[发明专利]一种电磁式扫描光栅微镜的复合控制系统

摘要

一种电磁式扫描光栅微镜的复合控制系统，包括角传感信号获取与预处理模块、鉴相模块、驱动电流检测模块、闭环控制算法模块、扫描光栅微镜驱动模块和通讯模块。系统采用DSP作为主控芯片，当DSP接收到从模/数转换器ADC采样转换后的集成角传感信号、驱动与角传感之间的相位差信号和驱动电流信号后，进行闭环控制算法的运算，决定输出到DDS和DAC的驱动信号的频率值和幅度值。DDS和DAC的输出信号经过信号的合成及功率放大后被加载到电磁式扫描光栅微镜的驱动线圈上，形成闭环控制系统。该系统通过驱动信号频率控制器和驱动信号幅度控制器实现对扫描光栅微镜的谐振频率追踪和扫描角度控制，抗干扰能力强、控制精度高、长期稳定性好、集成度高、灵活性好。

主权项

1.一种电磁式扫描光栅微镜的复合控制系统，其特征在于：所述系统包括角传感信号获取与预处理模块(4)、鉴相模块(8)、驱动电流检测模块(12)、闭环控制算法模块DSP(17)、扫描光栅微镜驱动模块和通讯模块(21)；所述角传感信号获取与预处理模块(4)用于对微弱角传感信号的获取及滤波预处理；所述鉴相模块(8)完成对角传感信号和驱动信号之间的相位差的测量；所述驱动电流检测模块(12)用于对驱动电流信号的转换与放大，使控制系统得到与驱动电流相对应的电压信号；所述角传感获取与预处理模块(4)、鉴相模块(8)和驱动电流检测模块(12)的输出端与模/数转换器(16)的输入端相连，实现三路输出信号的同步采集；所述闭环控制算法模块DSP(17)包括滑动平均滤波器(19)、驱动信号频率控制器(22)和驱动信号幅度控制器(23)；所述闭环控制算法模块接收从模/数转换器(ADC)采样转换后的集成角传感信号、驱动与角传感之间的相位差信号和驱动电流信号后，进行闭环控制运算，决定输出到DDS直接数字式频率合成器(23)和DAC数/模转换器(27)的驱动信号的频率值和幅度值；所述扫描光栅微镜驱动模块包括DDS直接数字式频率合成器(23)、DAC数/模转换器(27)、信号合成模块(28)、功率放大模块(29)；DDS直接数字式频率合成器(23)和DAC数/模转换器(27)的输出信号经过信号合成及功率放大后与被加载到扫描光栅微镜的驱动线圈上，形成一个完整的闭环控制系统。