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基于DSP的高功率TEACO2激光器控制 系统的高精度数据采集

王鹤淇 孟范江 郭立红 管目强

王鹤淇, 孟范江, 郭立红, 管目强. 基于DSP的高功率TEACO2激光器控制 系统的高精度数据采集[J]. 中国光学, 2011, 4(4): 411-417.
引用本文: 王鹤淇, 孟范江, 郭立红, 管目强. 基于DSP的高功率TEACO2激光器控制 系统的高精度数据采集[J]. 中国光学, 2011, 4(4): 411-417.
WANG He-qi, MENG Fan-jiang, GUO Li-hong, GUAN Mu-qiang. High precision data acquisition of control system for high-power TEA CO2 laser based on DSP[J]. Chinese Optics, 2011, 4(4): 411-417.
Citation: WANG He-qi, MENG Fan-jiang, GUO Li-hong, GUAN Mu-qiang. High precision data acquisition of control system for high-power TEA CO2 laser based on DSP[J]. Chinese Optics, 2011, 4(4): 411-417.

基于DSP的高功率TEACO2激光器控制 系统的高精度数据采集

基金项目: 

激光与物质相互作用国家重点实验室研究基金资助项目(No.SKLLIM0902-01)

详细信息
    作者简介:

    王鹤淇(1983-),男,吉林长春人,博士研究生,主要从事激光器电子学设计及电子系统可测试性设计方面的研究。E-mail:whq200808@gmail.com 孟范江(1957-),男,黑龙江牡丹江人,副研究员,主要从事大功率激光器控制系统及高压电源方面的研究。E-mail:mengfj2006@sohu.com 郭立红(1964-),女,吉林舒兰人,研究员,主要从事光电仪器总体设计方面的研究。 E-mail:Guolh@ciomp.ac.cn 管目强(1985-),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事计算机仿真应用、视频数据传输方面的研究。 E-mail:guanmuqiang@sina.com

    王鹤淇(1983-),男,吉林长春人,博士研究生,主要从事激光器电子学设计及电子系统可测试性设计方面的研究。E-mail:whq200808@gmail.com 孟范江(1957-),男,黑龙江牡丹江人,副研究员,主要从事大功率激光器控制系统及高压电源方面的研究。E-mail:mengfj2006@sohu.com 郭立红(1964-),女,吉林舒兰人,研究员,主要从事光电仪器总体设计方面的研究。 E-mail:Guolh@ciomp.ac.cn 管目强(1985-),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事计算机仿真应用、视频数据传输方面的研究。 E-mail:guanmuqiang@sina.com

    王鹤淇(1983-),男,吉林长春人,博士研究生,主要从事激光器电子学设计及电子系统可测试性设计方面的研究。E-mail:whq200808@gmail.com 孟范江(1957-),男,黑龙江牡丹江人,副研究员,主要从事大功率激光器控制系统及高压电源方面的研究。E-mail:mengfj2006@sohu.com 郭立红(1964-),女,吉林舒兰人,研究员,主要从事光电仪器总体设计方面的研究。 E-mail:Guolh@ciomp.ac.cn 管目强(1985-),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事计算机仿真应用、视频数据传输方面的研究。 E-mail:guanmuqiang@sina.com

    王鹤淇(1983-),男,吉林长春人,博士研究生,主要从事激光器电子学设计及电子系统可测试性设计方面的研究。E-mail:whq200808@gmail.com 孟范江(1957-),男,黑龙江牡丹江人,副研究员,主要从事大功率激光器控制系统及高压电源方面的研究。E-mail:mengfj2006@sohu.com 郭立红(1964-),女,吉林舒兰人,研究员,主要从事光电仪器总体设计方面的研究。 E-mail:Guolh@ciomp.ac.cn 管目强(1985-),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事计算机仿真应用、视频数据传输方面的研究。 E-mail:guanmuqiang@sina.com

  • 中图分类号: TN248.2;TP274

High precision data acquisition of control system for high-power TEA CO2 laser based on DSP

  • 摘要: 针对基于DSP的高功率TEA CO2激光器控制系统直接利用DSP F2812内置A/D转换器(ADC)进行模拟量采样时存在转换误差较大,且模拟量易受电磁干扰等问题,从硬件和软件两个角度提出了校正DSP2812内置ADC的方法。硬件上采用硬件模拟滤波和隔离等手段对输入的模拟量进行处理;软件校正则通过将两路给定的参考电压值送入DSP F2812内置A/D转换器的两个转换通道,计算出ADC的偏置误差和增益误差,以此误差对其它通道A/D转换器进行校正。最后,实验分析了参考电压和A/D采样时钟频率对A/D转换精度的影响。结果表明,提出的方法能有效地提高A/D转换器的精度,A/D转换误差达到3 LSB,特别是在对腔压值精度要求很高的0~12 000 Pa区段,A/D转换精度达1 LSB,可以保证TEA CO2激光器的可靠运行。
  • [1] Texas Instruments Incorporated. TMS320C28x系列DSP的CPU与外设[M].北京:清华大学出版社,2005. Texas Instruments Incorporated. TMS320C28x Series DSP's CPU and Peripherals[M]. Beijing:Tsinghua University Press,2005.(in Chinese) [2] 李殿军,杨贵龙. TEA CO2激光器主放电延迟时间对效率的影响[J]. 光学 精密工程 , 2006,14(5):807- 810. LI D J,YANG G L. Impact of main discharge delay time on optoelectronic conversion efficiency in TEA CO2 laser[J]. Opt.Precision Eng.,2006,14(5):807-810.(in Chinese) [3] 杨贵龙,李殿军,孟范江,等. 大功率脉冲TEA CO2激光器配气比对输出的影响[J]. 中国光学与应用光学 ,2009,2(3):231-235. YANG G L,LI D J,MENG F J,et al.. Influence of gas mixture ratios on laser outputs of high power laser pulsed TEA CO2 laser[J]. Chinese J. Opt. Appl. Opt.,2009,2(3):231- 235.(in Chinese) [4] 孟范江,郭立红,杨贵龙,等. 大功率TEA CO2激光器系统中电磁干扰的抑制[J]. 强激光与粒子束 ,2008,20(2):177-181. MENG F J,GUO L H,YANG G L,et al.. Suppression of electromagnetic interference in the Big-power TEA CO2 laser system[J]. High Power Laser and Particle Beams,2008,20(2):177-182.(in Chinese) [5] 孟范江,杨贵龙,李殿军,等. 大功率TEA CO2激光系统的电磁兼容性设计[J]. 中国光学与应用光学 ,2009,2(3):236-241. MENG F J,YANG G L,LI D J,et al.. EMC design of high power TEA CO2 laser system[J]. Chinese J. Opt. Appl. Opt.,2009,2(3):236-241.(in Chinese) [6] WANG H Q,MENG F J,GUO L H. Inhibition of electromagnetic interference in ontrol system based on DSP of high-power TEA CO2 laser . Proceedings of IEEE conference on CMCE,Changchun,China,24-26 Aug,2010:389-392. [7] 夏振华,王晓爽. 32位高性能数字信号处理器内部AD的精度校正方法[J]. 仪器仪表与分析监测 ,2010(2):20-22. XIA ZH H,WANG X SH. Researching on correcting the accuracy of 32 bit high performance DSPk's on-chip AD[J]. Instrument and Anal. Monitoring,2010(2):20-22.(in Chinese) [8] 周正,李贵山. A/D转换器参考电压的软件校正[J]. 电子元件与材料 ,2004(2):46-48. ZHOU Z,LI G SH. Research and development of high precision digital conversion module with voltage output sensor[J]. Process Automation Instrumentation,2004(2):46-48.(in Chinese) [9] 德州仪器,SCHREIBER R. 使高分辨率A /D转换器获得更高性能 .(2010-02-11). http://wenku.baidu.com/view/31a4827469eae009581becad.html. [10] 王伟,杨智涛,吴佳楠. 提高DSP的AD转换器精度的研究与实现[J]. 现代制造工程 ,2009(6):95-97. WANG W,YANG ZH T,WU J N. Enhancing the precision of DSP AD converter study and realization[J]. Modern Manufacturing Eng.,2009(6):95-97
  • [1] 安玲坪, 王爽, 张耿, 李娟, 刘学斌.  大孔径静态干涉成像光谱仪径向畸变导致谱线偏移误差的校正方法 . 中国光学, 2020, 13(6): 1-8. doi: 10.37188/CO.2020-0084
    [2] 潘其坤, 俞航航, 陈飞, 谢冀江, 何洋, 于德洋, 张阔.  声光偏转快调谐脉冲CO2激光器实验研究 . 中国光学, 2019, 12(2): 355-361. doi: 10.3788/CO.20191202.0355
    [3] 裴信彪, 吴和龙, 马萍, 严永峰, 彭程, 郝亮, 白越.  基于无人机遥感的不同施氮水稻光谱与植被指数分析 . 中国光学, 2018, 11(5): 832-840. doi: 10.3788/CO.20181105.0832
    [4] 田金荣, 宋晏蓉, 王丽.  常用激光峰值功率公式误差分析 . 中国光学, 2014, 7(2): 253-259. doi: 10.3788/CO.20140702.0253
    [5] 施建华, 伏思华, 谢文科.  光栅光谱仪光谱响应误差校正 . 中国光学, 2014, 7(3): 483-490. doi: 10.3788/CO.20140703.0483
    [6] APOLLONOV V V.  用于高功率激光器的光学元件(特邀) . 中国光学, 2013, 6(1): 1-8. doi: 10.3788/CO.20130601.0001
    [7] 姜振华, 王挺峰, 郭劲.  “LPP-EUV”光源中的高功率CO2激光监测与控制系统 . 中国光学, 2013, 6(4): 544-550. doi: 10.3788/CO.20130604.0544
    [8] 张兴亮, 郭立红, 张传胜, 孟范江.  CO2激光器高压脉冲触发系统的设计 . 中国光学, 2012, 5(4): 416-422. doi: 10.3788/CO.20120504.0416
    [9] 潘其坤, 谢冀江, 阮鹏, 张来明, 张传胜.  声光调Q CO2激光器的输出特性 . 中国光学, 2012, 5(3): 283-288. doi: 10.3788/CO.20120503.0283
    [10] 王晓铭, 郭劲, 郭汝海, 王挺峰.  大功率TEA CO2非稳腔激光器的远场传输特性 . 中国光学, 2012, 5(6): 671-676. doi: 10.3788/CO.20120506.0671
    [11] 谢冀江, 李殿军, 张传胜.  小型多功能CO2激光器 . 中国光学, 2009, 2(3): 248-252.
    [12] 孟范江, 杨贵龙, 李殿军, 邵春雷, 张来明, 郭劲, 郭立红.  大功率TEA CO2激光系统的电磁兼容设计 . 中国光学, 2009, 2(3): 236-241.
    [13] 沈洪亮, 刘金国, 吕世良.  基于PCI总线的多通道图像数据高速采集 . 中国光学, 2009, 2(5): 438-444.
    [14] 耿玉民, 李殿军.  TEA CO2激光器均匀场电极的设计 . 中国光学, 2009, 2(3): 258-262.
    [15] 李娜, 丁亚林, 周九飞, 鲍金河, 郑飞.  基于TMS320F2812控制器的自动调光系统设计 . 中国光学, 2009, 2(4): 340-345.
    [16] 杨贵龙, 邵春雷, 孟范江, 郭汝海, 李殿军, 郭劲, 郭立红.  大功率脉冲TEA CO2激光器配气比对输出的影响 . 中国光学, 2009, 2(3): 231-235.
    [17] 李世明, 李殿军, 杨贵龙, 邵春雷, 郭汝海.  大功率TEA CO2激光器旋转火花开关电极烧蚀实验 . 中国光学, 2009, 2(3): 263-268.
    [18] 郭汝海, 李殿军, 杨贵龙, 张来明.  大功率TEA CO2激光器非稳腔的设计与实验 . 中国光学, 2009, 2(3): 253-257.
    [19] 张传胜, 李殿军, 杨贵龙, 邵春雷, 耿玉民, 谢冀江, 李世明, 郭汝海, 李晓惕.  大功率TEA CO2激光器的脉冲激励电源 . 中国光学, 2009, 2(3): 242-247.
    [20] 张未来, 宋克菲, 王云磊, 潘利华, 马庆军, 汪龙祺, 刘海波.  固相时间分辨荧光免疫分析仪数据采集系统设计 . 中国光学, 2009, 2(4): 316-321.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-21
  • 修回日期:  2011-07-23
  • 刊出日期:  2011-08-25

基于DSP的高功率TEACO2激光器控制 系统的高精度数据采集

    基金项目:

    激光与物质相互作用国家重点实验室研究基金资助项目(No.SKLLIM0902-01)

    作者简介:

    王鹤淇(1983-),男,吉林长春人,博士研究生,主要从事激光器电子学设计及电子系统可测试性设计方面的研究。E-mail:whq200808@gmail.com 孟范江(1957-),男,黑龙江牡丹江人,副研究员,主要从事大功率激光器控制系统及高压电源方面的研究。E-mail:mengfj2006@sohu.com 郭立红(1964-),女,吉林舒兰人,研究员,主要从事光电仪器总体设计方面的研究。 E-mail:Guolh@ciomp.ac.cn 管目强(1985-),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事计算机仿真应用、视频数据传输方面的研究。 E-mail:guanmuqiang@sina.com

    王鹤淇(1983-),男,吉林长春人,博士研究生,主要从事激光器电子学设计及电子系统可测试性设计方面的研究。E-mail:whq200808@gmail.com 孟范江(1957-),男,黑龙江牡丹江人,副研究员,主要从事大功率激光器控制系统及高压电源方面的研究。E-mail:mengfj2006@sohu.com 郭立红(1964-),女,吉林舒兰人,研究员,主要从事光电仪器总体设计方面的研究。 E-mail:Guolh@ciomp.ac.cn 管目强(1985-),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事计算机仿真应用、视频数据传输方面的研究。 E-mail:guanmuqiang@sina.com

    王鹤淇(1983-),男,吉林长春人,博士研究生,主要从事激光器电子学设计及电子系统可测试性设计方面的研究。E-mail:whq200808@gmail.com 孟范江(1957-),男,黑龙江牡丹江人,副研究员,主要从事大功率激光器控制系统及高压电源方面的研究。E-mail:mengfj2006@sohu.com 郭立红(1964-),女,吉林舒兰人,研究员,主要从事光电仪器总体设计方面的研究。 E-mail:Guolh@ciomp.ac.cn 管目强(1985-),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事计算机仿真应用、视频数据传输方面的研究。 E-mail:guanmuqiang@sina.com

    王鹤淇(1983-),男,吉林长春人,博士研究生,主要从事激光器电子学设计及电子系统可测试性设计方面的研究。E-mail:whq200808@gmail.com 孟范江(1957-),男,黑龙江牡丹江人,副研究员,主要从事大功率激光器控制系统及高压电源方面的研究。E-mail:mengfj2006@sohu.com 郭立红(1964-),女,吉林舒兰人,研究员,主要从事光电仪器总体设计方面的研究。 E-mail:Guolh@ciomp.ac.cn 管目强(1985-),男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事计算机仿真应用、视频数据传输方面的研究。 E-mail:guanmuqiang@sina.com

  • 中图分类号: TN248.2;TP274

摘要: 针对基于DSP的高功率TEA CO2激光器控制系统直接利用DSP F2812内置A/D转换器(ADC)进行模拟量采样时存在转换误差较大,且模拟量易受电磁干扰等问题,从硬件和软件两个角度提出了校正DSP2812内置ADC的方法。硬件上采用硬件模拟滤波和隔离等手段对输入的模拟量进行处理;软件校正则通过将两路给定的参考电压值送入DSP F2812内置A/D转换器的两个转换通道,计算出ADC的偏置误差和增益误差,以此误差对其它通道A/D转换器进行校正。最后,实验分析了参考电压和A/D采样时钟频率对A/D转换精度的影响。结果表明,提出的方法能有效地提高A/D转换器的精度,A/D转换误差达到3 LSB,特别是在对腔压值精度要求很高的0~12 000 Pa区段,A/D转换精度达1 LSB,可以保证TEA CO2激光器的可靠运行。

English Abstract

王鹤淇, 孟范江, 郭立红, 管目强. 基于DSP的高功率TEACO2激光器控制 系统的高精度数据采集[J]. 中国光学, 2011, 4(4): 411-417.
引用本文: 王鹤淇, 孟范江, 郭立红, 管目强. 基于DSP的高功率TEACO2激光器控制 系统的高精度数据采集[J]. 中国光学, 2011, 4(4): 411-417.
WANG He-qi, MENG Fan-jiang, GUO Li-hong, GUAN Mu-qiang. High precision data acquisition of control system for high-power TEA CO2 laser based on DSP[J]. Chinese Optics, 2011, 4(4): 411-417.
Citation: WANG He-qi, MENG Fan-jiang, GUO Li-hong, GUAN Mu-qiang. High precision data acquisition of control system for high-power TEA CO2 laser based on DSP[J]. Chinese Optics, 2011, 4(4): 411-417.
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