光电检测系统的偏转角控制电路设计

发布时间：2021-11-12 10:21

　　基于实现一种高性能光电检测系统性能指标的优化,提高系统测量信号准确性的目的。从分析发射系统和接收系统对接精度的问题出发,采用对接问题建模的方法,对比分析光电检测系统出现放大倍数、传输效率偏低的原因;利用Proteus电路设计软件,设计由光强采集电路、电压采样电路、A/D转换电路、单片机控制模块、电机控制模块、液晶实时显示模块等部分组成的控制系统,用于控制接收系统的偏转角;利用Keil程序设计软件对控制系统的控制程序进行编译;通过控制系统与光电检测系统的联调,得出安装控制系统的光电检测系统的放大倍数测量精度较以往提高了近3.23%,系统的传输效率较以往提高了7.25%的结论。 

【文章来源】：电子设计工程. 2020,28(16)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

光电检测系统光线追迹图

在实际的光通信过程中，光电检测系统的通信质量会受到很多因素的影响，比如大气湍流、温度漂移、振动、发射系统和接收系统对接精度偏差、系统安装误差等。其中，发射系统和接收系统对接精度偏差是影响光电检测系统性能指标的最重要因素之一。在实验室以往的系统性能测试中发现，系统的放大倍数及传输效率受到系统对接精度偏差的影响高达11.5%。为此，本文对发射系统和接收系统对接问题进行建模分析，在图2中，光束从发射系统发出，经过自由空间的远距离传输后，通过接收系统进行光束汇聚[16]。从图2可以看出，当发射系统和接收系统的发射光束中心和接收光束中心不在同一直线上时，整个系统出现偏轴现象。偏转角即为发射系统的出射面和接收系统的接收面法线方向与水平方向的夹角。当偏轴越严重，系统的放大倍数、传输效率将会受到很大的影响。

控制系统由光强采集电路、电压采样电路、A/D转换电路、单片机控制模块、电机控制模块、液晶实时显示模块等部分组成，如图3所示。当光强采集模块采集到光强时，将光信号转换成电信号，通过采样电路的分压得到采样电压，采样电压经过A/D转换电路转换成数字信号后输入单片机系统，单片机系统根据光强信号的大小控制电机的转动，直到对比得出角度可调范围内的最大光强，电机停止转动，得出最佳偏转角。另外，液晶显示模块可以对光强信号进行实时显示，提高了实验的可视化程度，方便操作。3.2 系统偏转角控制电路设计

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]空间光通信中高精度光轴偏差检测技术研究[D]. 余佳威.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2019
[2]空间激光通信自适应光学系统的控制研究[D]. 王玉坤.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[3]面向波前差的激光通信光学天线光机支撑结构设计与优化研究[D]. 杨丰福.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[4]基于大口径望远镜的星地激光通信地面站关键技术研究[D]. 陈莫.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2019
[5]深空激光通信系统地面高灵敏度探测技术研究[D]. 李勃.长春理工大学 2019
[6]空间激光通信自适应校正性能评价分析[D]. 尹向辉.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018

硕士论文
[1]自由空间光通信大气信道自适应补偿及接收技术研究[D]. 李晓芳.山东大学 2019
[2]空间光通信脉冲振幅调制信号矫正算法研究[D]. 何宏炜.浙江大学 2018
[3]自由空间光通信语音传输系统中编解码技术研究[D]. 贾瑞莲.重庆大学 2016



本文编号：3490718