基于DSP处理器的红外电视调焦控制器设计

　　AD7864地址译码模块：对DSP的地址信号进行译码，为AD7864提供读写、片选以及通道选择等信号。

　　光栅尺逻辑计算模块：光栅尺输出两路正交的方波信号A、B和零位信号Z输入到FPGA中，在FPGA中实现对A、B信号的倍频及鉴相功能，然后通过16位计数器和锁存器与DSP相连，通过读取计数器的数值可得到光栅尺的位置数值，系统框图如图3所示。

3.实验验证与精度分析

　　3.1 实验验证

　　调焦系统由安装在望远物镜筒上的光学机械部分和电控部分组成。光学机械部分包括调焦组件、变倍组件等。电控系统以DSP2833为核心处理器，利用FPGA实现时序和逻辑控制，配以外围电路、执行电机及位置反馈部件。电控系统位置反馈采用精密线绕电位器和光栅尺，执行电机采用步进电机、超声电机和永磁直流电机。变倍系统两端靠电限位和机械限位来保证定位。

　　根据以上设计方案进行实践，调焦电控系统采用两块电路板进行工作，分别为控制电路板和功率驱动板。图4为控制电路板，图5为功率驱动板。通过试验，较好的完成了红外电视自动调焦及变倍功能。

　　3.2 精度分析

　　3.2.1 红外电视调焦控制

　　红外电视调焦范围为200m~∞，调焦执行电机选用海顿直线电机型号为21000系列Size 8直线步进电机，步长为0.0015mm，其工作电压为5V，每相电流为0.24A，在每秒钟1000步的速度下可产生60N的推力。满足使用要求。位置反馈采用增量式光栅尺。

　　调焦电控系统误差来源是直线步进电机的步长与光栅尺的精度。直线步进电机步长0.0015mm.由以上条件计算得出如下结论：

　　a）直线步进电机步长为0.0015mm，调焦机构的分辨力为直线步进电机的步长为0.0015mm;b）采用光栅尺作为位置测量传感器，其测量精度高，其测量精度可达5μm，满足±0.01mm的分辨力精度要求；c）每秒钟1000步的速度是电机的常用速度，也就是每秒钟行程为1.5mm，因此该速度满足调焦时间的要求。

　　3.2.2 红外电视变倍控制红外两档变倍电机选用江苏春生公司的超声电机，型号为TRUM-60.红外变倍系统为100mm/300mm两档变倍，采用半自动控制方式，由电控系统控制超声电机切换变倍镜组，从而切换红外电视的焦距。

　　超声电机的断电自锁特性保证了旋转变倍机构的稳定性。超声电机断电自锁力矩大于其驱动力矩30%左右。超声电机的旋转轴与变倍镜组的外壳直接连接，这种结构简单可靠，并且占用空间小。

　　由于超声电机的转速可以达到