基于C8051F005單片機的PZT驅動電路設計

　　1 引言

　　在自適應光學合成孔徑成像系統(tǒng)中，某個孔徑通道的原始信號相位信息因大氣、載體振 動等因素引起發(fā)生變化時，冗余信息就會將兩兩通道的變化信息反映出來，通過光學系統(tǒng)提 取出用于冗余間隔校正的信息，經(jīng)過計算機反饋控制驅動電壓鼓完成相位的實時校正。我們 在該反饋系統(tǒng)中引入了壓電陶瓷筒PZT 進行反饋控制。在外加電場作用下，具有逆壓電效 應的壓電陶瓷材料（PZT）將發(fā)生形變，PZT 筒上的光纖也就會隨著PZT 筒的徑向位移而產(chǎn) 生長度的變化,從而改變光波相位。任何 PZT 的使用都離不開相應的驅動電路，PZT 能否 正常、有效的工作，取決于它的驅動電路的性能，對于PZT 進行動態(tài)反饋控制的系統(tǒng)而言， PZT 驅動電路能否線性地進行放大，是我們最關心的問題，本文在以往 PZT 驅動電路結構 基礎上，利用單片機C8051F005 和新型D/A 轉換器AD5308 成功實現(xiàn)了多路 PZT 驅動電 路的設計。

　　2 PZT 驅動電壓要求

　　由 PZT 筒實現(xiàn)的光纖相位調制是把電壓加于PZT 筒上產(chǎn)生壓電效應，使PZT 筒的外徑 周長發(fā)生變化，帶動纏繞PZT 筒的光纖長度及折射率也發(fā)生變化，從而改變光纖內傳輸?shù)?光波相位引起的相位變化，其數(shù)學表達式為：

　　3 系統(tǒng)硬件設計

　　根據(jù)實驗要求本系統(tǒng)采用8 位數(shù)模轉換精度的AD5308 作為數(shù)模轉換芯片，利用 C8051F005 單片機控制AD5308，通過串行通信口將各個數(shù)據(jù)分別送到相應的D/A 轉換通道， 實現(xiàn)相位差信息轉化為相應模擬電壓的目的。系統(tǒng)主要硬件電路連接如圖1 所示，單片機 C8051F005 通過SCL（時鐘線），SDL（數(shù)據(jù)線），SYINC1（第一片AD5308 片選線）和SYIN2 （第二片AD5308 片選線）與兩片AD5308 相連，數(shù)據(jù)線SDA 分時傳送12 路數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)刷 新率最低為3HZ。時鐘線SCL 為后者提供時鐘信號，單片機通過片選SYNC1，SYNC2 選 擇其中一片AD5308 工作，在本系統(tǒng)中，C8051F005 的P0.0 引腳與SDA 連接，P0.1 引腳 與 SCL 連接，P1.3 引腳與SYNC1 連接，P1.4 引腳與SYNC2 連接。我們選擇REF195 芯片 作為參考電壓源。同時為兩片AD5308 提供5V 參考電壓。AD5308 的LDAC 引腳接地。單 片機產(chǎn)生D /A 的時鐘信號，并通過串行口將數(shù)據(jù)發(fā)送給AD5308，經(jīng)AD5308 轉換輸出， 提供驅動PZT 所需的電壓信號。