高壓放大器驅(qū)動：基于FPGA的SPGD自適應光學控制平臺的探索

　　實驗名稱：基于FPGA的SPGD自適應光學控制平臺整體設計

　　測試目的：在分析優(yōu)化式自適應光學系統(tǒng)平臺的基礎上，結合SPGD算法原理以及項目實際需求，對SPGD自適應光學控制平臺進行方案設計，確定了整個系統(tǒng)的模塊組成及功能框圖，并對設計的方案進行可行性分析。

　　測試設備：高壓放大器、函數(shù)傳感器、SPGD控制器、波前校正器等。

　　實驗過程：

圖1：自適應光學系統(tǒng)實驗平臺

　　圖1給出了基于本設計的自適應光學實驗平臺的搭建情況。由圖可見，作為自適應光學系統(tǒng)的核心，連接系統(tǒng)性能評價函數(shù)傳感器和高壓放大器的橋梁，SPGD控制器應包括以下幾個功能模塊：性能指標采集模塊、SPGD算法模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。

　　數(shù)據(jù)采集是連接SPGD控制器與系統(tǒng)性能評價函數(shù)傳感器之間的數(shù)據(jù)中樞。針對不同的系統(tǒng)性能評價函數(shù)傳感器，性能指標采集模塊也不盡相同。本設計是基于兩種系統(tǒng)性能評價函數(shù)傳感器：光電倍增管、CCD相機。因此，性能指標采集模塊也相應的分為兩部分：模擬信號采集模塊、圖像信息采集模塊。對于模擬信號采集模塊而言，因光電倍增管輸出的模擬信號電壓較低，且含有噪聲，所以本模塊實質(zhì)是對模擬信號進行濾波、放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換。SPGD算法模塊主要實現(xiàn)SPGD算法以及對各模塊接口的控制。數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊是SPGD控制器與高壓放大器的接口，是將SPGD算法模塊計算得出的數(shù)字校正電壓值轉(zhuǎn)換為模擬電壓并輸送給高壓放大器。另外，為了提高控制平臺的生命力，添加了一些其他輔助模塊，包括：光纖模塊、USB模塊、百兆網(wǎng)口模塊、串口通訊模塊、用戶IO模塊。

　　實驗結果：

　　在分析優(yōu)化式自適應光學系統(tǒng)平臺的基礎上，結合SPGD算法原理以及項目實際需求，對SPGD自適應光學控制平臺進行了方案設計，確定了整個系統(tǒng)的功能模塊組成，并給出了各模塊的設計思路和設計方法。

　　高壓放大器推薦：ATA-7030

圖：ATA-7030高壓放大器指標參數(shù)

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