１、导言
微电子机械体系（ＭＥＭＳ）是在微电子技能根底上开展起来的多学科穿插的新兴学科。因为它与传统机械体系比较，具有可大批量生产、成本低、功耗小、集成化等一系列明显的长处，近十年来得到了敏捷的开展。跟着ＭＥＭＳ从研讨阶段逐步步入产业化阶段，其对测验体系的需求也越来越火急。特别是对动态特性的测验技能，这是因为ＭＥＭＳ的动态特性决议了ＭＥＭＳ器材的根本功用；并且ＭＥＭＳ微结构三维微运动状况、资料特点及机械力学参数、ＭＥＭＳ可靠性与器材失效方式、失效机理等关键问题均可经过ＭＥＭＳ动态测验技能加以解决；一起，经过动态测验技能，还能够研讨一系列相关的根底理论问题。因而，MEMS动态测验技能近年来得到了国内外许多ＭＥＭＳ研讨机构的高度重视。
因为许多ＭＥＭＳ器材的运动频率都比较高，一般在５０～５００ｋＨｚ左右，乃至更高。在这种状况下，假如用摄像机在接连光照下收集高速运动的ＭＥＭＳ器材的运动图画，因为ＣＣＤ的曝光时刻一般需求３０ｍｓ，因而，终究得到的图画是含糊的。这样不能正确反映ＭＥＭＳ器材在某一个方位的运动状况。为了能够收集到高速运动的ＭＥＭＳ器材的明晰运动图画，笔者引用了频闪成像技能，一起使用这个技能捕获到了ＭＥＭＳ器材运动时瞬间的明晰图画。在经过频闪成像技能得到一系列不一起刻不同相位的ＭＥＭＳ器材运动的明晰图画后，笔者选用机器微视觉技能（如块匹配或光流法）来对它们进行剖析处理，然后得到ＭＥＭＳ器材的运动特性。频闪成像技能的关键问题之一是怎么发生频闪成像所需的频亮光。选用ＥＬ６２４９Ｃ驱动高亮ＬＥＤ发生所需的频亮光后，就能够使用频闪照明原理来收集高速运动的ＭＥＭＳ器材的明晰图画，然后为后续ＭＥＭＳ器材动态特性的提取和剖析做充分地预备。下面详细介绍频闪成像的原理、ＥＬ６２４９Ｃ的根本功用及其在ＭＥＭＳ动态测验中的详细运用。、
２、频闪成像原理
运动ＭＥＭＳ器材的运动频率都恰当高，一般在５０～５００ｋＨｚ左右。为了使用机器微视觉技能对高速运动的ＭＥＭＳ器材的运动状况进行描绘，可引进频闪成像技能。频闪成像技能来自频闪效应原理。所谓频闪效应，便是物体在人的视界中消失后能留必定时刻的视觉形象，即视后效。视后效的持续时刻，在物体一般光度条件下约在１／５～１／２０ｓ的范围内。假如来自被调查物体的视觉影响信号是一个跟一个的信号，每两次距离都少于１／２０ｓ，则视觉来不及消失，然后给人以连接的假象。此刻，假如用一闪一闪的光来照明周期运动的ＭＥＭＳ器材，则在ＭＥＭＳ器材的运动频率与亮光频率持平时，就恰当于亮光灯“冻住”在某个方位上，这样，经过屡次曝光即可得到ＭＥＭＳ器材在此相位的明晰图画。图１所示为频闪成像原理。假定要收集高速运动的ＭＥＭＳ器材零相位时的明晰图画，首要可用函数发生器来发生照明所需的窄脉冲信号，此信号的周期与ＭＥＭＳ器材的驱动信号相同且在零相位坚持同步。即每个周期内高电平的方位应与ＭＥＭＳ驱动信号的零相位方位一起。只要这样才干捕捉到ＭＥＭＳ器材零相位时的运动图画。为了使照明的作用进一步优化，照明信号高电平的时刻应为１００ｎｓ～１０００ｎｓ。这样，使用这一照明信号并经过频闪驱动电路来驱动高亮度ＬＥＤ以便使其宣布满意强度的光照，就能够使ＣＣＤ在零相位屡次曝光，然后终究得到所需的固定图画。
从频闪成像原理能够看出，为了能够收集到高速运动的ＭＥＭＳ器材在不同运动相位、不同驱动频率下的明晰图画，需求规划一个频闪照明电路。因为成像的好坏直接影响到后续ＭＥＭＳ器材运动特性的提取与剖析，所以它对ＬＥＤ有很高的要求。首要要有满意的强度，且对其安稳性、可控性也有较高的要求。本文选用ＬｕｘｅｏＴＭ Ｓｔａｒ的ＬＥＤ来满意使用需求。实际上，要让ＬＥＤ宣布频闪成像所需的频亮光，一般还需求进一步规划频闪驱动电路。为此，以ＥＬ６２４９Ｃ作为驱动ＬｕｘｅｏＴＭ Ｓｔａｒ发光的驱动芯片规划了一个简略可靠地频闪照明电路。３ ＥＬ６２４９Ｃ的根本作业原理
ＥＬ６２４９Ｃ是一个四通道的激光二极管电流扩大器。它选用ＱＳＯＰ封装方式，其引脚摆放如图２所示。各个引脚的功用如表１所列。
表1 EL6249C的引脚阐明
当ＥＬ６２４９Ｃ作业时，它能够供给受控的电流给激光二极管。四个通道之和作为ＩＯＵＴ的输出，然后答使用户创立多级波形以优化激光二极管的功用。输出电流的级数由模仿电压施加一个外部电阻来设置。一般该电阻能够将电压转换成电流输入到ＩＩＮ管脚，然后这个管脚上的电流再经内部电路扩大后由ＩＯＵＴ输出，以驱动激光二极管发光。
ＥＬ６２４９Ｃ片内还有一个５００ＭＨｚ的振荡器。当输出电流为读方式时，能够对其进行调制。当引脚ＯＳＣＥＮ为高时，振荡器被使能。假如通道２、３、４都未激活，则振荡器封闭。振荡器起伏和频率的操控可由两个外部电阻与管脚ＲＦＲＥＱ和ＲＡＭＰ相连来设置。
ＥＬ６２４９Ｃ的内部结构如图３所示。电路中输出电流的级数由管脚ＯＵＴＥＮ２、ＯＵＴＥＮ３和ＯＵＴＥＮ４的凹凸电平一起决议；片内振荡器的使能则由管脚ＯＳＣＥＮ、ＯＵＴＥＮ２、ＯＵＴＥＮ３和ＯＵＴＥＮ４的高电平来使能；管脚ＥＮＡＢＬＥ则用于操控整个电路的使能。ＥＮ-ＡＢＬＥ为高电平时，整个电路才干正常作业，但应留意，该脚不能悬空。
图４给出了ＥＬ６２４９Ｃ的一种典型使用电路。在该电路的运转过程中，因为高电流值需求快速地ｏｎ／ｏｆｆ切换，所以确保电源供给的有用去耦非常重要。在切换过程中，ＶＣＣ承受着极大的瞬态电流，因而应该给ＶＣＣ去耦，并将激光二极管的阴极与去耦电容以一个短路径相连。因为导线的电感，即便选用一个非常好的旁路电容也会遭到呼应约束，因而有必要在电源旁放置一个电感，并且在电感旁接一个去耦电容来避免供给线上的切换电流发生的电磁搅扰。
４、ＥＬ６２４９Ｃ在ＭＥＭＳ测验中的使用
依据频闪成像原理，为了收集到ＭＥＭＳ器材高速运动时的明晰图画，本文选用ＥＬ６２４９Ｃ作为驱动芯片来驱动高亮度激光二极管发光，并使用函数发生器发生频率与ＭＥＭＳ运动频率相同的窄脉冲信号，一起用其作为ＥＬ６２４９Ｃ的操控信号，然后设置适宜的外接电阻以使ＥＬ６２４９Ｃ输出恰当的电流来驱动ＬＥＤ宣布所需的频亮光。
在本电路中，为了确保供电电压安稳在所需的５Ｖ上，选用了ＭＡＸ８８６９，这样能够更好地进步整个电路的准确性和安稳性。
５、定论
本文从ＭＥＭＳ动态测验的需求动身，依据频闪成像原理，使用EL6249C作为驱动芯片来驱动高亮度激光二极管宣布频亮光，以便收集高速运动的ＭＥＭＳ器材在不同相位不同频率下的明晰图画，然后为后续ＭＥＭＳ器材运动特性的提取与剖析做充分地预备。试验证明，此规划是行之有用的。
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