进行判定并据此输出控制指令的微控制器；
[0034]用于根据所述微控制器的控制指令执行绝对值计算的绝对值运算器；
[0035]用于根据所述微控制器的控制指令执行信号反向运算的信号反向处理器；
[0036]用于对来自所述微控制器、所述绝对值运算器或所述信号反向处理器的信号进行滤波的带通滤波器；
[0037]用于对滤波后的信号进行输出的信号输出端口。
[0038]如图所示，各个器件的物理连接关系为:数据采集器、信号归零器、微控制器依次相连，微控制器分别与绝对值运算器和信号反向处理器相连，微控制器的输出端、绝对值运算器的输出端和信号反向处理器的输出端经带通滤波器滤波与信号输出端口相连。
[0039]其中，微控制器采用单片机芯片实现；数据采集器采用采样频率fs不小于IMHz的高速采集器，从而不影响电子密度扰动物理研宄。
[0040]本实用新型的自动相位控制器工作时，首先，FIR激光干涉仪相位差信号Φ送入高速采集器(fs>lMHz)采集，能够实时输出真实的电子密度曲线，与等离子体放电同步。由于干涉仪探测信号(P)与参考信号(R)之间存在固定的初始相位差Φο，因此，我们需要将采集数据流送入信号归零处理器，把Φο扣除，这一扣除过程符合等离子体之被击穿之前电子密度为零的特征。
[0041]由于FIR干涉仪系统数据采集器fs>lMHz，即输出数据点间隔〈lus，考虑到干涉仪系统噪声等影响，信号归零器输出的数据点在刚开始不可能有明显的改变，而是在“O”值上下变化(仍在系统误差范围)，因此，相位控制器无法在放电开始就准确判断相位信号的正、负情况，不能满足研宄人员在电子密度反馈控制中对“实时”的要求。同时，在放电平稳之后，等离子体可能会发生破裂现象，FIR干涉仪相位信号也会发生错误跳变，甚至在正、负值之间变化。针对此类特殊数据，直接采用绝对值运算器修正反向相位信号是不可行的，因为如果相位控制器仅采用绝对值运算器处理全部数据，那么它可能会改变电子密度真实变化过程，误导研宄人员的物理分析。
[0042]对此，本实用新型的相位控制器通过在微控制器内设定一个时间参数tl (如HL-2A选择tl = 20ms,等离子体已经产生，干涉仪相位值有明显改变)，并根据tl相位的正负情况决定tl之后的数据的处理方式，具体的:采用绝对值运算器统一处理(Ο-tl)时间段相位数据并输出，当相位控制器接收到tl时刻的相位值，它根据该时刻相位的正、负情况，分别采用保持原值输出和送入信号反向处理器。最后，相位信号送入带通滤波器滤波，再经端口输出。本实用新型的相位控制器通过对tl时刻的数据的正、负情况决定tl时刻之后的数据是保持原值输出或是送入信号反向处理器进行处理，从而既能修正反向信号，又不影响正常的相位差信号(正向)，且即使出现等离子体发生破裂等现象也不会改变电子密度真实变化过程，能够满足研宄的物理分析需要，保证系统输出稳定的电子密度数据。
[0043]图2是本实用新型的相位控制器在HL-2A (中国环流器二号A装置)托卡马克FIR干涉仪系统中的一次应用实例，其中，图2(1)是等离子体电流曲线；图2(2)是需要修正的反向相位曲线；图2(3)是采用本实用新型修正后的相位曲线，它满足研宄人员需求，并成功用于电子密度反馈控制。图3是本实用新型在等离子体小破裂条件下的应用实例；其中，图3 (I)等离子体电流，t = 900ms左右，等离子体出现小破裂，电流剧烈下降；图3(2)是需要修正的反向相位曲线，等离子体破裂引起干涉仪相位剧烈跳变；图3(3)是全部采用绝对值运算器处理后的结果，它改变了等离子体破裂后电子密度真实的变化过程，会误导研宄人员物理分析；图3(4)是采用本实用新型实时修正后的相位曲线，它没有改变电子密度曲线真实的变化过程。
[0044]目前，本实用新型的大量应用实例证明其修正反向相位信号的成功率几乎为100%，极大减轻了 FIR系统工作人员的工作量；同时，它不会改变特殊放电条件下(如等离子体破裂)电子密度的真实变化过程，具有很强的实用性，可以应用到其它聚变实验装置类似的FIR干涉仪系统当中。
【主权项】
1.一种应用于FIR激光干涉仪系统的自动相位控制器，其特征在于，包括: 用于采集FIR激光干涉仪系统的相位差数据的数据采集器； 用于对所述数据采集器采集的数据进行归零处理的信号归零器； 用于对所述信号归零器输出的数据进行分段控制同时对指定时刻相位的正负情况进行判定并据此输出控制指令的微控制器； 用于根据所述微控制器的控制指令执行绝对值计算的绝对值运算器； 用于根据所述微控制器的控制指令执行信号反向运算的信号反向处理器； 用于对来自所述微控制器、所述绝对值运算器或所述信号反向处理器的信号进行滤波的带通滤波器； 用于对滤波后的信号进行输出的信号输出端口。
2.如权利要求1所述应用于FIR激光干涉仪系统的自动相位控制器，其特征在于:所述数据采集器采用采样频率fs不小于IMHz的高速采集器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于FIR激光干涉仪系统的自动相位控制器，包括数据采集器，用于对数据采集器采集数据进行归零处理的信号归零器，用于对信号归零器输出数据进行分段控制，同时对指定时刻相位数据的正负情况进行判定并据此输出控制指令的微控制器，用于根据微控制器的控制指令执行绝对值计算的绝对值运算器，用于根据微控制器的控制指令执行反向运算的信号反向处理器，用于对来自绝对值运算器、微控制器或信号反向处理器的信号进行滤波的带通滤波器，用于对滤波后的信号进行输出的信号输出端口。本实用新型的自动相位控制器通过微控制器对绝对值运算器和信号反向处理器的控制，能够对反向相位信号进行自动准确的修正。
【IPC分类】H03H17-02
【公开号】CN204304956
【申请号】CN201420852480
【发明人】李永高, 周艳, 邓忠朝, 易江, 李 远, 王浩西
【申请人】核工业西南物理研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月29日