光電檢測系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)角控制電路設(shè)計
發(fā)布時間:2021-11-12 10:21
基于實現(xiàn)一種高性能光電檢測系統(tǒng)性能指標的優(yōu)化,提高系統(tǒng)測量信號準確性的目的。從分析發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)對接精度的問題出發(fā),采用對接問題建模的方法,對比分析光電檢測系統(tǒng)出現(xiàn)放大倍數(shù)、傳輸效率偏低的原因;利用Proteus電路設(shè)計軟件,設(shè)計由光強采集電路、電壓采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機控制模塊、電機控制模塊、液晶實時顯示模塊等部分組成的控制系統(tǒng),用于控制接收系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)角;利用Keil程序設(shè)計軟件對控制系統(tǒng)的控制程序進行編譯;通過控制系統(tǒng)與光電檢測系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),得出安裝控制系統(tǒng)的光電檢測系統(tǒng)的放大倍數(shù)測量精度較以往提高了近3.23%,系統(tǒng)的傳輸效率較以往提高了7.25%的結(jié)論。
【文章來源】:電子設(shè)計工程. 2020,28(16)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
光電檢測系統(tǒng)光線追跡圖
在實際的光通信過程中,光電檢測系統(tǒng)的通信質(zhì)量會受到很多因素的影響,比如大氣湍流、溫度漂移、振動、發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)對接精度偏差、系統(tǒng)安裝誤差等。其中,發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)對接精度偏差是影響光電檢測系統(tǒng)性能指標的最重要因素之一。在實驗室以往的系統(tǒng)性能測試中發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)的放大倍數(shù)及傳輸效率受到系統(tǒng)對接精度偏差的影響高達11.5%。為此,本文對發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)對接問題進行建模分析,在圖2中,光束從發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出,經(jīng)過自由空間的遠距離傳輸后,通過接收系統(tǒng)進行光束匯聚[16]。從圖2可以看出,當發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的發(fā)射光束中心和接收光束中心不在同一直線上時,整個系統(tǒng)出現(xiàn)偏軸現(xiàn)象。偏轉(zhuǎn)角即為發(fā)射系統(tǒng)的出射面和接收系統(tǒng)的接收面法線方向與水平方向的夾角。當偏軸越嚴重,系統(tǒng)的放大倍數(shù)、傳輸效率將會受到很大的影響。
控制系統(tǒng)由光強采集電路、電壓采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機控制模塊、電機控制模塊、液晶實時顯示模塊等部分組成,如圖3所示。當光強采集模塊采集到光強時,將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,通過采樣電路的分壓得到采樣電壓,采樣電壓經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入單片機系統(tǒng),單片機系統(tǒng)根據(jù)光強信號的大小控制電機的轉(zhuǎn)動,直到對比得出角度可調(diào)范圍內(nèi)的最大光強,電機停止轉(zhuǎn)動,得出最佳偏轉(zhuǎn)角。另外,液晶顯示模塊可以對光強信號進行實時顯示,提高了實驗的可視化程度,方便操作。3.2 系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)角控制電路設(shè)計
【參考文獻】:
期刊論文
[1]自由空間光通信鏈路最優(yōu)束散角分析[J]. 張慧穎. 激光與紅外. 2019(08)
[2]弱湍流環(huán)境下自由空間光通信系統(tǒng)性能研究[J]. 姜松,張敏. 信息通信. 2019(05)
[3]空潛自由空間光通信的鏈路性能評估(英文)[J]. 李軍,元秀華,王銘淏. 中國光學. 2019(02)
[4]一種高性能光電檢測光學系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[J]. 黃凱,酈文忠,熊鐵軍,謝輝,羅濤. 科技創(chuàng)新導報. 2019(08)
[5]基于數(shù)字功率計的變頻器測試分析[J]. 司文旭,李山,劉述喜. 重慶理工大學學報(自然科學). 2017(02)
博士論文
[1]空間光通信中高精度光軸偏差檢測技術(shù)研究[D]. 余佳威.中國科學院大學(中國科學院光電技術(shù)研究所) 2019
[2]空間激光通信自適應光學系統(tǒng)的控制研究[D]. 王玉坤.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2019
[3]面向波前差的激光通信光學天線光機支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化研究[D]. 楊豐福.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2019
[4]基于大口徑望遠鏡的星地激光通信地面站關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳莫.中國科學院大學(中國科學院光電技術(shù)研究所) 2019
[5]深空激光通信系統(tǒng)地面高靈敏度探測技術(shù)研究[D]. 李勃.長春理工大學 2019
[6]空間激光通信自適應校正性能評價分析[D]. 尹向輝.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2018
碩士論文
[1]自由空間光通信大氣信道自適應補償及接收技術(shù)研究[D]. 李曉芳.山東大學 2019
[2]空間光通信脈沖振幅調(diào)制信號矯正算法研究[D]. 何宏煒.浙江大學 2018
[3]自由空間光通信語音傳輸系統(tǒng)中編解碼技術(shù)研究[D]. 賈瑞蓮.重慶大學 2016
本文編號:3490718
【文章來源】:電子設(shè)計工程. 2020,28(16)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
光電檢測系統(tǒng)光線追跡圖
在實際的光通信過程中,光電檢測系統(tǒng)的通信質(zhì)量會受到很多因素的影響,比如大氣湍流、溫度漂移、振動、發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)對接精度偏差、系統(tǒng)安裝誤差等。其中,發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)對接精度偏差是影響光電檢測系統(tǒng)性能指標的最重要因素之一。在實驗室以往的系統(tǒng)性能測試中發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)的放大倍數(shù)及傳輸效率受到系統(tǒng)對接精度偏差的影響高達11.5%。為此,本文對發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)對接問題進行建模分析,在圖2中,光束從發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出,經(jīng)過自由空間的遠距離傳輸后,通過接收系統(tǒng)進行光束匯聚[16]。從圖2可以看出,當發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的發(fā)射光束中心和接收光束中心不在同一直線上時,整個系統(tǒng)出現(xiàn)偏軸現(xiàn)象。偏轉(zhuǎn)角即為發(fā)射系統(tǒng)的出射面和接收系統(tǒng)的接收面法線方向與水平方向的夾角。當偏軸越嚴重,系統(tǒng)的放大倍數(shù)、傳輸效率將會受到很大的影響。
控制系統(tǒng)由光強采集電路、電壓采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機控制模塊、電機控制模塊、液晶實時顯示模塊等部分組成,如圖3所示。當光強采集模塊采集到光強時,將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,通過采樣電路的分壓得到采樣電壓,采樣電壓經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入單片機系統(tǒng),單片機系統(tǒng)根據(jù)光強信號的大小控制電機的轉(zhuǎn)動,直到對比得出角度可調(diào)范圍內(nèi)的最大光強,電機停止轉(zhuǎn)動,得出最佳偏轉(zhuǎn)角。另外,液晶顯示模塊可以對光強信號進行實時顯示,提高了實驗的可視化程度,方便操作。3.2 系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)角控制電路設(shè)計
【參考文獻】:
期刊論文
[1]自由空間光通信鏈路最優(yōu)束散角分析[J]. 張慧穎. 激光與紅外. 2019(08)
[2]弱湍流環(huán)境下自由空間光通信系統(tǒng)性能研究[J]. 姜松,張敏. 信息通信. 2019(05)
[3]空潛自由空間光通信的鏈路性能評估(英文)[J]. 李軍,元秀華,王銘淏. 中國光學. 2019(02)
[4]一種高性能光電檢測光學系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[J]. 黃凱,酈文忠,熊鐵軍,謝輝,羅濤. 科技創(chuàng)新導報. 2019(08)
[5]基于數(shù)字功率計的變頻器測試分析[J]. 司文旭,李山,劉述喜. 重慶理工大學學報(自然科學). 2017(02)
博士論文
[1]空間光通信中高精度光軸偏差檢測技術(shù)研究[D]. 余佳威.中國科學院大學(中國科學院光電技術(shù)研究所) 2019
[2]空間激光通信自適應光學系統(tǒng)的控制研究[D]. 王玉坤.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2019
[3]面向波前差的激光通信光學天線光機支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化研究[D]. 楊豐福.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2019
[4]基于大口徑望遠鏡的星地激光通信地面站關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳莫.中國科學院大學(中國科學院光電技術(shù)研究所) 2019
[5]深空激光通信系統(tǒng)地面高靈敏度探測技術(shù)研究[D]. 李勃.長春理工大學 2019
[6]空間激光通信自適應校正性能評價分析[D]. 尹向輝.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2018
碩士論文
[1]自由空間光通信大氣信道自適應補償及接收技術(shù)研究[D]. 李曉芳.山東大學 2019
[2]空間光通信脈沖振幅調(diào)制信號矯正算法研究[D]. 何宏煒.浙江大學 2018
[3]自由空間光通信語音傳輸系統(tǒng)中編解碼技術(shù)研究[D]. 賈瑞蓮.重慶大學 2016
本文編號:3490718
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