一种镜面控制装置的制造方法_2

文档序号:8580357阅读:来源:国知局
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。
[0031]参见图1,所示为本实用新型实施例的镜面控制装置的原理框图,包括若干个副镜涂电容10,副镜面型检测电路20,主控电路30,副镜调整电路40,音圈电机50,实时通信电路70和电源电路60,其中音圈电机50的一输出端连接副镜涂电容10的一极;副镜面型检测电路20的两输入端连接副镜涂电容两端,并将电容量大小数据的输出端连接主控电路30的一输入端;主控电路30输入端分别连接副镜面型检测电路20和副镜调整电路40数据信号输出端,副镜调整电路40输入端连接主控电路10的控制信号输出端;实时通信电路70输入端连接主控电路10的数字信号输出端;电源电路60输入端连接12V直流电压输入端,输出端输出5V和3.3V电压信号,用于提供整个系统的工作电压。副镜面型检测电路20的两输入端连接副镜涂电容10两端,用于测量表征副镜形变量的副镜涂电容的电容量大小,并将电容量大小数据的输出端连接主控电路30的一输入端;主控电路30用于根据表征副镜形变量的电容量大小对镜面形变信息进行分析产生控制信号输出至副镜调整电路40 ;副镜调整电路40用于根据主控电路30的控制信号控制音圈电机上导通电流大小方式来控制音圈电机的吸合力,从而控制副镜面型;实时通信电路用于向上位机实时报告目前的测量数据以及系统运行状态;电源电路用于提供整个系统的工作电压。自适应副镜(adaptivesecondary)厚度一般为2mm,直径一般在500mm以上,副镜镜面为实时的校正大气对光路的影响,镜面需要以很高的频率(一般在IKHz以上)快速的改变面型,镜面使用了很多个音圈电机促动器(voice coil actuators)支撑,促动器需要提供的力很小,一般在IN以下,只是要力变化的频率要达到很高的频率。通过以上设置的本实用新型实施例的镜面控制装置,当设置在副镜上的副镜涂电容随副镜的形变产生形变时,副镜涂电容的电容量大小将发生变化,此时通过副镜面型检测电路测量出电容量,并将电容量输入至主控电路,测算出副镜的行变量并发送驱动控制信号至副镜调整电路,副镜调整电路输出电流驱动音圈电机补偿副镜涂电容的形变,使得副镜形状恢复至形变前。
[0032]具体应用实例中,副镜涂电容的具体设置方式为,在副镜的薄镜面背面镀一层金属膜作为电容的一极,在副镜的镜面后面的微晶玻璃参考基板上镀另一层金属膜作为电容的另一极,两个极之间的距离为0.05mm-0.15_,在镜面面型变化的时候,也就是极板之间的距离变化,相应的电容会变化,通过后端的读出放大电路得到镜面的面型变化量。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。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。
[0033]在一具体应用实施例中,参见图2,主控电路30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^^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脚、47脚连接到地;9脚、24脚、36和48脚连接到3.3V电压端;13脚、14脚、15脚、16脚、17脚分别连至副镜面型检测电路;STM32的21脚、22脚、26脚、28脚和45脚、41脚、42脚和43脚连到副镜面型调整电路。主控芯片STM32引接外部的8M晶振,内部可最高倍频到72MHz,可以和经过配置的电容数字转换芯片进行快速的通信。ClO和Cll是为了滤波。由SI组成的是一个复位电路,STM32是低电平复位,将按键一端连接至地,一旦接通,主控芯片系统就进行复位。
[0034]在一具体应用实例中,参见图3,副镜面型检测电路20包括一块电容数字转换芯片PCAPOlAD,第八电阻R8和第九电阻和R9,基准电容C16,以及去耦瓷片电容C13,其中PCAPOIAD的I脚、10脚和25脚连接去耦瓷片电容C13的阳极到地,PCAPOIAD的6脚和19脚连到3.3V电源;PCAP01AD的16脚连接主控模块;PCAP01AD的20、21、22、23脚分别连主控模块;PCAP01AD的24和33脚连接到地;PCAP01AD的26脚经过第八电阻连接到地;PCAPOIAD的27和28连接基准电容的两端,29和30连接待测电容副镜涂电容的两端。电容测量芯片PCAPOl是基于充放电时间的原理,电容的放电公式是Vt= E* [1-exp (_t/RC)],也就是t = RCLn[E/(E-Vt)],其中E是峰值电压,Vt是下限电压,这些都是芯片固定不变的。放电的时间长短和电容的大小成正比,芯片通过测量基准电容和待测电容的放电时间来间接测量待测电容的大小。
[0035]参见图4,所示为一具体应用实例中副镜调整电路的结构框图,副镜调整电路40进一步包括数模转换模块401,电压跟随模块402,电流驱动模块403和电压检测模块404,数模转换模块401输入端连接主控电路的控制信号端,数模转换模块第一电压信号输出端连接电压跟随模块输入端,电压跟随模块的第二电压信号输出端连接电流驱动模块输入端,电流驱动模块输出端连接音圈电机的电流输入端,电压检测模块连接电磁两端电压输出端,电压检测模块的电压输出端连接主控模块的一输入端。数模转换模块401将主控电路30输出的控制信号转换成第一电压信号,经过电压跟随模块402隔离输出第二电压至音圈电机50两端,同时输入音圈电机50的电流由5V电压源经电流驱动模块提供,采用电压检测模块404对电磁两端电压进行采集从而得到真实的电流大小,和主控模块30预期想要产生的电流比较进行进一步的控制。
[0036]具体的,参见图5,所示为副镜调整电路在一应用实例中的设置,数模转换模块的主芯片为16位数模转换器AD5668 (简称DAC)。电压跟随模块402的主芯片为高速运算放大器0PA890 (简称运放)。电流驱动模块的主芯片为低压贴片场效应管FDS9926 (简称MOS芯片)。电压检测模块的主芯片为16位模数转换器AD7694 (简称ADC)。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。该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。
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