基于CPLD的發射激光多頻率同步調制器
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同步控制也是系統中的關鍵組成部分。該部分的核心為視頻同步信號分離器LM1881。視頻圖像信號一幀畫面分兩場掃描,第1場掃描畫面上的奇數行1、3、5… ,稱為奇數場;第2場掃描畫面上的偶數行2、4、6…,稱為偶數場。激光光束多參數測量系統中的視頻輸入信號經過LM1881芯片之后產生復合同步輸出信號、垂直同步輸出信號,奇偶場輸出信號以及相位輸出信號。本文使用其中的奇偶場輸出信號,并將其作為系統中的同步信號,該信號為頻率25Hz(周期 40ms)的方波信號。對于系統產生的各頻率調制信號,均要與該方波信號實現同步。脈沖調制信號實現視頻同步后,各激光參數測量都在同步狀態下完成,能有效地防止數據丟失或者被覆蓋。脈沖調制信號的產生,是結合已設定的頻率及占空比參數并在同步信號控制下,通過對系統時鐘(頻率24MHz)計數實現的。脈沖信號產生后則可以直接控制激光器,對激光發射信號進行調制,產生各種頻率及占空比的所需信號。
仿真結果及實驗驗證
仿真結果
對CPLD的編程使用VHDL語言,仿真軟件選擇Quartus II。Quartus II提供了一個完整高效的設計環境,非常容易適應具體的設計要求。
圖 2為本同步調制器的仿真結果。其中clk為系統時鐘,tongbu為奇偶場輸出同步信號,bdtout為輸出調制信號,第二行和第三行分別為頻率控制和占空比控制。調制信號仿真波形輸出的左半部分周期為倍同步信號周期,由101設置,占空比為1:1,由11設置;右半部分周期為同步信號周期的一半,由 010設置,占空比為1:4,由10設置。由圖2可以看到,信號頻率及占空比設置完畢后,系統能夠穩定地輸出脈沖信號,并且該脈沖調制信號實現了與奇偶場輸出信號的同步。本文引用地址：http://www.czjhyjcfj.com/article/191426.htm
圖2 Quartusll時序仿真結果
實驗驗證
在激光光束多參數測量系統中,該激光發射信號調制系統獲得了成功的應用,并達到了預期的效果。圖3是實驗過程中由高速數字存儲示波器TDS3032B采樣得到的一種脈沖調制信號波形。圖中Ch1為視頻同步信號,Ch2即是所需的脈沖調制信號。由示波器波形可以看到,輸出信號頻率穩定,并且很好地實現了與視頻信號的同步。
圖3 脈沖調制信號頻率 1Hz,占空比1：4
結語
本文采用CPLD器件結合視頻同步分離器LM1881實現了激光光束多參數測量中的同步控制和激光器調制信號的輸出。實驗結果表明,激光發射信號調制系統在實際應用中具有良好的穩定性和可靠性,并且與未調制信號相比,并不影響激光的光束質量。
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