论文部分内容阅读
激光电视自前苏联科学院物理研究所的学者们研究成功以来,由于受到激光扫描装置精度要求和激光器发光效率低、电功耗大的限制,而难以实用化。进入九十年代后,随着微电子技术、超精加工技术和固体激光技术等相关技术的发展,使激光电视的实现成为了可能。 在激光电视中,对激光扫描系统的稳定性和精确性的要求是激光电视能否实现的一个关键技术环节。激光扫描系统的研制方向大致有两个:一是光机扫描;二是声光扫描。光机扫描是用机械装置带动其反射系统旋转以实现激光光束的扫描,其原理简单,扫描范围大,但机械系统存在机构精度差、稳定性较难控制等问题。声光扫描是利用超声波对光的作用,使光束发生偏转来实现扫描的,具有控制容易、扫描速度快、系统结构简单等特点,其主要缺点是光束扫描角小。目前随着高速微特电机的发展,特别是永磁无刷直流电机的发展,使电机的运行速度和稳定性都得到了很大的提高,同时随着步进电机的细分驱动技术的进一步发展和完善,使步进电机的步距角更加细小和均匀,运行更平稳。这对激光电视高速扫描系统的实现提供了可靠的技术保障。 我所研究项目——激光高速扫描系统就是利用了永磁无刷直流电机和步进电机驱动反射镜实现电视图像的扫描。永磁无刷直流电机驱动等10面体旋转反射镜实现电视图像的行扫描,步进电机驱动单面反射镜实现电视图像的场扫描。它具有扫描速度高、扫描速度可调、运行平稳、精度高等特点,可广泛应用到机械加工、多媒体欣赏、舞台装饰等多项领域,具有广阔的市场前景。 本文从电视信号的分析入手,在简述电视图像信号的基础上,对激光电视高速扫描系统的结构和方案进行了设计,从中确定了行扫描视角和场扫描视角的大小和步进电机的步距角。在此基础上,结合电视图像信号的要求,进一步确定了旋转反射镜的面数和电机的转速。在激光电视行扫描系统中,通过对直流电机机械特性的分析,结合激光电视行扫描的要求,选择了永磁无刷直流电机的调速方案,并在此基础上设计了调速稳速电路。在场扫描系统中,通过对步进电机的运行特性和通电方式的分析,结合激光电视场扫描的要求,对步进电机步距角进行了细分驱动的研究,并优化了细分驱动方案,求得步进电机恒力矩均匀细分驱动的相电流数学公式。在此基础上对步进电机细分驱动电路作了简单的介绍。