一種副鏡面型檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種副鏡面型檢測電路，包括設置在望遠鏡的副鏡上的涂電容，涂電容檢測電路，主控電路和電源電路，所述涂電容檢測電路的兩輸入端連接涂電容兩極，所述涂電容檢測電路的輸出端連接主控電路的輸入端，所述主控電路的控制信號輸出端連接電容檢測電路的輸入端，所述電源電路的輸入端連接12V直流電壓輸入，所述電源電路的3.3V電壓輸出端連接涂電容檢測電路和主控電路的電源輸入端。本實用新型用于利用設置涂電容的方式，通過測量涂電容的電容量大小來間接測量副鏡的形變量，測量準確度高。
【專利說明】—種副鏡面型檢測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電子檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別地涉及一種副鏡面型檢測電路。

【背景技術(shù)】
[0002]為了探索更深的宇宙，現(xiàn)代望遠鏡發(fā)展要求望遠鏡口徑越來越大，對望遠鏡的光學效率要求越來越高，大口徑超薄鏡面的研究也越來越得到人們的重視。隨著自適應光學的發(fā)展，大口徑超薄鏡面正成為當今世界天文學家研究的重點。傳統(tǒng)的自適應光學系統(tǒng)需要搭建額外的光學元器件，用來形成一個望遠鏡入瞳的或者是一個大氣擾動的共軛像。但是此種需要搭建額外的光學元器件的方式造成了系統(tǒng)的復雜性和不穩(wěn)定性。因此有一種解決方式為引入自適應副鏡來調(diào)整大氣擾動引入的測量誤差，即實時的檢測副鏡的形變，一旦有形變就對形變進行調(diào)整，使得副鏡恢復形變。
[0003]故，針對以上應用，實有必要進行研究，以提供一種方案，能實時準確的測量反應副鏡形變的涂電容的電容值，進而準確的測量副鏡形變。
實用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種副鏡面型檢測電路，用于利用設置涂電容的方式，通過測量涂電容的電容量大小來間接測量副鏡的形變量，測量準確度聞。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種副鏡面型檢測電路，包括設置在望遠鏡的副鏡上的涂電容，涂電容檢測電路，主控電路和電源電路，所述涂電容檢測電路的兩輸入端連接涂電容兩極，所述涂電容檢測電路的輸出端連接主控電路的輸入端，所述主控電路的控制信號輸出端連接涂電容檢測電路的輸入端，所述電源電路的輸入端連接12V直流電壓輸入，所述電源電路的3.3V電壓輸出端連接涂電容檢測電路和主控電路的電源輸入端。
[0007]優(yōu)選地，所述電源電路包括一級12V至5V電源轉(zhuǎn)換芯片IC1，二級5V至3.3V電源轉(zhuǎn)換芯片IC2，第一二極管D1，第二二極管D2，一個TVS管D3，第一電解電容Cl，第八電解電容C8，第二瓷片電容C2，第三瓷片電容C3，第四瓷片電容C4、第五瓷片電容C5，第七瓷片電容C7，第九瓷片電容C9，第一貼片電阻Rl，第二貼片電阻R2，第三貼片電阻R3，第四貼片電阻R4以及一個電感LI，其中ICl的2腳連接到Dl和Cl的陽極以及Rl的一端；IC1的7腳連接到Rl的另一端；IC1的8腳連接到C2的一端；IC1的4腳連接到地；IC1的I腳連接到C5的一端和D2的陽極；IC1的3腳連接到LI的一端，LI的另一端即為5V電壓的輸出端，同時5V電壓端和D2陽極相連；IC1的5腳連接到R3和R4，R4另一端連接到5V電壓，R3另一端連到地；IC1的6腳連接到C3和C4。Dl的陰極和D3的陰極相連，作為12V電壓的輸入端，D3和Cl的陰極一起連接到地，R2和C3相連，另一端和C4 一起連接到地，C6陽極連接到5V電壓端，陰極到地；IC2的3腳連接到5V電壓輸入；IC2的I腳連接到地；IC2的陽極連接到C8的陽極、C9的一端，C8和C9的另一端連接到地；瓷片電容C7的一端連接5V電壓輸入，另一端連接到地。
[0008]優(yōu)選地，所述主控電路包括主控芯片STM32、8MHz無源晶振Y1、第六二極管D6、第十瓷片電容C10、第i^一瓷片電容Cll和第十二瓷片電容C12、第二十三貼片電阻R23和一個按鍵開關(guān)S I，所述涂電容檢測電路部分包括一塊電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAP01AD，第八電阻R8和第九電阻和R9，基準電容C16，以及去耦瓷片電容C13，其中ClO和Cll分別一端連Y1，一端接地；D6和R23兩端分別并聯(lián)，一端到3.3V電壓端，另一端到C12和SI的一端，C12和SI另一端都連接至地；STM32的4腳和5腳分別連接Yl的兩端；STM32的7腳連至D6的陰極；8腳、44、47腳連接到地；9腳、24腳、36和48腳連接到3.3V電壓端；STM32的13腳、15腳、16腳、17腳分別連至PCAPOIAD的21、20、16、23管腳；其中PCAPOIAD的I腳、10腳和25腳連接去耦瓷片電容C13的陽極到地，PCAP01AD的6腳和19腳連到3.3V電源；PCAPOIAD的24和33腳連接到地；PCAP01AD的26腳經(jīng)過第八電阻連接到地；PCAP01AD的27和28連接基準電容的兩端，29和30連接待測的副鏡涂電容的兩端。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果如下:
[0010](I)利用設置涂電容的方式，通過測量涂電容的電容量大小來間接測量副鏡的形變量，測量方便；
[0011](2)利用集成的芯片模塊進行檢測電路的組建，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAP01AD可以進行針對微小電容的高速精確檢測。高速度，最高500KHz，精確度最高17.3位；
[0012](3)采用開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片搭建電源電路，電源電路效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例的副鏡面型檢測電路的原理框圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例的副鏡面型檢測電路的電源模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例的副鏡面型檢測電路的涂電容檢測模塊和主控模塊的電路結(jié)構(gòu)意圖。

【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017]相反，本實用新型涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本實用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本實用新型有更好的了解，在下文對本實用新型的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本實用新型。
[0018]參見圖1，所示為本實用新型實施例的一種副鏡面型檢測電路的原理框圖，包括設置在望遠鏡的副鏡上的涂電容10，涂電容檢測電路20，主控電路30和電源電路40，涂電容檢測電路20的兩輸入端連接涂電容10兩極，涂電容檢測電路20的輸出端連接主控電路30的輸入端，主控電路30的控制信號輸出端連接涂電容檢測電路20的輸入端，電源電路40的輸入端連接12V直流電壓輸入，電源電路的3.3V電壓輸出端連接涂電容檢測電路20和主控電路30的電源輸入端。通過以上設置的副鏡面型檢測電路，電源電路通過電壓轉(zhuǎn)換為涂電容檢測電路和主控電路提供穩(wěn)定的3.3V工作電壓，涂電容檢測電路用于測量表征副鏡形變量的涂電容的電容量，并將電容量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入至主控電路，主控電路用于配置涂電容檢測電路和讀取涂電容檢測電路的檢測數(shù)據(jù)。
[0019]在一具體應用實例中，參見圖2，所示為本實用新型實施例的副鏡面型檢測電路的電源電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，電源電路包括一級12V至5V電源轉(zhuǎn)換芯片IC1，二級5V至
3.3V電源轉(zhuǎn)換芯片IC2，第一二極管D1，第二二極管D2，一個TVS管D3，第一電解電容Cl，第八電解電容C8，第二瓷片電容C2，第三瓷片電容C3，第四瓷片電容C4、第五瓷片電容C5，第七瓷片電容C7，第九瓷片電容C9，第一貼片電阻Rl，第二貼片電阻R2，第三貼片電阻R3，第四貼片電阻R4以及一個電感LI，其中ICl的2腳連接到Dl和Cl的陽極以及Rl的一端；ICl的7腳連接到Rl的另一端；IC1的8腳連接到C2的一端；IC1的4腳連接到地；IC1的
I腳連接到C5的一端和D2的陽極；IC1的3腳連接到LI的一端，LI的另一端即為5V電壓的輸出端，同時5V電壓端和D2陽極相連；IC1的5腳連接到R3和R4，R4另一端連接到5V電壓，R3另一端連到地；IC1的6腳連接到C3和C4。Dl的陰極和D3的陰極相連，作為12V電壓的輸入端，D3和Cl的陰極一起連接到地，R2和C3相連，另一端和C4 一起連接到地，C6陽極連接到5V電壓端，陰極到地；IC2的3腳連接到5V電壓輸入；IC2的I腳連接到地；IC2的陽極連接到C8的陽極、C9的一端，C8和C9的另一端連接到地；瓷片電容C7的一端連接5V電壓輸入，另一端連接到地。通過以上設置的電源電路，通過兩級降壓芯片，將12V的直流輸入電壓先轉(zhuǎn)換成5V，然后轉(zhuǎn)換成3.3V為主控電路和涂電容檢測電路提供工作電壓。具體地，ICl可選擇為TD1529，TD1529是一款工作在300KHz的開關(guān)電源，5V輸出時紋波大約在20mV左右，最大輸出電流可以到1.6A。通過配置R3和R4的值使得輸出穩(wěn)定的5V電壓信號。IC2可選擇為AMS1117線性電源芯片提供穩(wěn)定的3.3V電壓。
[0020]參見圖3，所示為本實用新型實施例的副鏡面型檢測電路的涂電容檢測模塊和主控模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖主控電路包括主控芯片STM32、8MHz無源晶振Yl、第六二極管D6、第十瓷片電容C10、第i^一瓷片電容Cll和第十二瓷片電容C12、第二十三貼片電阻R23和一個按鍵開關(guān)SI，所述涂電容檢測電路部分包括一塊電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAP01AD，第八電阻R8和第九電阻和R9，基準電容C16，以及去耦瓷片電容C13，其中ClO和Cll分別一端連Yl，一端接地；D6和R23兩端分別并聯(lián)，一端到3.3V電壓端，另一端到C12和SI的一端，C12和SI另一端都連接至地；STM32的4腳和5腳分別連接Yl的兩端；STM32的7腳連至D6的陰極；8腳、44、47腳連接到地；9腳、24腳、36和48腳連接到3.3V電壓端；STM32的13腳、15腳、16腳、17腳分別連至PCAP01AD的21、20、16、23管腳;其中PCAPOIAD的I腳、
10腳和25腳連接去耦瓷片電容C13的陽極到地，PCAP01AD的6腳和19腳連到3.3V電源；PCAPOIAD的24和33腳連接到地；PCAP01AD的26腳經(jīng)過第八電阻連接到地；PCAP01AD的27和28連接基準電容的兩端，29和30連接待測的副鏡涂電容的兩端。STM32引接外部的8M晶振，內(nèi)部可最高倍頻到72MHz，以滿足系統(tǒng)高速的測量和控制需要。ClO和Cll是為了濾波。至于由S I組成的實際是一個復位電路，STM32是低電平復位，所以將按鍵一端連接至地，一旦接通，由STM32組成的單片機系統(tǒng)就進行復位。PCAP01AD內(nèi)部包含DSP處理器，和STM32通過SPI進行通信。PCAP01AD進行電容測量是基于時間的原理，圖中C16是基準電容，將芯片的引腳夾在副鏡的上下兩個極板進行測量涂電容。
[0021]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種副鏡面型檢測電路，其特征在于，包括設置在望遠鏡的副鏡上的涂電容，涂電容檢測電路，主控電路和電源電路，所述涂電容檢測電路的兩輸入端連接涂電容兩極，所述涂電容檢測電路的輸出端連接主控電路的輸入端，所述主控電路的控制信號輸出端連接涂電容檢測電路的輸入端，所述電源電路的輸入端連接12V直流電壓輸入，所述電源電路的3.3V電壓輸出端連接涂電容檢測電路和主控電路的電源輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副鏡面型檢測電路，其特征在于，所述電源電路包括一級12V至5V電源轉(zhuǎn)換芯片IC1，二級5V至3.3V電源轉(zhuǎn)換芯片IC2，第一二極管D1，第二二極管D2，一個TVS管D3，第一電解電容Cl，第八電解電容C8，第二瓷片電容C2，第三瓷片電容C3，第四瓷片電容C4、第五瓷片電容C5，第七瓷片電容C7，第九瓷片電容C9，第一貼片電阻Rl，第二貼片電阻R2，第三貼片電阻R3，第四貼片電阻R4以及一個電感LI，其中ICl的2腳連接到Dl和Cl的陽極以及Rl的一端；IC1的7腳連接到Rl的另一端；IC1的8腳連接到C2的一端；IC1的4腳連接到地；IC1的I腳連接到C5的一端和D2的陽極；IC1的3腳連接到LI的一端，LI的另一端即為5V電壓的輸出端，同時5V電壓端和D2陽極相連；IC1的5腳連接到R3和R4，R4另一端連接到5V電壓，R3另一端連到地；IC1的6腳連接到C3和C4 ；Dl的陰極和D3的陰極相連，作為12V電壓的輸入端，D3和Cl的陰極一起連接到地，R2和C3相連，另一端和C4 一起連接到地，C6陽極連接到5V電壓端，陰極到地；IC2的3腳連接到5V電壓輸入；IC2的I腳連接到地；IC2的陽極連接到C8的陽極、C9的一端，C8和C9的另一端連接到地；瓷片電容C7的一端連接5V電壓輸入，另一端連接到地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的副鏡面型檢測電路，其特征在于，所述主控電路包括主控芯片STM32、8MHz無源晶振Y1、第六二極管D6、第十瓷片電容C1、第i^一瓷片電容Cll和第十二瓷片電容C12、第二十三貼片電阻R23和一個按鍵開關(guān)SI,所述涂電容檢測電路部分包括一塊電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPO1AD，第八電阻R8和第九電阻和R9，基準電容C16，以及去耦瓷片電容C13，其中ClO和Cll分別一端連Yl，一端接地；D6和R23兩端分別并聯(lián)，一端到3.3V電壓端，另一端到C12和SI的一端，C12和SI另一端都連接至地；STM32的4腳和5腳分別連接Yl的兩端；STM32的7腳連至D6的陰極；8腳、44、47腳連接到地；9腳、24腳、36和48腳連接到3.3V電壓端；STM32的13腳、15腳、16腳、17腳分別連至PCAP01AD的.21、20、16、23管腳；其中PCAPOIAD的I腳、10腳和25腳連接去耦瓷片電容C13的陽極到地，PCAPOIAD的6腳和19腳連到3.3V電源；PCAP01AD的24和33腳連接到地；PCAPOIAD的26腳經(jīng)過第八電阻連接到地；PCAP01AD的27和28連接基準電容的兩端，29和30連接待測的副鏡涂電各的兩端。
【文檔編號】G01B7/28GK204214396SQ201420557330
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】劉敬彪, 左恒, 黃峰, 何淑飛, 于海濱 申請人:中國科學院國家天文臺南京天文光學技術(shù)研究所, 杭州墨銳機電科技有限公司