基于CPLD的發(fā)射激光多頻率同步調(diào)制器
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同步控制也是系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分。該部分的核心為視頻同步信號(hào)分離器LM1881。視頻圖像信號(hào)一幀畫(huà)面分兩場(chǎng)掃描,第1場(chǎng)掃描畫(huà)面上的奇數(shù)行1、3、5… ,稱為奇數(shù)場(chǎng);第2場(chǎng)掃描畫(huà)面上的偶數(shù)行2、4、6…,稱為偶數(shù)場(chǎng)。激光光束多參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)中的視頻輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)LM1881芯片之后產(chǎn)生復(fù)合同步輸出信號(hào)、垂直同步輸出信號(hào),奇偶場(chǎng)輸出信號(hào)以及相位輸出信號(hào)。本文使用其中的奇偶場(chǎng)輸出信號(hào),并將其作為系統(tǒng)中的同步信號(hào),該信號(hào)為頻率25Hz(周期 40ms)的方波信號(hào)。對(duì)于系統(tǒng)產(chǎn)生的各頻率調(diào)制信號(hào),均要與該方波信號(hào)實(shí)現(xiàn)同步。脈沖調(diào)制信號(hào)實(shí)現(xiàn)視頻同步后,各激光參數(shù)測(cè)量都在同步狀態(tài)下完成,能有效地防止數(shù)據(jù)丟失或者被覆蓋。脈沖調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生,是結(jié)合已設(shè)定的頻率及占空比參數(shù)并在同步信號(hào)控制下,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘(頻率24MHz)計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)的。脈沖信號(hào)產(chǎn)生后則可以直接控制激光器,對(duì)激光發(fā)射信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,產(chǎn)生各種頻率及占空比的所需信號(hào)。
仿真結(jié)果及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
仿真結(jié)果
對(duì)CPLD的編程使用VHDL語(yǔ)言,仿真軟件選擇Quartus II。Quartus II提供了一個(gè)完整高效的設(shè)計(jì)環(huán)境,非常容易適應(yīng)具體的設(shè)計(jì)要求。
圖 2為本同步調(diào)制器的仿真結(jié)果。其中clk為系統(tǒng)時(shí)鐘,tongbu為奇偶場(chǎng)輸出同步信號(hào),bdtout為輸出調(diào)制信號(hào),第二行和第三行分別為頻率控制和占空比控制。調(diào)制信號(hào)仿真波形輸出的左半部分周期為倍同步信號(hào)周期,由101設(shè)置,占空比為1:1,由11設(shè)置;右半部分周期為同步信號(hào)周期的一半,由 010設(shè)置,占空比為1:4,由10設(shè)置。由圖2可以看到,信號(hào)頻率及占空比設(shè)置完畢后,系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地輸出脈沖信號(hào),并且該脈沖調(diào)制信號(hào)實(shí)現(xiàn)了與奇偶場(chǎng)輸出信號(hào)的同步。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/191426.htm
圖2 Quartusll時(shí)序仿真結(jié)果
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
在激光光束多參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)中,該激光發(fā)射信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)獲得了成功的應(yīng)用,并達(dá)到了預(yù)期的效果。圖3是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器TDS3032B采樣得到的一種脈沖調(diào)制信號(hào)波形。圖中Ch1為視頻同步信號(hào),Ch2即是所需的脈沖調(diào)制信號(hào)。由示波器波形可以看到,輸出信號(hào)頻率穩(wěn)定,并且很好地實(shí)現(xiàn)了與視頻信號(hào)的同步。
圖3 脈沖調(diào)制信號(hào)頻率 1Hz,占空比1：4
結(jié)語(yǔ)
本文采用CPLD器件結(jié)合視頻同步分離器LM1881實(shí)現(xiàn)了激光光束多參數(shù)測(cè)量中的同步控制和激光器調(diào)制信號(hào)的輸出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,激光發(fā)射信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的穩(wěn)定性和可靠性,并且與未調(diào)制信號(hào)相比,并不影響激光的光束質(zhì)量。
評(píng)論