基于DSP處理器的紅外電視調(diào)焦控制器設(shè)計

　　AD7864地址譯碼模塊：對DSP的地址信號進(jìn)行譯碼，為AD7864提供讀寫、片選以及通道選擇等信號。

　　光柵尺邏輯計算模塊：光柵尺輸出兩路正交的方波信號A、B和零位信號Z輸入到FPGA中，在FPGA中實現(xiàn)對A、B信號的倍頻及鑒相功能，然后通過16位計數(shù)器和鎖存器與DSP相連，通過讀取計數(shù)器的數(shù)值可得到光柵尺的位置數(shù)值，系統(tǒng)框圖如圖3所示。

3.實驗驗證與精度分析

　　3.1 實驗驗證

　　調(diào)焦系統(tǒng)由安裝在望遠(yuǎn)物鏡筒上的光學(xué)機(jī)械部分和電控部分組成。光學(xué)機(jī)械部分包括調(diào)焦組件、變倍組件等。電控系統(tǒng)以DSP2833為核心處理器，利用FPGA實現(xiàn)時序和邏輯控制，配以外圍電路、執(zhí)行電機(jī)及位置反饋部件。電控系統(tǒng)位置反饋采用精密線繞電位器和光柵尺，執(zhí)行電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)、超聲電機(jī)和永磁直流電機(jī)。變倍系統(tǒng)兩端靠電限位和機(jī)械限位來保證定位。

　　根據(jù)以上設(shè)計方案進(jìn)行實踐，調(diào)焦電控系統(tǒng)采用兩塊電路板進(jìn)行工作，分別為控制電路板和功率驅(qū)動板。圖4為控制電路板，圖5為功率驅(qū)動板。通過試驗，較好的完成了紅外電視自動調(diào)焦及變倍功能。

　　3.2 精度分析

　　3.2.1 紅外電視調(diào)焦控制

　　紅外電視調(diào)焦范圍為200m~∞，調(diào)焦執(zhí)行電機(jī)選用海頓直線電機(jī)型號為21000系列Size 8直線步進(jìn)電機(jī)，步長為0.0015mm，其工作電壓為5V，每相電流為0.24A，在每秒鐘1000步的速度下可產(chǎn)生60N的推力。滿足使用要求。位置反饋采用增量式光柵尺。

　　調(diào)焦電控系統(tǒng)誤差來源是直線步進(jìn)電機(jī)的步長與光柵尺的精度。直線步進(jìn)電機(jī)步長0.0015mm.由以上條件計算得出如下結(jié)論：

　　a）直線步進(jìn)電機(jī)步長為0.0015mm，調(diào)焦機(jī)構(gòu)的分辨力為直線步進(jìn)電機(jī)的步長為0.0015mm;b）采用光柵尺作為位置測量傳感器，其測量精度高，其測量精度可達(dá)5μm，滿足±0.01mm的分辨力精度要求；c）每秒鐘1000步的速度是電機(jī)的常用速度，也就是每秒鐘行程為1.5mm，因此該速度滿足調(diào)焦時間的要求。

　　3.2.2 紅外電視變倍控制紅外兩檔變倍電機(jī)選用江蘇春生公司的超聲電機(jī)，型號為TRUM-60.紅外變倍系統(tǒng)為100mm/300mm兩檔變倍，采用半自動控制方式，由電控系統(tǒng)控制超聲電機(jī)切換變倍鏡組，從而切換紅外電視的焦距。

　　超聲電機(jī)的斷電自鎖特性保證了旋轉(zhuǎn)變倍機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。超聲電機(jī)斷電自鎖力矩大于其驅(qū)動力矩30%左右。超聲電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸與變倍鏡組的外殼直接連接，這種結(jié)構(gòu)簡單可靠，并且占用空間小。

　　由于超聲電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到