為方波比較相位差圖； 圖8為干涉圖最大光程差檢測電路圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面實施例結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0025] 本發(fā)明所驅動的彈光調制干涉儀，是由β -切型的石英晶體和ZnSe晶體構成的改 進的KEMP型結構的彈光調制干涉儀。
[0026] 彈光調制干涉儀包含有壓電元件，其是工作于諧振狀態(tài)的熱機電耦合器件，其諧 振頻率與晶體的尺寸、結構、環(huán)境溫度等因素有關。常溫下，彈光調制器的諧振頻率大約在 49. 87kHz 附近。
[0027] 壓電晶體在外加高壓簡諧力作用下產(chǎn)生諧振形變，引起彈光晶體形變，以使得彈 光晶體的雙折射率差發(fā)生變化。從而使通過彈光晶體的不同振動方向的兩束光產(chǎn)生不同相 位延遲。
[0028] 當入射光為單色光時，兩束光的相位延遲為：
是彈光調制器的瞬態(tài)雙折射率差；爐：為入射光的波數(shù)；I :是彈光晶體的厚度。
[0029] 從相位延遲的公式中可以看出，彈光調制器的瞬態(tài)雙折射率差:^:越大的，相位延 遲是越大，產(chǎn)生干涉圖的最大光程差也是越大的。
[0030] 單色光經(jīng)彈光調制干涉儀調制后，產(chǎn)生的干涉圖可用如下公式表示為：
單色光經(jīng)彈光調制干涉儀后，產(chǎn)生的干涉圖如圖1。
[0031] 當入射光為復色光時，經(jīng)彈光調制干涉儀，產(chǎn)生干涉圖如圖2。其表達式為：
在彈光調制器尺寸、結構設計后，其固有頻率已經(jīng)確定。彈光晶體的形變、光束的相位 延遲不是固定值，其與彈光調制器的品質因數(shù)、驅動電壓、環(huán)境溫度等有關。因此，使得彈光 調制干涉圖的最大光程差不是恒定值。
[0032] 通過對干涉圖進行傅里葉變換，可復原入射光信號的光譜。其復原光譜的準確度、 光譜分辨率與干涉圖的最大光程差是相關的。
[0033] 為了使復原光譜的光譜分辨率為恒定值，需要對彈光調制器的驅動電路進行控 制。
[0034] 彈光調制器是一個微振動的諧振器件，其在工作過程中將釋放熱量，使其自身溫 度發(fā)生 變化，從而使得彈光調制器固有頻率發(fā)生變化，在驅動信號的頻率不變時，將改變了彈 光調制器的諧振狀態(tài)和品質因數(shù)。
[0035] 為了使彈光調制器有穩(wěn)定的品質因數(shù)，工作在最佳諧振狀態(tài)，要求彈光調制器驅 動信號的頻率跟蹤彈光調制器固有頻率發(fā)生變化。
[0036] 要是彈光調制器的彈光晶體產(chǎn)生比較大的形變量，則要求施加在彈光調制器上的 驅動電壓幅值比較大，在實現(xiàn)近紅外波段（8-14釋? )，光譜分辨率達到IOcm1的光譜探測 時，其驅動信號要求達到2000V以上。
[0037] 基于LC諧振原理設計的功率放大電路中，其輸出電壓為
[0038] 諧振電路中的參數(shù)￡?值，是與電路的諧振頻率，:是有關的。
[0039] 當驅動信號的頻率隨著彈光調制器的諧振頻率發(fā)生變化時，則影響到LC諧振電 路的Q值，并使得Q值降低。
[0040] 在得Q值減小的情況下，為了保持施加在彈光調制器上的電壓R不變，可調節(jié)
[0041] 因此，可通過調節(jié)功率放大電路輸入電壓的幅值，可保持彈光調制干涉圖的最大 光程差為恒定值。
[0042] 結合附圖3對本發(fā)明的驅動控制裝置的結構和控制原理進行詳述。
[0043] 本發(fā)明所述的彈光調制驅動控制裝置包括FPGA控制器、高壓驅動電路、驅動電流 反饋檢測電路、最大光程差檢測電路。
[0044] 本發(fā)明所述的FPGA控制器，依據(jù)檢測的彈光調制器的諧振頻率，對驅動信號的初 始頻率進行設置，同時，基于驅動電流反饋信號，對驅動信號的頻率進行調節(jié)，跟蹤彈光調 制器固有諧振頻率的方波信號，驅動功率放大電路對輸入信號進行功率放大。
[0045] 功率放大后的輸出信號施加在彈光調制器兩端，通過彈光調制器對入射光進行調 制，產(chǎn)生干涉圖。
[0046] 功率放大電路的輸入信號是由FPGA控制和調節(jié)。
[0047] 在系統(tǒng)初始化時，F(xiàn)PGA根據(jù)系統(tǒng)要求的光譜分辨率，對功率放大電路的初始值進 行設置。隨后，根據(jù)檢測的干涉圖的最大光程差值，對功率放大電路的輸入信號進行調節(jié)。
[0048] FPGA產(chǎn)生的方波信號的幅值是3. 3V，且FPGA的驅動功率很小，采用兩路反相高壓 驅動電路將驅動信號進行功率放大。
[0049] 在FPGA中基于軟件編程，產(chǎn)生兩個頻率相同、相位差為180°的方波信號 Drive-sigl 和Drive-sig2,作為驅動信號分別控制兩路功率放大電路。
[0050] 兩路功率放大電路的結構、參數(shù)是完成相同的，都是由功率放大電路、LC諧振電路 組成。
[0051] 兩路功率放大電路輸出的高壓信號幅值相同、相位相反，使施加在彈光調制器的 壓電晶體的兩端，其瞬時電壓是單個功率放大電路輸出電壓的一倍，以致于彈光調制器相 位延遲增加一倍，彈光調制干涉圖的最大光程差增加一倍。
[0052] 附圖4中，基于FPGA產(chǎn)生的可調電壓控制信號用來改變功率放大電路的輸入信 號，實現(xiàn)干涉圖最大光程差的閉環(huán)控制。
[0053] 在附圖5中，兩路功率放大電路采用電路結構和參數(shù)完全相同的兩個甲乙類互補 放大電路、LC充放電電路組成。
[0054] 附圖5中，三極管Ql與Q2,三極管Q5與Q6,分別構成兩個復合電路，提高電流的 驅動能力；三極管Q3與Q4,三極管Q7與Q8,分別構成一個準甲乙類互補電路，實現(xiàn)對LC諧 振電路的充放電控制。
[0055] 二極管CR1、CR3、CR5、CR7為反向截止二極管，防止電壓過沖；二極管CR2、CR4、 CR6、CR8為續(xù)流二極管，構成LC電路的放電回路。
[0056] 在功率放大電路中，其輸入信號是在0~60V范圍內可調的直流電壓信號，其值受 FPGA的控制和調節(jié)。
[0057] 當檢測到干涉儀產(chǎn)生的干涉圖的最大光程差減小時，可基于FPGA編程調節(jié)功率 放大電路的輸入電壓。以補償最大光程差的衰減，實現(xiàn)高壓驅動信號幅值的閉環(huán)控制。
[0058] 根據(jù)串聯(lián)諧振的基本性質，當LC串聯(lián)諧振時，其輸出的電流和電壓是同相位的， 阻抗最小。因此，可通過檢測輸出電流的相位，調節(jié)驅動信號的頻率和相位，使得彈光調制 器有比較高的品質因數(shù)，產(chǎn)生大的相位延遲。
[0059] 附圖6為電流相位檢測電路，由檢測電阻R21對流過彈光調制器的電流進行檢測， 并轉換為電壓信號。
[0060] 電阻R21兩端的電壓信號是一個正弦波信號，由FPGA產(chǎn)生的驅動信號是方波信 號，為了實現(xiàn)驅動電壓與輸出電流的相位比較，進行鑒相，需要將正弦波信號進行抬升為正 信號，并轉換為方波信號。
[0061] 圖6中，由R13、CR9、Q9、R14、R16構成一個電壓抬升電路，使得U9的輸入正端的 點位抬尚I. 4V左右。
[0062] 由比較器LM339以及C15、C20、R18構成一個相位延遲電路，實現(xiàn)正弦波信號到 方波信號的轉換，并且經(jīng)上拉電阻R15以及Q9、R13、穩(wěn)壓管CR9使得輸出方波的高電平為 3. 5V 左右。
[0063] C20、R18構成一個RC充放電回路。在充電時，方波信號的上升沿比較平滑，不明 顯，難以實現(xiàn)相位差比較；但是在放電時，其下降沿比較陡峭，可以利用此下降沿作為鑒相 使用。鑒相時的方波信號如圖7所示。
[0064] 圖6中的電流反饋信號FK輸入到FPGA的輸入端。
[0065] 在FPGA中，利用電流反饋