Steuerschaltung für MEMS-Spiegel

Abstract

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Treiber für einen mikro-elektromechanischen (MEMS)-Spiegel realisiert, der vier einstellbare Ausgänge von 0 bis 120 V bereitstellt. Der Spiegel wird zur Ausrichtung eines Laserstrahls in einem Aufbau zur Vermessung von an der Technischen Universität Wien entwickelten opto-elektronischen integrierten Empfängern für optische Freiraum-Datenübertragung verwendet. Die Treiberstufen sind als vier diskret aufgebaute Hochvolt-Gegentaktverstärker realisiert. Zur Bereitstellung der von den Verstärkern benötigten Spannung von 130 V aus einer Versorgungsspannung von 5 V wurde ein im diskontinuierlichen Betrieb arbeitender Aufwärtswandler implementiert. Ein an SCPI angelehnter Befehlssatz erlaubt eine einfache Integration des entwickelten Treibers in automatisierte Mess- und Testsysteme. Des Weiteren besteht die Möglichkeit den MEMS-Treiber wahlweise über die USB-Schnittstelle oder über ein handelsübliches 5V-Steckernetzteil zu versorgen.

In this master thesis a driver has been developed to drive a micro-electromechanical (MEMS) mirror with four control voltages of up to 120 V. The mirror is used for beam-steering in a measurement setup for opto-electronic integrated receivers in the field of optical wireless communication, which are developed at the Vienna University of Technology. The driving stages are realized as four discret high-voltage push-pull amplifiers. A boost converter operating in discontinuous mode has been implemented, to provide the required supply voltage of 130 V for the high-voltage amplifiers from the available operating voltage of 5 V. A set of commands based on the SCPI command syntax allows an easy integration of the device into automated test and measurement systems. Furthermore, it is possible to supply the MEMS driver either via the USB interface or a standard AC power adapter.