共聚焦显微镜激光高速扫描控制系统设计及实现

 在传统光学扫描方法基础上,有效地将检流式与共振式光学扫描振镜结合起来,提出一种速度可达4 M/s采样率的高速激光扫描方法,并基于单片机系统设计搭建了系统控制硬件平台,编写了上位机端和下位机端应用软件。实验结果表明:该控制系统扫描速度快,性能稳定可靠,能够应用于共聚焦显微镜,实现实时扫描成像 。     

基于USB3.0的高速数据传输电路的设计

针对大容量数据记录器与外围计算机之间的数据通信时间长速度慢的问题,借助USB3.0接口良好的向后兼容性、易于使用性、可热插拔性、传输速度快等特点,设计了以FPGA为主控单元, DDR2 SDRAM作为高速大容量缓存,USB3.0接口作为与计算机进行数据通信接口的高速数据传输电路系统。采用外接I2C接口的EEPROM作为USB3.0接口芯片的启动方式;通过专用的线性稳压器为DDR2提供稳定的参考电压和吸收电流;最后详细介绍了USB3.0接口芯片的固件程序配置和FPGA控制模块的逻辑设计。实验测试结果表明,通过USB3.0接口该系统数据传输速度达到149.29M/S,且数据传输可靠。     

塑料光纤拉丝塔控制系统设计

为减小塑料光纤纤芯直径波动造成的非固有散射损耗,设计了一种新型光纤拉丝塔控制系统,详细阐述了其工作原理及软硬件实现过程。采用单片机作为核心处理部件,合理设计传感器测温电路、加热炉温度控制电路、直径测量和控制电路以及友好的人机界面。实验表明系统拉丝芯径范围宽(0.2～3mm),拉制光纤直径均匀,精度可控制在15μm以内。整个系统成本低,实用价值高,满足塑料光纤实验室研究需要,可供实际生产参考。     

基于PXI总线高速数据传输卡的设计 

为了实现数据采集存储设备产生的高速、大容量地数据能够快速、可靠、远距离地实时传输,提出了以PXI系统为平台,采用单一周期和线性突发模式相结合的总线访问方式,以PCI9054作为“桥接”芯片,高速FPGA为微控制器,结合LVDS及高速光纤传输技术的总体方案设计;经实践测试,传输数据正确可靠,实现了177 Mbps长距离通信速率。     

基于单片机的LD控制系统的设计

为了实现激光器稳定、可靠和准确的功率输出,介绍一种基于单片机实现半导体激光器功率高稳定的控制系统。该系统以MSP430单片机为核心,根据半导体激光器的工作原理,设计了受控恒流源、温度控制系统和光功率反馈系统等部分。此外,系统还具有激光功率的实时控制、显示和设置以及软开关和软保护等功能。功率稳定采用光功率反馈法,温度控制采用高精度PWM驱动的半导体制冷器。光功率稳定度优于0.25%。     

某高炮随动控制系统的设计

火炮火控系统是自动、半自动高炮武器的核心,火控系统设计的好坏直接影响火炮的设计精度、快速反应能力及可靠性等性能指标;文章通过对火炮火控系统调节器的设计,基于PWM功率放大器与直流伺服电机的数学模型建立电流环、速度环及位置环三闭环系统的数学模型;通过SIMULINK对模型进行实时仿真,仿真结果表明,该PI三环调节器的设计满足火控系统动、静态性能,加快系统响应速度,具有较好的快速跟踪能力、抗负载扰动以及较高的瞄准精度。     

高速拉丝机恒张力收线数控系统设计

介绍了一种用于高速拉丝机恒张力收线的数字控制系统。在该系统中其控制核心主要由单片机8098、转速电流输入通道、数字PID调节器等组成。系统通过对张力与电机电流和转速三个参数的实时采集和处理,能够在运行中获得良好的动静态性能。由于系统性价比高,结构简单,具有一定的实用价值和推广意义。     

数控式LED高速频闪仪的设计与实现

频闪仪的工作环境给光源提出了响应速度快、亮度高、余辉短的苛刻条件,使得选择光源和设计其驱动电路变得困难,也因此限制了频闪法物理研究方法在教学中的普及.本文论证了以大功率白光LED为光源制作教学用频闪仪的可行性,使用STC89C52单片机作为中央控制器的频闪仪,实现了频率的数字化产生和控制.设计制作的频闪仪频率范围是1～100Hz,步进1Hz,频率误差小于±0.2Hz,总光通量700lm,能够满足教学和一般科研需要.     

航空胶片冲洗机直流电机调速控制系统设计

针对航空胶片冲洗机控制困难表现其电机负载不均匀，低速运行情况下电机震动剧烈．研制了专用的反馈控制系统．以双89C51单片机为核心组成控制电路，编写了系统操作程序和数字PID控制程序．对PID参量对控制系统稳定性的影响进行了分析，得出适应于本系统的PID控制规律，并经过大量的试验，获得了能使各档速度稳定运行下的PID控制参量．实践表明，该控制系统运行稳定可靠，低速控制准确度在3％以内，中高速准确度达到1％．     

高温超导磁悬浮冷发射装置供电控制系统的设计

介绍了一种基于单片机控制的供电控制系统,系统以ATMEL89C52为核心,以高温超导磁悬浮冷发射装置驱动系统为控制对象,实现了驱动装置的分段供电,实时检测到发射载体的运动速度,减小了供电系统的负荷,提高了驱动装置的运行效率。     

高速OCDM系统中的全光阈值技术分析

分析了高速OCDM系统中基于非线性光学环境(NOLM)和非线性放大(NALM)环境的全光阈值技术。考虑了NOLM环境输入脉冲峰值功率对其阈值判决功能的影响,数值模拟了由高非线性光纤构成的NOLM和NALM环境的脉冲整形和旁瓣抑制功能,并和实验结果进行了比较。结果表明基于NOLM和NALM环境的全光阈值技术都能有效地抑制40 Gbit/s的OCDM系统中的干扰噪声,最优的NOLM环境的脉冲峰值输入功率为2 W,而NALM环境只需要mW量级的脉冲峰值输入功率即能够更好地抑制干扰噪声。     

一种超高速数据采集系统设计与实现

设计实现了一种超高速数据采集系统。通过在FPGA(现场可编程门阵列上)采用8个不同相位的时钟进行移相合成采集,采用一颗125MSPS采样率的ADC芯片成功实现了1GSPS采样率的高速采样。同时通过对采样数据进行累加求平均的滤波运算,有效地消除了背景噪声,提高了采样的精度。为了实现大数据量的采集,采用了DDR2作为存储器,其具有容量大,速度快,成本低的特点。FPGA采用Xilinx的Spartan6系列,内置了DDR2接口控制器,大大简化了设计。设计的高速数据采集系统在ISE软件中进行了综合,并在FPGA板上进行了实测,性能良好,实现了系统需求的各个指标。     

高速Cameralink视频信号的光纤传输系统设计

针对目前常用的Cameralink视频信号的光纤传输方案系统结构过于复杂的问题,提出一种基于MAX9249/MAX9268的Cameralink视频信号的光纤传输方案。在发送端利用MAX9249实现Cameralink视频信号解串行化、编码、串行化,得到光模块驱动信号CML;在接收端利用MAX9268实现CML信号解串行化、解码、串行化,得到Cameralink视频信号,并对光收发模块的设计与选型作了详细阐述。用示波器抓取发送端和接收端高速串行信号的眼图,结果比较清晰,眼睛张开度大,发送端的Q因子为24.46,满足发送端大于12的要求,接收端Q因子为8.13,满足接收端大于6的要求。计算机采集的实时画面,经过10 min传输无明显可视的像素噪点,验证了该传输方案的可行性和有效性。     

基于光参量放大的高速实时光取样技术

提出了一种基于光参量放大的高速实时光取样方案. 利用色散介质对光纤锁模激光器产生的窄脉冲源进行色散展宽,从而产生线性啁啾光信号. 将该信号和被取样信号同时送入高非线性光纤,利用高非线性光纤中的参量放大效应,将被取样信号的强度信息调制到线性啁啾光信号上. 在接收端利用不同中心波长的滤波器即可滤出不同时间点的取样信号,从而在光域同时完成了高速实时光取样和取样信号的串-并转换. 是实现高速实时取样技术的一种极具竞争力的实现方案. 实验中,实现了对10 Gb/s非归零码OOK信号的40 GS/s的高速实时取样系统,并转换为4路10 GS/s取样信号输出. 在接收端成功根据4路取样信号恢复出被取样信号波形,验证了该实时光取样方案的可行性. 关键词： 光信号处理 光取样 参量放大 高非线性光纤     

大气光学湍流测量中平均时间和原始数据的筛选

在使用温度脉动仪测量温度结构常数时,平均时间长度的选择会影响其测量结果。通过实际测量数据的分析和讨论,确定平均时间应该为10s左右,以得到真实可靠的结构常数。由于温度脉动仪在测量时会受到各种因素的影响,为了筛选掉不可靠的测量结果,提出了一种用温度脉动原始数据来对测量结果进行筛选的方法。该方法首先排除了实验纪录中的错误测量数据,其次对于异常的实验数据,如某一层结构常数数据的异常偏大或偏小,需要根据双点温差原始数据的频谱分析来确认数据是否正常,以进一步排除异常的测量结果,尽可能保证用以统计分析的数据真实可靠。     

微型自适应光学系统闭环控制算法

以微型自适应光学系统的波前重构算法和信号处理系统为基础 ,给出了相应的微型自适应光学系统的闭环控制算法 ,实验结果说明所得结果是合理可行的     

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介绍了HL-2A装置上用于二级加热系统的PSM高压脉冲电源的反馈控制系统.该电源控制系统以DSP+FPGA作为控制核心,输出112路驱动脉冲,以此来控制112个IGBT的通断,包括了驱动、通信、计算、反馈等部分,使电源系统输出稳定高压.设计了远程通信系统,其中基于VB的上位机与控制系统之间采用CAN总线技术来实现电源系统的相关参数设定及传输.DSP与FPGA实现了计算、反馈等功能.完成了相关的代码编写与系统测试.实验测试结果表明,该控制系统实现了高压电源的稳定输出,满足了实验的需求.     

PSM高压电源反馈控制系统研制

介绍了HL-2A装置上用于二级加热系统的PSM高压脉冲电源的反馈控制系统。该电源控制系统以DSP+FPGA作为控制核心,输出112路驱动脉冲,以此来控制112个IGBT的通断,包括了驱动、通信、计算、反馈等部分,使电源系统输出稳定高压。设计了远程通信系统,其中基于VB的上位机与控制系统之间采用CAN总线技术来实现电源系统的相关参数设定及传输。DSP与FPGA实现了计算、反馈等功能。完成了相关的代码编写与系统测试。实验测试结果表明,该控制系统实现了高压电源的稳定输出,满足了实验的需求。     

具有视频输出的多光轴光学系统平行校正仪设计

设计了用于测量输出为视频图像信号的多光轴光学系统的光轴平行度校正仪器。测量仪器所采用的形心不变原理,介绍了测量电路的设计方法。仪器可定量测量和校准多光轴视频系统光学仪器的光轴平行度,经实验检验,仪器具有较高的测量精度。