基于DSP處理器的紅外電視調(diào)焦控制器設(shè)計(jì)

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

　　光柵尺邏輯計(jì)算模塊：光柵尺輸出兩路正交的方波信號(hào)A、B和零位信號(hào)Z輸入到FPGA中，在FPGA中實(shí)現(xiàn)對(duì)A、B信號(hào)的倍頻及鑒相功能，然后通過(guò)16位計(jì)數(shù)器和鎖存器與DSP相連，通過(guò)讀取計(jì)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與精度分析

　　3.1 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)時(shí)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(xiàn)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(lái)保證定位。

　　根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)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(dòng)板。圖4為控制電路板，圖5為功率驅(qū)動(dòng)板。通過(guò)試驗(yàn)，較好的完成了紅外電視自動(dòng)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(xiàn)電機(jī)型號(hào)為21000系列Size 8直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)，步長(zhǎng)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(mǎn)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(lái)源是直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的步長(zhǎng)與光柵尺的精度。直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步長(zhǎng)0.0015mm.由以上條件計(jì)算得出如下結(jié)論：

　　a）直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步長(zhǎng)為0.0015mm，調(diào)焦機(jī)構(gòu)的分辨力為直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的步長(zhǎng)為0.0015mm;b）采用光柵尺作為位置測(cè)量傳感器，其測(cè)量精度高，其測(cè)量精度可達(dá)5μm，滿(mǎn)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(mǎn)足調(diào)焦時(shí)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(hào)為T(mén)RUM-60.紅外變倍系統(tǒng)為100mm/300mm兩檔變倍，采用半自動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)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