高壓放大器驅動：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：在分析優化式自適應光學系統平臺的基礎上，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的核心，連接系統性能評價函數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、數模轉換模塊。

　　數據采集是連接SPGD控制器與系統性能評價函數傳感器之間的數據中樞。針對不同的系統性能評價函數傳感器，性能指標采集模塊也不盡相同。本設計是基于兩種系統性能評價函數傳感器：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，所以本模塊實質是對模擬信號進行濾波、放大及模數轉換。SPGD算法模塊主要實現SPGD算法以及對各模塊接口的控制。數模轉換模塊是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字校正電壓值轉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、百兆網口模塊、串口通訊模塊、用戶IO模塊。

　　實驗結果：

　　在分析優化式自適應光學系統平臺的基礎上，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

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