空间载荷中利用调制光源去除PSD背景光影响的方法

针对用于精密位移测量的位置敏感探测器(PSD)敏感度高、易受背景光影响的问题,设计了利用开关光源去除背景光的PSD位置测量系统。该系统将光源调制为脉冲光,使用数字信号处理器(DSP)在PSD响应信号的高电平和低电平处分别进行采样,高电平处为光源和背景光叠加产生的信号,低电平处为背景光产生的信号,两信号相减即可去除背景光的干扰。在实际系统中利用专用调理电路转换放大PSD电流信号,通过高精度A/D采集后发送给DSP进行数据处理和坐标运算;在采集完一定样本数量的数据后,通过最小二乘法对试验数据进行线性标定,以减少线性误差。利用上述方法在背景光条件下分别进行了精度和线性度测试,试验结果表明,在背景光存在的条件下,该系统的测量精度可以由100μm提升到15μm,平均线性误差可以控制到13μm,采样周期最小为2 ms;在保证精度、速率和线性误差的同时有效消除了背景光的影响。