专利名称：光程差高速转镜控制系统的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种用于高速转镜式超光谱干涉仪的光程差高速转镜控制系统。
二背景技术：
高稳定性、高速转镜是“高速转镜式超光谱干涉仪”的核心技术，只有在转速稳定的前提下，干涉图采集数据的线性和信噪比才能保证。通常电机的驱动线路比较多，但要达到稳定度为0.5％的驱动控制线路存在以下缺点1、电路设计复杂、结构庞大；2、调试难度大；3、所选用的器件多，精度低，成本高；4、无失速保护功能。
三、实用新型内容本实用新型解决了背景技术中的高速转镜驱动控制线路存在的电路设计复杂、调试难度大、精度低、成本高且无失速保护功能的技术问题。
本实用新型的技术解决方案是本实用新型提供一种光程差高速转镜控制系统，其特殊之处在于该控制系统包括光电信号转换器1、信号处理器2、选频选择器3、电机4、电子开关5、稳速控制器6、电源7和失速保护器8，光电信号转换器1接入信号处理器2中，信号处理器2接入选频选择器3中，选频选择器3分别接入稳速控制器6和失速保护器8中，稳速控制器6和失速保护器8分别通过电子开关5接入电机4，电子开关5外接有电源7；光电信号转换器1主要由遮断器U1构成，信号处理器2主要由运算放大器U2构成，选频选择器3主要由双单稳电路U3构成，电子开关5主要由电子开关U4构成，稳速控制器6主要由电压比较器U6构成，失速保护器8主要由电压比较器U7构成。
上述运算放大器U2主要由运算放大器U2A和运算放大器U2B构成。
上述运算放大器U2A和运算放大器U2B可分别采用CA3401、TA6306、MC3401电流型运算放大器。
上述双单稳电路U3可用MC14538、J555、J556、C4098型精密双单稳电路。
上述电压比较器U6可用J139、J119型电压比较器。
上述电压比较器U7可用J139、J119型电压比较器。
上述电子开关U4主要由功率放大器T1和功率放大器T2构成。
上述功率放大器T1和功率放大器T2可分别采用SHD710、FHD100型功率放大器。
本实用新型具有以下优点1、本实用新型电路设计简单、电机稳定性高，且稳定度可达2‰，使得光谱复原更精确；2、本实用新型电机启动快、并很快达到稳速、且转速可调；3、本实用新型所选用的器件少，成本低；4、本实用新型设置有失速保护器，具有失速保护功能。
5、本实用新型受电源波动影响小。
四

图1为本实用新型的结构框图；图2为本实用新型的电路原理图。
五具体实施方式
参见图1、2，本实用新型包括光电信号转换器1、信号处理器2、选频选择器3、电机4、电子开关5、稳速控制器6、电源7和失速保护器8，光电信号转换器1接入信号处理器2中，信号处理器2接入选频选择器3中，选频选择器3分别接入稳速控制器6和失速保护器8中，稳速控制器6和失速保护器8分别通过电子开关5接入电机4以驱动转镜，电子开关5外接有电源7；光电信号转换器1主要由遮断器U1构成，信号处理器2主要由运算放大器U2构成，该运算放大器U2主要由运算放大器U2A和运算放大器U2B构成，选频选择器3主要由双单稳电路U3构成，电子开关5主要由电子开关U4构成，电子开关U4主要由功率放大器T1和功率放大器T2构成，稳速控制器6主要由电压比较器U6构成，失速保护器8主要由电压比较器U7构成。
运算放大器U2A和运算放大器U2B可分别采用CA3401、TA6306、MC3401电流型运算放大器。
双单稳电路U3可用MC14538、J555、J556、C4098型精密双单稳电路。
电压比较器U6可用J139、J119型电压比较器。
电压比较器U7可用J139、J119型电压比较器。
功率放大器T1和功率放大器T2可分别采用SHD710、FHD100型功率放大器。
本实用新型工作时，首先接通电源7，工作前，由于开关K1接与A点，此时电荷保持器的TP2点保持一定的电压，且TP2点的电压高于TP3点的电压，使三极管T4截止，保护电路不起作用。将开关K1由A点接与B点，此时所有电路被加上工作电压，电路启动，U3A-6端为低电平，TP1点由于R18、R17电阻的分压，使U4D-11脚电位高于U4D-10脚电位，U4D-13输出高电平，三极管T1导通，使得电子开关T2、T3导通，电源1通过电子开关T2、T3直接驱动电机4旋转。在电机4旋转后，从在电机4的轴上所装的遮断器U1输出转速脉冲串，经运算放大器U2A、U2B进行信号处理，由U2B-5输出，通过电阻R9到选频电路输入端U3A-4脚触发U3A，经选频电路U3A形成所选定的脉冲宽度，由U3A-6脚输出。且脉冲的宽度由R10、R11、R12、R13、R14、与C2所构成的网络调节而成，不同的RC网络组成，形成电机4的某一固定的转速频率，RC时间常数大，电机4的转速频率低，RC时间常数小，电机4的转速频率高。选频电路U3A-6脚输出的脉冲与比较器参考点TP1点的电压进行比较后输出通断脉冲，控制电子开关管T2、T3的通断时间，达到控制电机4的电压变化。且电机4上的电压升高，电机升速，遮断器U1输出的脉冲串数增加，关断脉冲数目增加，关断次数增加，电机4上获得的电压下降，转速下降。与之相反，电机4上的电压降低，电机降速，遮断器U1输出的脉冲串数减小，关断脉冲数目减小，关断次数减小，电机4上获得的电压升高，转速升高，从而使电机4稳定在某一转速上。限速保护电路是由选频电路U3A-6脚输出的脉冲对R26、C6网络组成的电荷保持器6充电，以保持TP2点对TP3点的高电平，使三极管T4继续保持截止状态，维持电子开关管T2、T3的导通。当选频电路无关断脉冲输出时，电机4转速升高以至于失速，这时电荷保持器6无充电脉冲，它通过R26、C6放电，使得接点TP2的电压低于接点TP3，U4A-2输出高电平，而使三极管T4导通，三极管T1截止，电子开关管T2、T3关断，电机4停转，实现了失速保护功能。
本实用新型直流电机的转速与电机两端所加的驱动电压成正比，电机电压越高，该电机转速越快。
权利要求1.一种光程差高速转镜控制系统，其特征在于该控制系统包括光电信号转换器(1)、信号处理器(2)、选频选择器(3)、电机(4)、电子开关(5)、稳速控制器(6)、电源(7)和失速保护器(8)，所述光电信号转换器(1)接入信号处理器(2)中，所述信号处理器(2)接入选频选择器(3)中，所述选频选择器(3)分别接入稳速控制器(6)和失速保护器(8)中，所述稳速控制器(6)和失速保护器(8)分别通过电子开关(5)接入电机(4)，所述.电子开关(5)外接有电源(7)；所述光电信号转换器(1)主要由遮断器(U1)构成，所述信号处理器(2)主要由运算放大器(U2)构成，所述选频选择器(3)主要由双单稳电路(U3)构成，所述电子开关.(5)主要由电子开关(U4)构成，所述稳速控制器(6)主要由电压比较器(U6)构成，所述失速保护器(8)主要由电压比较器(U7)构成。
2.根据权利要求1所述的光程差高速转镜控制系统，其特征在于所述运算放大器(U2)主要由运算放大器(U2A)和运算放大器(U2B)构成。
3.根据权利要求2所述的光程差高速转镜控制系统，其特征在于所述运算放大器(U2A)和运算放大器(U2B)可分别采用CA3401、TA6306、MC3401电流型运算放大器。
4.根据权利要求1所述的光程差高速转镜控制系统，其特征在于所述双单稳电路(U3)可用MC14538、J555、J556、C4098型精密双单稳电路。
5.根据权利要求1所述的光程差高速转镜控制系统，其特征在于所述电压比较器(U6)可用J139、J119型电压比较器。
6.根据权利要求1所述的光程差高速转镜控制系统，其特征在于所述电压比较器(U7)可用J139、J119型电压比较器。
7.根据权利要求1所述的光程差高速转镜控制系统，其特征在于所述电子开关(U4)主要由功率放大器(T1)和功率放大器(T2)构成。
8.根据权利要求7所述的光程差高速转镜控制系统，其特征在于所述功率放大器(T1)和功率放大器(T2)可分别采用SHD710、FHD100型功率放大器。
专利摘要本实用新型涉及一种用于高速转镜式超光谱干涉仪的光程差高速转镜控制系统。其包括光电信号转换器、信号处理器、选频选择器、电机、电子开关、稳速控制器、电源和失速保护器，光电信号转换器接入信号处理器中，信号处理器接入选频选择器中，选频选择器分别接入稳速控制器和失速保护器中，稳速控制器和失速保护器分别通过电子开关接入电机，电子开关外接有电源；光电信号转换器主要由遮断器构成，信号处理器主要由运算放大器构成，选频选择器主要由双单稳电路构成，电子开关主要由电子开关构成，稳速控制器主要由电压比较器构成，失速保护器主要由电压比较器构成。本实用新型电路设计简单、调试难度低、精度高、成本低且具有失速保护功能。
文档编号G01B9/02GK2651771SQ20032010976
公开日2004年10月27日 申请日期2003年11月13日 优先权日2003年11月13日
发明者马明, 马健康, 周泗忠, 时惠霞, 郭治理 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所