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频闪成像与运动激励同步控制系统

孙彬  
【摘要】: 微结构运动特性不仅可用于评价MEMS器件性能,而且也可用于分析微结构材料特性和机械力学特性等与MEMS可靠性相关的参数,因此微结构运动测试技术已成为MEMS测试技术的重要组成部分。由于MEMS器件中微结构的运动频率较高,频闪成像法得到了广泛的应用。本文针对静电型MEMS周期运动测试的要求,设计并研制了一种基于FPGA平台的频闪成像和运动激励同步控制系统。论文的主要内容包括以下几个方面: 1.对频闪成像技术及其在微结构周期运动测试中的应用进行分析,确定了其中频闪照明、运动激励及图像采集等信号的控制时序及波形、频率、幅度、偏置等技术指标,提出了基于FPGA平台的频闪成像和运动激励同步控制系统的总体设计方案,并结合直接数字频率合成技术,对其应用于运动激励信号产生的可行性进行分析; 2.完成了基于FPGA平台的频闪成像和运动激励同步控制系统的电路设计与单元调试,该电路能与PC机进行串口通讯,在获取相应的工作参数后,输出3路微结构运动激励信号、1路频闪照明脉冲激励信号和2路数字CCD采集图像触发信号; 3.采用模块化设计思想完成了FPGA平台系统软件的设计,并完成了基于VC的PC机串口通讯程序的设计工作; 4.基于频闪成像和运动激励同步控制电路输出频闪照明脉冲激励信号,完成了半导体激光器(LD)驱动电路的设计与调试,构成频闪照明光源; 5.完成了频闪照明与微结构运动激励信号的同步性能测试与延时补偿。


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