設(shè)計(jì)了一種同步時(shí)序控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)脈沖激光能量探測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)控制,并保證每次測(cè)量過(guò)程中參與積分的激光脈沖數(shù)目相同。設(shè)計(jì)了激光脈沖計(jì)數(shù)電路,結(jié)合鎖存器、比較器產(chǎn)生預(yù)置脈沖頻率的啟動(dòng)測(cè)量信號(hào),將其輸入到所設(shè)計(jì)的基于D觸發(fā)器的同步時(shí)序控制電路中,獲得該脈沖頻率的同步控制信號(hào),即可實(shí)現(xiàn)脈沖激光能量探測(cè)過(guò)程的同步自動(dòng)化控制。通過(guò)同步控制過(guò)程分析驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性,可滿足脈沖激光能量探測(cè)的控制需求。 

【文章來(lái)源】：工具技術(shù). 2020,54(06)

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【部分圖文】：

同步控制時(shí)序需求

基于光脈沖計(jì)數(shù)器的同步控制時(shí)序以激光脈沖為準(zhǔn),其電路組成主要包括激光脈沖整形電路、可編程計(jì)數(shù)器、比較器以及相應(yīng)的控制信號(hào)生成邏輯四部分。其系統(tǒng)框圖如圖2所示。圖中RD為計(jì)數(shù)器使能端、DBn為所需計(jì)數(shù)的激光脈沖數(shù),DBn通過(guò)EN使能存儲(chǔ)在鎖存器中,ST為測(cè)量開(kāi)啟信號(hào),均由主控芯片提供。F0為激光脈沖頻率,COUout為計(jì)數(shù)完成觸發(fā)的脈沖輸出,SCS為最終的同步控制時(shí)序, CΝVSΤ ˉ 為AD轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。主控板打開(kāi)計(jì)數(shù)器使能端,鎖存器使能端并預(yù)置激光脈沖數(shù),同時(shí)向同步時(shí)序控制邏輯發(fā)送測(cè)量開(kāi)啟信號(hào),控制邏輯控制計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)值與預(yù)置激光脈沖數(shù)相同時(shí),比較器向計(jì)數(shù)器發(fā)送清零信號(hào)。同步時(shí)序控制邏輯將SCS拉低,停止測(cè)量工作,直至下一次開(kāi)啟信號(hào)到來(lái)。

同步控制時(shí)序基于光脈沖計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì),由于激光脈沖持續(xù)時(shí)間極短,轉(zhuǎn)換得到的電脈沖為極窄脈沖,脈寬為納秒級(jí),因此需要選擇頻率響應(yīng)快、建立時(shí)間和保持時(shí)間較短的計(jì)數(shù)芯片。74f161的建立時(shí)間與數(shù)據(jù)所需要的保持時(shí)間均在納秒級(jí),符合設(shè)計(jì)需求。選用該芯片為激光計(jì)數(shù)器件,74f161計(jì)數(shù)器為4位同步計(jì)數(shù)器,每片有兩個(gè)計(jì)數(shù)使能端,將其與上一片計(jì)數(shù)器的進(jìn)位端相連,可實(shí)現(xiàn)同步計(jì)數(shù)的位數(shù)擴(kuò)展,同時(shí),確保在同步信號(hào)的控制下準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。由于激光能量測(cè)量模塊每次需測(cè)量1000個(gè)激光脈沖能量的總積分值,212>1000,因此需使用3片74f161計(jì)數(shù)器進(jìn)行激光脈沖計(jì)數(shù)。將激光脈沖經(jīng)由光電轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換的點(diǎn)脈沖信號(hào)作為同步時(shí)鐘信號(hào)FPULSE,激光脈沖計(jì)數(shù)電路如圖3所示。由于74f161計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值載入端LD需在同步時(shí)鐘信號(hào)的觸發(fā)下進(jìn)行,若使用自動(dòng)載入計(jì)數(shù)值記滿數(shù)溢出的方式(類似于51單片機(jī)定時(shí)器2的工作方式)會(huì)造成一個(gè)激光脈沖的漏記,使探測(cè)器最終測(cè)得的激光能量不準(zhǔn)確。為了輸入完整的激光脈沖數(shù),仍采用類似于光柵計(jì)數(shù)器的方式,將74f161的計(jì)數(shù)值與比較器進(jìn)行實(shí)時(shí)比較,比較器的另一端連接鎖存器鎖存的預(yù)設(shè)激光脈沖計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)。此方法在連續(xù)測(cè)量激光脈沖的過(guò)程中,激光脈沖不在中途暫停,因此無(wú)需接著在某一特定的計(jì)數(shù)值之后繼續(xù)計(jì)數(shù),不必對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行初值預(yù)置。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3571276