5 / 10
А.А. Балашов, В.А. Вагин, А.И. Егоров, А.И. Хорохорин
8
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2016. № 5
Основные элементы электронной части прибора.
Перечислим основные
элементы электронной части прибора: модуль управления двигателем; модуль
предварительной обработки и преобразования сигналов (МПОП); модуль пита-
ния излучателя.
Модуль управления двигателем
предназначен для считывания сигналов датчи-
ков положения и привода перемещения подвижного отражателя интерферометра с
постоянной скоростью, а также формирования импульсов референтного канала
с частотой, пропорциональной скорости движения отражателя для запуска АЦП
модуля предварительной обработки и преобразования сигналов.
Модуль состоит из преобразователя частота/напряжения и ПИД-регулятора
скорости перемещения подвижного отражателя. Управляющее напряжение регу-
лятора поступает на линейный двигатель, якорь которого жестко связан с переме-
щаемым отражателем. Импульсы референтного канала ввиду свойства интерферо-
метра Майкельсона привязаны к меткам прохождения интерферограммы от сигна-
ла He-Ne лазера через ноль, когда подвижный отражатель проходит очередной
отрезок пути длиной λ/2, где λ — длина волны лазера. Это дает точную привязку
запуска АЦП к оптической разности хода в интерферометре.
Модуль предварительной обработки и преобразования сигналов
(МПОП)
предназначен для усиления, фильтрации и преобразования в цифровой код по-
следовательностей выборок аналоговых сигналов с выходов предусилителей
пироэлектрического и охлаждаемого приемников и передачи этого кода в ком-
пьютер через USB-порт. Модуль включает в себя входной усилитель сигнала
основного канала с полосой пропускания (15…20)
·
10
3
кГц, 18-битный АЦП с
диапазоном входного напряжения ± 4 В, восьмиразрядный микроконтроллер
семейства AVR и USB-мост (FTDI).
Запуск АЦП осуществляется импульсами референтного канала, поступаю-
щими от модуля управления двигателем с частотой, в 2 раза большей частоты
референтного канала. Старт регистрации интерферограммы привязан к сигналу,
который формируется при достижении подвижным отражателем интерферо-
метра концевого датчика (щелевой оптопары). По окончании регистрации ин-
терферограммы МПОП формирует сигнал, по которому подвижный отража-
тель возвращается в исходную позицию. USB-мост позволяет осуществлять
двунаправленную связь фурье-спектрометра с компьютером. Окно программы
управления спектрометром дает возможность передавать в МПОП параметры
регистрации перед началом сканирования.
Модуль питания излучателя
предназначен для питания излучателя стаби-
лизированным напряжением, что необходимо для обеспечения стабильного
светового потока от него.
Экспериментальная проверка работы прибора.
Для определения макси-
мального спектрального диапазона работы прибора проведены измерения,
в которых проинтерферировавшее ИК-излучение после интерферометра