李启丙

摘  要：文章为非连续大气偏振观测系统进行硬件设计。该系统采用数字信号处理芯片作为控制核心，利用位置式高精度角度编码器，实现对大气观测系统的位置高精度测量，采用电源隔离技术，降低了电机启动时对摄像机图像的电磁干扰。实验结果表明，该精密控制系统运行位置伺服精度在0.002 °范围内，满足大气偏振观测系统定位测量要求。

关键词：硬件设计;数字信号处理;角度编码器;电源隔离

中图分类号：TN702       文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）26-0009-02

1  概  述

本文研究设计一套非连续全天空偏振观测系统的硬件电路，该系统配合软件以实现全天空的非连续偏振模式观测，获取天空偏振模式随时间的变化，为寻找大气中性点提供数据支撑;并利用大气中性点实现地表-大气信息分离。

本系统主要实现对立体空间精密定位系统的设计，采用位置式高精度角度编码器作为转台位移检测工具，采用了位置环和速度环共同组成闭环控制系统。实验结果表明，该精度定位系统运行位置伺服精度<0.002 °，满足大气偏振观测系统的伺服精度要求。

2  控制系统硬件设计

2.1  系统框图

非连续大气偏振观测控制系统框，如图1所示。控制系统包含数字信号处理电路模块、强弱电隔离模块、电机PWM驱动模块、位置检测模块。主控电路模块以TI的DSP芯片TMS28335为核心，其外围电路主要包括：电源模块电路、JTAG接口电路、外部存储器扩展电路、串行通信接口电路、脉冲量、模拟量控制接口、数字模拟转换电路。功率驱动电路包括逆变器主电路、转子位置检测电路等。……