[发明专利]一种红外辐射谱测量中的调制器控制及反馈系统

说明书

技术领域

本发明涉及目标监测与识别的技术领域，特别涉及一种红外辐射谱测量中的调制器控制及反馈系统。

背景技术

调制器是测量红外辐射谱的关键器件之一，它的作用有三点：一是抑制目标的背景干扰；二是调制目标信号，便于后续信号处理系统对目标信号的提取；三是利用目标交变信号的基波和二次谐波的相位关系实现望远镜的精密跟踪。

测量红外辐射谱需要用到的调制器有两个：振镜和斩光盘，其中振镜用来调制点目标，斩光盘用来调制面目标，它们分时工作。传统的方法是振镜和斩光盘有各自的驱动装置，导致系统比较笨重，操作也相对复杂。而且在这种模式下，振镜的驱动信号都是由波形发生卡或者信号发生器提供，很难实现不同振幅工作模式之间的快速切换。

另外，传统调制器的驱动装置都是直接传输模拟信号给调制器，但是经过几十米长的传输路径，传输过程中受到的干扰不可预知，而且会随环境温湿度等的变化而变化。

发明内容

本发明的主要目的是克服传统红外辐射谱测量中对振动反射镜（以下简称振镜）和斩光盘等调制器分别控制的不足，提供一种调制器控制及反馈系统，不仅集成了振镜和斩光盘的控制模块，还可以对各自的反馈信号进行处理，实现了系统的小型化，降低了工作成本。

本发明还有一个目的是克服传统红外辐射谱测量中直接传输模拟信号，在长的传输距离中容易受到干扰和环境条件影响的不足，提供一种调制器控制及反馈系统，通过工控机以数字信号传输命令及相关信息，减少了传输过程的干扰和环境影响。

本发明采用的技术方案为：

一种红外辐射谱测量中的调制器控制及反馈系统，该系统以振镜和斩光盘为调制器，其特征在于，该系统包括：模式切换模块、振镜驱动模块、斩光盘驱动模块、振镜反馈模块、移相模块、通信模块和电源模块；其中，

所述的模式切换模块用于控制振镜和斩光盘两种模式之间的切换；

所述的振镜驱动模块用于产生振镜的驱动信号；

所述的斩光盘驱动模块用于产生斩光盘的驱动信号；

所述的振镜反馈模块用于计算振镜反馈信号的频率和振幅，并产生方波参考信号；

所述的移相模块用于将方波参考信号移相输出；

所述的通信模块用于根据上位机指令对调制器进行处理；

所述的电源模块通过外部提供的220V交流电源产生该系统内部需要的所有电源；

从而该系统可同时控制振镜和斩光盘两种类型的调制器。

其中，所述的振镜驱动模块使用DDS直接数字频率合成技术，产生正弦波来驱动振镜。

其中，通过模拟乘法器对驱动振镜的正弦波幅度进行控制。

其中，所述的斩光盘驱动模块通过写数字电位器的阻值控制字，实现对斩光盘的频率控制。

其中，所述调制器控制及反馈系统根据反馈正弦波信号产生方波参考信号。

其中，所述调制器控制及反馈系统通过UART模块实现工控机对调制器的各种功能控制。

本发明和现有技术相比的优点在于：

1、采用直接数字频率合成技术和模拟乘法器产生正弦波来驱动振镜，切换速度快，频率分辨率高。

2、采用FPGA实现方波信号的移相功能，使处理后的信号和原驱动信号保持严格同步。

附图说明

图1为本发明提供的调制器控制及反馈系统构成示意图；

图2为ARM处理器的工作流程图；

图3为振镜驱动模块；

图4为乘法器输入信号-IN1；

图5为乘法器输入信号-IN2；

图6为乘法器输出信号-OUT；

图7为DDS原理图；

图8为数字电位器与ARM的接口电路；

图9为振镜反馈模块；

图10为振镜反馈正弦波信号；

图11为正弦波变方波信号；

图12为方波参考信号；

图13为移相90°后的方波参考信号；

图14为移相180°后的方波参考信号；

图15为UART中断服务程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。