一种副镜面型检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种副镜面型检测电路，包括设置在望远镜的副镜上的涂电容，涂电容检测电路，主控电路和电源电路，所述涂电容检测电路的两输入端连接涂电容两极，所述涂电容检测电路的输出端连接主控电路的输入端，所述主控电路的控制信号输出端连接电容检测电路的输入端，所述电源电路的输入端连接12V直流电压输入，所述电源电路的3.3V电压输出端连接涂电容检测电路和主控电路的电源输入端。本实用新型用于利用设置涂电容的方式，通过测量涂电容的电容量大小来间接测量副镜的形变量，测量准确度高。
【专利说明】—种副镜面型检测电路

【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子检测【技术领域】，特别地涉及一种副镜面型检测电路。

【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，能实时准确的测量反应副镜形变的涂电容的电容值，进而准确的测量副镜形变。
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检测电路，用于利用设置涂电容的方式，通过测量涂电容的电容量大小来间接测量副镜的形变量，测量准确度闻。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0006]一种副镜面型检测电路，包括设置在望远镜的副镜上的涂电容，涂电容检测电路，主控电路和电源电路，所述涂电容检测电路的两输入端连接涂电容两极，所述涂电容检测电路的输出端连接主控电路的输入端，所述主控电路的控制信号输出端连接涂电容检测电路的输入端，所述电源电路的输入端连接12V直流电压输入，所述电源电路的3.3V电压输出端连接涂电容检测电路和主控电路的电源输入端。
[0007]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。
[0008]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S I，所述涂电容检测电路部分包括一块电容数字转换芯片PCAP01AD，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；STM32的13脚、15脚、16脚、17脚分别连至PCAPOIAD的21、20、16、23管脚；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，PCAP01AD的6脚和19脚连到3.3V电源；PCAPOIAD的24和33脚连接到地；PCAP01AD的26脚经过第八电阻连接到地；PCAP01AD的27和28连接基准电容的两端，29和30连接待测的副镜涂电容的两端。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下:
[0010](I)利用设置涂电容的方式，通过测量涂电容的电容量大小来间接测量副镜的形变量，测量方便；
[0011](2)利用集成的芯片模块进行检测电路的组建，电容数字转换芯片PCAP01AD可以进行针对微小电容的高速精确检测。高速度，最高500KHz，精确度最高17.3位；
[0012](3)采用开关电源转换芯片搭建电源电路，电源电路效率高。

【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例的副镜面型检测电路的原理框图；
[0014]图2为本实用新型实施例的副镜面型检测电路的电源模块的电路结构示意图；
[0015]图3为本实用新型实施例的副镜面型检测电路的涂电容检测模块和主控模块的电路结构意图。

【具体实施方式】
[0016]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。
[0017]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。
[0018]参见图1，所示为本实用新型实施例的一种副镜面型检测电路的原理框图，包括设置在望远镜的副镜上的涂电容10，涂电容检测电路20，主控电路30和电源电路40，涂电容检测电路20的两输入端连接涂电容10两极，涂电容检测电路20的输出端连接主控电路30的输入端，主控电路30的控制信号输出端连接涂电容检测电路20的输入端，电源电路40的输入端连接12V直流电压输入，电源电路的3.3V电压输出端连接涂电容检测电路20和主控电路30的电源输入端。通过以上设置的副镜面型检测电路，电源电路通过电压转换为涂电容检测电路和主控电路提供稳定的3.3V工作电压，涂电容检测电路用于测量表征副镜形变量的涂电容的电容量，并将电容量转换成数字信号输入至主控电路，主控电路用于配置涂电容检测电路和读取涂电容检测电路的检测数据。
[0019]在一具体应用实例中，参见图2，所示为本实用新型实施例的副镜面型检测电路的电源电路的电路结构示意图，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；ICl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为主控电路和涂电容检测电路提供工作电压。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。
[0020]参见图3，所示为本实用新型实施例的副镜面型检测电路的涂电容检测模块和主控模块的电路结构示意图主控电路包括主控芯片STM32、8MHz无源晶振Yl、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，所述涂电容检测电路部分包括一块电容数字转换芯片PCAP01AD，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13脚、15脚、16脚、17脚分别连至PCAP01AD的21、20、16、23管脚;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，PCAP01AD的6脚和19脚连到3.3V电源；PCAPOIAD的24和33脚连接到地；PCAP01AD的26脚经过第八电阻连接到地；PCAP01AD的27和28连接基准电容的两端，29和30连接待测的副镜涂电容的两端。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S I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。PCAP01AD内部包含DSP处理器，和STM32通过SPI进行通信。PCAP01AD进行电容测量是基于时间的原理，图中C16是基准电容，将芯片的引脚夹在副镜的上下两个极板进行测量涂电容。
[0021]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】
1.一种副镜面型检测电路，其特征在于，包括设置在望远镜的副镜上的涂电容，涂电容检测电路，主控电路和电源电路，所述涂电容检测电路的两输入端连接涂电容两极，所述涂电容检测电路的输出端连接主控电路的输入端，所述主控电路的控制信号输出端连接涂电容检测电路的输入端，所述电源电路的输入端连接12V直流电压输入，所述电源电路的3.3V电压输出端连接涂电容检测电路和主控电路的电源输入端。
2.根据权利要求1所述的副镜面型检测电路，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。
3.根据权利要求1或2所述的副镜面型检测电路，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,所述涂电容检测电路部分包括一块电容数字转换芯片PCAPO1AD，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13脚、15脚、16脚、17脚分别连至PCAP01AD的.21、20、16、23管脚；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24和33脚连接到地；PCAPOIAD的26脚经过第八电阻连接到地；PCAP01AD的27和28连接基准电容的两端，29和30连接待测的副镜涂电各的两端。
【文档编号】G01B7/28GK204214396SQ201420557330
【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】刘敬彪, 左恒, 黄峰, 何淑飞, 于海滨 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