《现代电子技术及应用》课程大作业
发光物自动跟踪电路设计
姓名张欣怡
班级光信1501
学号2015010483
二0一七年十二月 22日
发光物自动跟踪电路
实验要求
发光物，自动探测光斑位置并控制云台跟踪
探测光斑位置；抗其他光源干扰；控制云台（电机）
实验目的和意义
1、理解各种通用、专用集成运算放大器的工作原理、特性，能够利用这些集成芯片实现交直流信号放大、运算等各种处理； 2、能够实现电信号转换；
3、掌握调制解调技术的原理、特性和实现方法并能将之应用在实际系统中。
实验原理和实现方法
一、总体介绍
（1）激光光源部分：
555实现方波信号，调制激光光源。
（2）追踪器部分： 由光电探测原理可知，每个象限输出的电信号(电流)强弱与该象限探测器光敏面接收到的光能量多少是一致的。但严格来讲，分布在四角限上的光斑能量是不均匀的，通常是呈高斯分布的，要计算每个象限的光能量必须用积分的方法。但在要求不太高的情况下可近似的把光斑的分布看成是均匀的，若光束光斑的光强度是均匀分布的，则落到每个象限中的光能量与该象限中的光斑大小是成正比例的。
通过四象限探测器测量出由激光束的光斑位置变化引起的电流变化，得到光斑的两个方向的偏移量，从而来确定光斑中心位置。
图1，坐标计算公式
利用LM324实现流压转换，AD633实现解调，741实现滤波、加（减）法器，AD538实现除法器
（3）云台部分：
功放是将AD538除法器的输出放大，用来驱动电机的模块。放大倍数G是由电阻R1和R2的比值决定的，即G=
R2R1
。
设计思路如下图所示：
图2，设计思路
二、分模块介绍
注：本实验设计为两象限追踪系统实现了水平方向上发光物追踪功能 1、光源调制 a、电路分析
选用555定时器产生方波，利用三极管可作为开关的特性设计电路 555定时器在之前的实验中有过详细说明在此不过多介绍 下面介绍一下三极管作为开关的特性如下图3（a）、（b）所示
图3（a），截止态
图3（b），饱和态
如上图所示，截止态如同断路（关），饱和态如同通路（开），即当方波输入电压为0时，三极管开关关闭。
b、电路设计（二极管代替激光光源） 555方波部分：
图4，方波信号发生电路
激光光源部分：
用信号发生器代替了555方波发生器，具体电路如下图所示
图5，激光光源部分（二极管代替）
2、流压转换 a、电路分析
物理量的感测在一般应用中，经常使用各类传感器将位移、角度、压力、与流量等物理量转换为电流或电压信号，之后再由量测此电压电流信号间接推算出物理量变化，以达成感测、控制的目的。但有时传感器所输出的电压电流信号可能非常微小，以致信号处理时难以察觉其间的变化，故需要以放大器进行信号放大以顺利测得电流电压信号，而放大器所能达成的工作不仅是放大信号而已，尚能应用于缓冲隔离、准位转换、阻抗匹配、以及将电压转换为电流或电流转换为电压等用途。
利用741运算放大器可将电流转换为电压的用途，设计流压转换电路，线路接法如下图所示，其输出电压Vo= -IR。
图6，流压转换电路