随模块的主芯片为高速运算放大器0PA890。
6.根据权利要求3所述的副镜面型调整电路，其特征在于，所述电流驱动模块的主芯片为低压贴片场效应管FDS9926。
7.根据权利要求3所述的副镜面型调整电路，其特征在于，所述电源电路包括一级12V至5V电源转换芯片ICl，二级5V至3.3V电源转换芯片IC2，第一二极管Dl，第二二极管D2，一个TVS管D3，第一电解电容Cl，第八电解电容C8，第二瓷片电容C2，第三瓷片电容C3，第四瓷片电容C4、第五瓷片电容C5，第七瓷片电容C7，第九瓷片电容C9，第一贴片电阻Rl，第二贴片电阻R2，第三贴片电阻R3，第四贴片电阻R4以及一个电感LI，其中ICl的2脚连接到Dl和Cl的阳极以及Rl的一端；IC1的7脚连接到Rl的另一端；IC1的8脚连接到C2的一端；IC1的4脚连接到地；IC1的I脚连接到C5的一端和D2的阳极；IC1的3脚连接到LI的一端，LI的另一端即为5V电压的输出端，同时5V电压端和D2阳极相连；IC1的5脚连接到R3和R4，R4另一端连接到5V电压，R3另一端连到地；IC1的6脚连接到C3和C4，Dl的阴极和D3的阴极相连，作为12V电压的输入端，D3和Cl的阴极一起连接到地，R2和C3相连，另一端和C4 一起连接到地，C6阳极连接到5V电压端，阴极到地；IC2的3脚连接到5V电压输入；IC2的I脚连接到地；IC2的阳极连接到C8的阳极、C9的一端，C8和C9的另一端连接到地；瓷片电容C7的一端连接5V电压输入，另一端连接到地。
【文档编号】H02P25/02GK204216814SQ201420556909
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】左恒, 于海滨, 黄峰, 何淑飞, 刘敬彪 申请人:中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 杭州墨锐机电科技有限公司