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本文首先介绍了MEMS发展概况以及相关微器件运动特性测试技术。针对微结构周期运动测试的要求,设计了一种基于频闪测量方式的平面微运动测试系统。
论文首先对频闪成像技术及其在微结构周期运动测试中的应用进行了分析,确定了频闪照明、运动激励信号的控制时序、频率、幅度等技术指标,提出了基于频闪测量方式的平面微运动测试系统的总体设计方案。
根据设计方案完成了基于频闪测量方式的平面微运动测试系统的硬件电路设计,使用直接数字合成技术生成高精度高频脉冲信号,并对频闪控制信号精确移相,满足了物体不同运动相位的照明和成像的要求,选择FPGA作为AD9912芯片的控制器,降低了系统延时误差,保证AD9912的高速响应控制。设计了低通椭圆滤波器,提高了信号的频谱纯度。设计了板上控制模块和PC机软件控制模块,能够方便地通过任一模块实现参数设置,该系统通过USB接口与PC机进行通讯,通过PC机或板上控制系统设置工作参数,生成1路频闪照明脉冲控制信号。采用模块化设计思想完成了FPGA平台软件、基于MSP430的板上控制系统、USB通信协议以及基于LabVIEW的PC端上位机软件的设计工作。最终完成了滤波器参数测试、频闪照明控制信号的性能测试,给出了实验结果分析,并通过软件方式进行相位延时补偿,基本完成了预期的目标。