[实用新型]一种高精度自动晶体定向仪信号处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种晶体定向仪信号处理技术，具体的说是一种高精度自动晶体定向仪信号处理装置。

背景技术

目前国内晶体定向仪产品的定向精度一般为±15秒以上，应用到实际生产加工中，配合切割设备进行粘接及装夹是出现的误差累计叠加起来，对于一些对晶体角度要求高的企业已经无法满足使用需求，在这种情况下，首先面临的就是晶体定向仪器的定向精度的提高。

实用新型内容

针对现有技术中晶体定向仪产品精度低等不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可大幅提高精度的高精度自动晶体定向仪信号处理装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型一种高精度自动晶体定向仪信号处理装置，具有前置放大器、二级放大器以及电压/频率转换器，其中前置放大器接收晶体定向仪计数管的计数信号，经二级放大器进行放大处理后的信号分为两路，一路信号经电压/频率转换器后生成电流信号送至晶体定向仪的可编程控制器，另一路信号直接送至晶体定向仪的可编程控制器。

两路信号分别为：二级放大器输出端采用两个运算放大器，一个运算放大器做为低通滤波器，把前级放大的信号进行低通滤波，既把二级放大器输出的放大信号进行进一步处理后再送到电压/频率转换器；另一个运算放大器做为电压比较器，比较信号输出至可编程控制器。

所述电压/频率转换器采用AD654芯片。

本实用新型具有以下有益效果及优点:

1.本实用新型数据信号处理稳定、精度高、抗干扰能力强，同可编程控制器接口简单、调试方便，可将定向扫描精度提高到±5秒（针对于1011石英标准晶片），比其他同类产品精度提升至少一倍以上。

2.本实用新型通过对计数放大器电路的设计，将衍射信号进一步处理后，再通过可编程控制器对该信号进行系统的比较与精确地计算，完成了对晶体定向精度的大幅度提高。

附图说明

图1为本实用新型电气结构框图；

图2为本实用新型中电压/频率转换器管脚图；

图3为本实用新型电气原理图；

图4为应用本实用新型的晶体定向仪工作流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图1、3所示，本实用新型高精度自动晶体定向仪信号处理装置具有前置放大器（型号CA3140）、二级放大器（型号LF356）以及电压/频率转换器，其中前置放大器接收晶体定向仪计数管的计数信号，经二级放大器进行放大处理后的信号输出到运算放大器（型号为TL072），运算放大器分为两个部分，一部分做为低通滤波器，把前级放大的信号进行低通滤波，既把二级放大器输出的放大信号进行进一步处理后再送到电压/频率转换器（型号为AD654）；信号经电压/频率转换器后生成频率信号送至晶体定向仪的可编程控制器，另一路为：运算放大器做为电压比较器，比较信号输出至可编程控制器。

本实用新型电气结构是在原来定向仪通用的放大电路基础上采用了运算放大器和美国模拟器件公司生产的电压/频率转换器AD654进行接收信号的处理。本实用新型中的压/频转化器AD654的电源采用双电压供电方式。AD654是一种低成本8脚封装的电压/频率转换器，其管脚图如图2所示。线性误差小，仅为0.06%。它由低漂移输入放大器、精密振荡器系统和输出驱动级组成。

电压/频率转换器输出的频率信号受控于输入电压的方波，用于前级信号的调制。AD654转换成的频率信号可以直接输送到可编程控制器进行直接处理，其成本远远低于其他模数转换器。AD654采用±12V供电。

如图4所示，自动晶体定向仪的工作原理如下：

样品台上放置被测晶体样品，经X光照射后生成的衍射光进入计数管，再由计数管输出计数信号送至本实用新型的前置放大器，再经二级放大器的低通滤波器进入电压/频率转换器生成电流信号送至晶体定向仪的可编程控制器，同时二级放大器的电压比较器将比较信号输出至可编程控制器；可编程控制器进行数据采集分析处理，将结果显示出来。

上述过程中，电压/频率转换器的4脚输入电压，由输入放大器和NPN管跟随器组成的输入级把模拟输入电压Vin转换成一个驱动电流I，I=Vin/R。该驱动电流同时向定时电容C充电，多谐振荡器的振荡频率（输出频率）与这个电压成正比。输出频率由Vin、R和C共同确定，其关系为：Fout=Vin/10V*R*C。NPN管跟随器的最大驱动电流为2mA，但为了获得最佳性能，应使慢度输入电压是的驱动电流为1mA。因此，当慢度输入电压为10V是，R应取10kΩ。如果C=0.001μF，则慢度输出频率为100KHz。