DZJ5电子经纬仪光电信号细分处理

介绍了DZJ5型电子经纬仪光电信号数字处理系统的设计及实现.根据系统的预期指标,给出了经纬仪角度测量值的计算及光电信号的采集方法;然后根据相应的方法,从硬件上实现了系统所需的角度信号的波形变换、脉冲信号的形成和CPLD(复杂可编程逻辑器件)辨向计数电路;在此基础上提出了软件细分技术,并分析了此细分方法带来的误差,达到了很高的细分精度.     

编码器光电信号参数的动态提取方法

光电编码器在运动状态下输出的实际信号与理想的正弦波或三角渡存在着偏差,在此偏差信号的基础上进行电子学细分就会产生细分误差.通过对动态波形数据直接进行运动状态分析,采用建立运动模型的方法,确定传感器的原始位置波形参数.将得到的波形参数带入细分误差公式,即可以求取细分误差,并为误差补偿提供了理论基础.此法作为一种新的误差检测方法,适用于现场编码器精度检测和校准.该方法克服了传统误差检测方法装置复杂,不适合现场环境复杂条件下的动态检测的缺陷,有很高的应用价值.

Abstract：

While a photoelectric encoder working at the dynamic state, there are deviations between the actual output signals and the theoretical two sine or triangular signals. Interpolating on this deviation signals will result in interpolation errors. In this paper, the original waveform parameters are obtained by analyzing the actual dynamic waveform data and building a dynamic model. Bringing these parameters into interpolation error equation, and then errors can be worked out which provides a theoretical basis for error compensating. As a new error detection method, it is suitable for on-site encoder accuracy detection and calibration. The new method with a high application value overcomes the defects existing in traditional error detection devices, such as the complexity of equipments and the unsuitability for dynamic detection under complex on-site conditions.     

莫尔条纹快速细分在光电轴角编码器中的应用

详细介绍了莫尔条纹高插补系数快速细分的原理、硬件设计和软件设计,并将此细分装置应用于光电轴角编码器处理电路中。采用乘法倍频电路可以完成莫尔条纹信号的四倍频,提高了信号的正交性,达到了实验的要求。采用16位CHMOS微控制器80296SA进行软件8 192份细分,可以使光电轴角编码器的分辨率达到0.006″,测角精度σ≤0.4″,且该系统执行一次细分程序所需要的时间小于50μs。     

光电编码器的应用——细分原理

编码器的光电信号经过电路系统的处理,最终获得代表测量角度的数据代码.电路处理系统中最为关键的是细分技术,它是编码器电路处理系统技术中的专业技术.本文详细介绍了一种细分原理和常用的实现方法,说明了编码器测量基准光栅线数和编码器代码分辨力的关系,分析了细分误差产生的原因.     

莫尔条纹光电信号细分误差的实时补偿

为了保证高精度光电轴角编码器在恶劣工作条件下的细分精度,设计了基于高分辨率数字电位计的实时补偿处理系统。依据莫尔条纹光电信号的数学模型,说明了由信号等幅性偏差和直流电平漂移引起的细分误差的空间分布特征,并得出误差规律及计算公式,从编码器的光机装调、码盘均匀性、光敏元件调试等制作环节出发,指出了编码器光电信号细分误差的根本特性;受高精度光电编码器分辨力的约束,从编码器光敏元件输出莫尔条纹信号的形式出发,构建了分辨率为0.1 的数字电位计查找表;并设计了实时补偿的关键算法。以23位光电编码器为实验对象,在-40～60 ℃条件下对补偿处理系统测试,实验结果表明:直流漂移1.2%,等幅性2%,且自动补偿时间约为3 s,满足编码器分辨力（0.154）和工作实时性的要求。该方法可实际应用于编码器系统,能够提高编码器的环境适应性和测角可靠性。     

基才增量式光电编码器位移传感器研究

为了实现对位移测量的需求,提出了一种基于增量式光电编码器的位移传感器的设计方案,并完成系统的软硬件设计。传感器硬件部分主要包括增量式光电编码器、信号的传输处理和测量结果的显示。软件部分采用汇编语言设计,实时解算测量结果并驱动显示屏显示。实际应用表明,该系统具有操作简便、测试准确的特点,达到了设计要求。     

损耗仪光电信号模拟器

介绍了激光陀螺谐振腔损耗的测量方法,在此基础上,设计了一套模拟仿真系统,能分别以光电两种信号方式模拟由激光陀螺产生的信号,用于分析和评价激光陀螺谐振腔损耗测量仪器的精度及稳定性,为谐振腔损耗测量仪器提供了一种有效的测量工具。     

机载光电吊舱线性位移补偿方法

为提高机载光电吊舱对地面目标的成像侦察、目标跟踪效果,提出一种适用于机载光电吊舱的线性位移补偿方法。通过对飞机速度、飞机姿态、坐标矩阵转换,得到目标相对于光电吊舱的角速度,反向补偿给光电吊舱伺服运动系统,使得光电系统的光学瞄准线实时指向目标,提高对目标区域的侦察效果和使用友好性。该方法的有效性已在实践中得到验证。     

莫尔条纹光电信号自动补偿系统

为了保证高精度光电编码器在恶劣工作环境下的精确测量,建立一种基于高分辨力数字电位计+DSP+CPLD的莫尔条纹光电信号自动补偿系统。首先,介绍了自动补偿系统的工作原理及构成,并设计了系统使用过程中的工作模式;融合莫尔条纹信号各个偏差的补偿算法,建立了光电信号细分误差的综合补偿模型;然后,具体阐述了系统的硬件设计、相关软件设计,并分析了补偿系统自身存在的系统误差;最后,以24位光电编码器为实验对象,对该补偿系统进行测试分析,实验结果表明:自动补偿系统可实现编码器精码信号直流电平漂移、等幅性偏差、正交性偏差及二次、三次、五次谐波偏差的综合补偿,可使实际的静态细分误差减小0.61。该系统可用在编码器的工作现场,实现莫尔条纹信号细分误差的自动修正。     

光电编码器两种精码波形细分方法原理误差对比

光电编码器通常利用细分两路正交的码盘精码信号达到高分辨力的目的,为使细分技术更加完善,对基于三角波和基于正余弦波的两种细分方法进行了专题研究。分别对理想信号中存在直流误差、幅值误差、基波相位误差、高次谐波误差几种典型误差情况进行了分析,比较两种基于不同波形细分方法的抗干扰能力。实验对精码信号介于正余弦波和三角波之间的编码器进行测试,对于同一台编码器,采用正余弦波细分时精度为36,采用三角波细分时精度为42。结果表明:基于正余弦波的细分方法抗干扰能力优于基于三角波的细分方法。对于高精度光电编码器研制和生产时,可利用正余弦波对精码信号进行细分或将实际信号校正至标准正余弦波再细分。     

基于FPGA的测角脉冲细分电路的设计

对传统的数字化转角测量方法进行了简要介绍,提出了一种能够提高测角分辨率的脉冲细分技术,并结合激光陀螺输出信号对该方法进行了误差分析。接着利用FPGA对此项技术进行了硬件实现,具体描述了电路各部分的工作原理及程序设计,并使用QuartusⅡ软件对电路进行了仿真。最后,对某型激光陀螺输出信号进行周期采样,对电路进行了实验验证。结果表明该技术能够有效提高转角测量分辨率,电路工作稳定,取得了预期的效果。     

光电探测器微变信号检测电路的设计

火灾探测系统常常因为光电探测器输出信号的微弱而不能工作。文中介绍了为此设计的一个微变信号检测电路。将光电控测器内阻分解为微变内阻和不变内阻。选取两路信号进行差模放大。经过计算选择特定的电路参数，使得电路输出信号和探测器微变内阻成正比关系，从而实现了微变信号的放大。；用斩波方法进行了电路输出性能的经验。对电路参数的选择进行了详细分析。     

基于连续小波变换的瞬态位移干涉仪信号处理

提出一种连续小波变换(CWT)用于频率急剧变化的瞬态位移干涉仪信号处理的方法.连续小波变换利用对不同频率具有不同分辨本领的特性,对信号进行时频分析,计算出信号频率,进而恢复出信号的速度.当在可变时间窗口宽度内小波的中心频率和信号局部频率相等或接近时,小波变换系数幅值最大,据此能判断出信号的频率.用连续小波变换方法对计算机模拟的化移干涉信号进行处理,恢复的速度相对误差在3%,从爆轰实验的光纤位移干涉仪信号中也能够准确地恢复出物体的速度历史.     

一种新型光电定向系统的设计与实现

叙述了采用650 nm激光器作为发射光源,用四象限光电探测器作为接收器,将接收到的4路信号通过放大、展宽电路,然后经过A/D转换器和单片机,准确地测量目标光源的方位。通过两维手动平移台控制激光器,并通过两维电控平移台控制四象限探测器,可以准确地得到光斑中心的坐标,然后通过上位机软件在计算机上直观地显示光斑的移动轨迹。该系统具有精度高、价格低、便于自动控制和操作方便的特点。     

一种雷达光电轴一致性校准新方法

光电轴一致性是精密测量雷达的一项关键技术指标,它关系到雷达系统测试时的架设质量,直接决定着雷达系统能否快速准确捕获目标。传统的光电轴一致性校准方法可以概括为光标刻度判读法,该方法主要存在判读困难、适应性较差等缺点。文中基于精密测量雷达自身的高准确度伺服角度编码器,提出了一种新的光电轴一致性校准方法:伺服编码器较差法,通过对比该方法与传统方法的校准不确定度及其操作实施等特点证明,其相比传统方法,该方法更加高效准确,具有更强的适应性。。     

光电靶抗干扰性能的优化设计

火光或环境光会使光电靶产生误触发信号或是不能捕捉住弹丸的过靶信号,影响测试的准确度和灵敏度.提出光电靶的总体设计方案,激光器功率的选择的推导过程以及光电补偿电路设计.实验采用650nm波长的PIN光电二极管发出激光形成大面积光幕,经过遮光罩、干涉滤光片等光学器件和特殊的光电转换电路组成的光电靶测速系统测试弹丸的创伤性.在实验室对新型的光电靶系统用投掷实物进行模拟仿真,最后通过实弹测试结果表明采用抗干扰措施组成的光电靶测速系统能有效地抑制环境光和火光的干扰.     

一种新的低截获概率雷达信号的设计与分析

从信号频谱、模糊函数等方面对二相编码信号、步进频率信号两种典型的低截获概率雷达信号进行了分析,提出一种脉内二相编码——脉间步进频率复合调制雷达信号,并对其优缺点进行了比较。研究结果表明,复合调制信号既能克服步进频率信号较严重的距离——多普勒耦合和相位编码信号的多普勒频移敏感的缺点,同时又具备相位编码信号的大带宽特性和步进频率信号的高距离分辨率特性,是一种较理想的低截获概率雷达信号。     

基于EDA技术实现光电检测系统设计

光电控制系统是自动化控制系统的核心技术之一，其稳定性及其精度决定了自动化控制过程的优劣。本设计基于红外传感技术完成了对棉纺织机械设备等生产产品的实时现场质量检测控制。这里介绍了该系统主要功能模块设计原理并利用EDA软件设计实现。     

基于光栅传感器位移测量的软、硬件设计

提出了一种基于AT89C51单片机开发的光栅位移传感器对线性位移进行测量的方法。其硬件设计包括数据采集、辨向、数据处理和数据显示。把读数头输出的信号(脉冲电信号)，经过硬件电路辨向，送入计数器8253计数，利用AT89C51单片机进行信号处理，最终转换成实际的线性位移值显示出来。与其他系统相比，他的硬件电路简单，并能实现较高的位移测量精度。