针对漫反射靶板测试法的不足，本文提出了一种基于可调式模拟激光脉冲技术的激光告警器在线检测仪。

　　可调式模拟激光脉冲技术

　　在实际使用环境下的激光告警器看来，其告警范围内的等功率激光威胁源A1，A2，A3，…可等效为以告警器O为球心、半径为R球面上的点A`1，A`2，A`3，…(分别位于射线 OA1，OA2，OA3，…与球面的交点处)，而A`1，A`2，A`3，…的等效发光功率反比于A1，A2，A3，…与告警器距离的平方(接收孔径不变的条件下，光功率的衰减与距离的平方成正比)。根据这个原理，在机械结构上，若能控制发光源在以告警器为球心的某个球面上移动，则其二维入射角的变化可用来检测告警器的方位覆盖和俯仰覆盖范围，而其使方位和俯仰输出量产生变化所掠过的最小圆心角则代表了告警器的角度分辨率。在电路结构上，调节该光源的发光功率，使其略低于报警阈值，可检测告警器的最小可探测功率，而调节光源的输出波长，则可检测告警器对不同波长输入光反应的敏感性，此外还可以对光源进行调制，用来检测告警器对脉冲光的反应，这就是本文所提出可调式激光模拟脉冲技术的原理，由此实现了对告警器性能的完整检测。

　　检测仪机械结构分析

　　根据上述原理，我们设计了如图2所示的机械结构，可实现模拟光源在半球面上的可控移动。

　　如图2所示，该结构外层为一半球型罩，用于屏蔽外界杂散光干扰;下部为圆环盘型底座，其上固定有环形齿条;环形水平导轨位于底座上，在步进电机1的驱动下为激光管提供方位角调节;带有齿条的半环型垂直导轨连接于水平导轨上，其两端的间距等于水平导轨直径。步进电机2带动激光管在垂直面上运动，为激光管提供俯仰角调节。该结构整体紧凑、重量轻(材料为玻璃钢)、便于安装与运输，使用时不需将告警器从装备上拆下，也不存在检测死角问题。

　　步进电机采用常规的2相混合式步进电机，步距角为1.8o。电机1输出轴齿轮与水平导轨齿条的齿数比为1:22.3，电机2输出轴齿轮与垂直导轨齿条的齿数比1:12.5(180o覆盖)，故方位角的最小调节量为0.08o，俯仰角的最小调节量为0.072o，满足要求。

　　检测仪电路

　　本文所设计的告警器检测仪控制电路如图3所示。控制电路的核心为8位Atmel AVR单片机ATmega16[3]，具有内部资源丰富、速度快、价格低廉和稳定性高的特点，非常适合于便携式控制设备。图中，IC2为SPI接口12bit串行数模转换器LTC1456，可直接与ATmega16的SPI接口连接，简化了软硬件设计。LD1和LD2分别是输出波长为1.06mm和1.54mm [4]的激光二极管，作为检测仪的模拟光源，由步进电机M1和M2驱动，运行在图2所示的导轨上。为了实现激光管输出功率的可调，必须对其电流进行控制，故设计了由IC2、运放IC3、场效应管Q和电阻R4构成数控电流源[5]。其工作原理为：单片机根据所需设定的激光输出功率对IC2写入控制字后， VOUT端随即输出相应电压;运放工作时同、反相输入端“虚短”，这一作用必然令Q的源极输出一个电流值，使R4上的电压与IC3同相输入端电压相等，从而实现了电流的数字控制。场效应管栅极电流为零，其源、漏极电流相等，故控制精度高，避免了采用双极型晶体管时控制精度受到基极分流影响的问题。R4采用温度系数小的精密线绕电阻，减小了温度对电流控制精度的影响，同时具有较强的抗过载能力。由于两种激光管的输出功率——电流曲线不同，故切换激光管时也必须“通知”单片机，以保持正确的电流控制规律，因此设计了S1_1和S1_2构成的联动开关，单片机通过检测PD4上的逻辑电平来判断当前与Q相接的激光管，以调整控制系数。LTC1456具有异步清零端，这就为激光的调制提供了方便：通过设定单片机的定时器中断，使其溢出频率2倍于欲设定的调制频率，对 IC2交替进行写入和清零即可。