激光漂移量反馈控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种激光漂移量反馈控制电路，包括多路模拟开关、滤波电路、模数转换电路、DSP微处理器、存储器、串口通信芯片以及多个数模转换电路，其中，所述多路模拟开关接收多路漂移量模拟信号，所述滤波电路对多路模拟开关接收的漂移量模拟信号进行滤波，然后发送给模数转换电路获得漂移量数字信号，所述DSP微处理器对漂移量数字信号进行处理得到控制量并发送给相应的数模转换电路转换为控制模拟量，所述串口通信芯片用于实现DSP微处理器与外围设备的通信，所述存储器用于存储所述DSP微处理器处理得到的控制量。本实用新型外部扩展了RAM和ROM，六路的A/D转换和四路D/A转换等外部功能电路，结构比较复杂，需要用到译码器、或门、与门、非门等器件来扩展接口电路。为了化简电路，减小电路板体积，并方便调试。
【专利说明】激光漂移量反馈控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种适应激光束漂移量反馈和控制的控制电路，尤其涉及一种激光漂移量反馈控制电路，属于激光漂移量检测领域。
【背景技术】
[0002]激光光束具有亮度高、方向性好、能量集中等显著优点，常被作为测量基准光束广泛应用于精密测量和设备的加工领域，但是由于激光器本身和外界环境的因素，激光束存在平行漂移和角度漂移，这使得其方向稳定性受到了限制，影响了其进一步的应用。
[0003]目前，激光漂移量的检测是激光光束测量中的一种应用方式，当前对激光漂移量的反馈控制使用了常规的控制电路方式，这种传统的控制电路包括简单的DSP以及存储器等常用的电路控制模块，这种电路一般适应性强，但并不是专门为激光漂移量反馈控制设计的。
实用新型内容
[0004]为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。
[0005]本实用新型提供了一种激光漂移量反馈控制电路，包括多路模拟开关、滤波电路、模数转换电路、DSP微处理器、存储器、串口通信芯片以及多个数模转换电路，其中，所述多路模拟开关接收多路漂移量模拟信号，所述滤波电路对多路模拟开关接收的漂移量模拟信号进行滤波，然后发送给模数转换电路获得漂移量数字信号，所述DSP微处理器对漂移量数字信号进行处理得到控制量并发送给相应的数模转换电路转换为控制模拟量，所述串口通信芯片用于实现DSP微处理器与外围设备的通信，所述存储器用于存储所述DSP微处理器处理得到的控制量。
[0006]优选的，上述滤波电路为二阶低通滤波器。
[0007]优选的，上述多路模拟开关为八选一多路模拟开关。
[0008]优选的，上述模数转换电路为16位高速并行AD转换器。
[0009]优选的，上述存储器为128K的SRAM。
[0010]优选的，上述DSP微处理器采用16位宽度的定点DSP。
[0011]本实用新型外部扩展了 RAM和R0M，六路的A/D转换和四路D/A转换等外部功能电路，结构比较复杂，需要用到译码器、或门、与门、非门等器件来扩展接口电路。为了化简电路，减小电路板体积，并方便调试。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0014]以DSP为核心的控制电路通过有序的结合，完成对漂移量信号的采集、分析、处理，并输出反馈控制信号，硬件电路的构成如图1所示。
[0015]前向采集通道由图1的多路模拟开关、滤波电路、模/数转换电路构成。依据控制系统的需要，电路系统要依次对最多六路模拟信号进行Α/D转换，故使用一个八路模拟开关来依次将六路信号输入到Α/D转换器，同时为了降低无关高频噪声信号对系统的干扰，在模拟开关后加入二阶低通滤波器对信号进行滤波处理。模拟开关选用的是八选一多路模拟开关DG408，其主要的计算参数:供电电压±15V，导通电阻低于100Ω，开、关切换时间典型值为85ns，完全满足系统的要求。
[0016]要分辨出纳米级的位置变化，要求所采用的模数转换期待精度和稳定度都在0.5mv以上，而光电探测电路输出的电压幅值范围为:±12V，由控制系统原理和构成得知，AD采用范围越宽，系统的控制能力和稳定性越好，综合以上因素，最后选取的是16位AD转换器AD976。AD976是一种16位的高速并行Α/D转换器，它具有如下突出特点:
[0017]I)最高采用频率可达200KHZ ；
[0018]2)最小的采样分辨力0.3mv ；
[0019]3)输入电压范围为±10V ；
[0020]4) +5V的单电源供电。
[0021]5)转换结果并行输出，芯片内部含有采样/保持电路及三态缓冲功能；转换的数据可以一次16位并行输出，也可以借助BYTE信号分两次读出，这样可以方便的与16位或8位的单片机数据总线接口；
[0022]图1的存储器、串口通信和DSP微处理器构成微处理器电路。系统在反馈控制过程中要求实时的对漂移量进行反馈控制，这一方面对系统的处理效率提出了较高的要求，另一方面也要保证反馈控制的精度，鉴于此，选用美国德州仪器公司的C2000系列的一款定点Digital Signal Processor (DSP) Tms320F240作为系统的微处理器。DSP是以数字信号来处理大量信号的器件，因其具有丰富的硬件资源、改进的并行结构、高速的数据处理能力和强大的指令系统等特点而广泛应用于通信、航天、工业控制、雷达、卫星等领域，此款芯片的主要特点如下:
[0023](I)采用改进的哈佛结构。
[0024](2)指令系统采用流水线操作。
[0025](3)具有专用的硬件乘法器。
[0026](4)存储器采用片内外两级结构。
[0027](5)使用特殊的DSP指令。
[0028](6)采用快速指令周期。
[0029]Tms320F240为16位宽度的定点DSP，其数据和地址的宽度均为16位，CPU工作频率为20MHz，外围电路工作频率设计为10MHz，CPU指令周期为50ns，片内提供16K可重复烧录的 FLASH ROM 和 544 Word 的 RAM，片外可扩充 64KR0M、64KRAM、64KI/0 和 32K GlobalMemory。
[0030]由于对DSP片内FLASH ROM进行烧录需专门的软件且操作比较麻烦，而且其片内544 WORD的RAM不能满足系统要对大量数据进行处理的需求，系统外扩了 128K的SRAM，其中64K为程序空间，另外64K为数据空间。在对控制电路作仿真调试的程序通过DSP的JTAG接口下载到SRAM中运行，只在实际应用时才将程序烧录到DSP的FLASH ROM中去。
[0031]本实用新型外部扩展了 RAM和R0M，六路的A/D转换和四路D/A转换等外部功能电路，结构比较复杂，需要用到译码器、或门、与门、非门等器件来扩展接口电路。为了化简电路，减小电路板体积，并方便调试。
[0032]以上所述之【具体实施方式】为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本【具体实施方式】，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种激光漂移量反馈控制电路，其特征在于:所述电路包括多路模拟开关、滤波电路、模数转换电路、DSP微处理器、存储器、串口通信芯片以及多个数模转换电路，其中，所述多路模拟开关接收多路漂移量模拟信号，所述滤波电路对多路模拟开关接收的漂移量模拟信号进行滤波，然后发送给模数转换电路获得漂移量数字信号，所述DSP微处理器对漂移量数字信号进行处理得到控制量并发送给相应的数模转换电路转换为控制模拟量，所述串口通信芯片用于实现DSP微处理器与外围设备的通信，所述存储器用于存储所述DSP微处理器处理得到的控制量。
2.根据权利要求1所述的激光漂移量反馈控制电路，其特征在于:所述滤波电路为二阶低通滤波器。
3.根据权利要求2所述的激光漂移量反馈控制电路，其特征在于:所述多路模拟开关为八选一多路模拟开关。
4.根据权利要求1所述的激光漂移量反馈控制电路，其特征在于:所述模数转换电路为16位高速并行AD转换器。
5.根据权利要求1所述的激光漂移量反馈控制电路，其特征在于:所述存储器为128K的 SRAM。
6.根据权利要求1所述的激光漂移量反馈控制电路，其特征在于:所述DSP微处理器采用16位宽度的定点DSP。
【文档编号】G05B19/042GK204116858SQ201420434057
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】卓朝旦 申请人:奉化市宇创产品设计有限公司