近年来国外制造的天文爱好者使用的望远镜的电子化、自动化程度有了明显的提高。随着微型计算机应用的普及，大多数天文望远镜都具备了自动指向（找星），自动跟踪的功能。更有一些望远镜提供了标准的控制接口，与专用的CCD设备相配合，实现了自动导星，大大提高了观测效率，降低了工作强度。

一 望远镜的自动控制

望远镜的自动控制原理如下图所示：

各功能单元的主要特点如下：

1）赤道仪及驱动装置：采用同步电机或者步进电机的双轴电动系统；在赤经轴和赤纬轴使用蜗杆-蜗轮传动，保证没有方向死角。

2）驱动电路：为同步电机或者步进电机提供驱动电源。包括波形发生器和功率放大器。对外接口为驱动脉冲（速度控制）和方向信号电平（同步电机的转向控制）。

3）定位：定位装置用来确定当前望远镜的指向。定位信息可以从赤道仪的机械运动中提取，也可以从控制电路中提取（例如北京同好会正在研制的电动赤道仪，由于全部采用步进电机驱动，因此能够通过对驱动脉冲的直接记数来确定当前坐标）。

4）导星探测器：目前常用的有CCD和四象限光电探测器。后者的控制电路很简单，便于与望远镜的驱动系统直接连接。使用CCD能够获取更多信息，适合计算机控制。

5）控制逻辑电路：接受控制信号（快、慢、前向、后向、南、北等）输入，以及比较预设方位与目前指向之差，确定驱动方向。控制电路包括频率基准和方波信号发生器等。

二 小型赤道仪坐标显示的设计方案

本设计主要针对市售的小型赤道仪，通过对蜗杆转动的角度进行计数的方法显示望远镜的指向坐标。系统框图见下：

坐标显示器与驱动系统无直接联系，可单独配合赤道仪使用，用于在野外提高找星效率。

工作原理如下：

赤经赤纬蜗杆转动时带动光电编码盘，产生脉冲和旋转方向信号。经过分频器形成与角度对应的记数值，经译码后显示出来。在赤经方向，同时加入与周日运动同步的恒星时脉冲，当赤道仪没有转动时，赤经显示值会不断增加。

三  光电编码盘的设计方案

编码盘及编码电路的作用是将蜗杆转动的角度根据转动的方向变为相应的增、减计数脉冲。

编码为光电方式。将具有确定透过图样的码盘固定在蜗杆上，在赤道仪上安装两个光电开关，探测编码盘光线的通断。见下图：

A与B两个探测器产生的信号的相位相差90度，以此来判断蜗杆转动的方向。

A与B两个探测器后接施密特触发器作脉冲整形，采用D触发器使得在正向转动、A探测器输出正跳变时产生增加计数脉冲；在反向转动、A探测器输出负跳变时产生减少计数脉冲。见下图：

编码数量由所要求的分辨率决定。例如某小赤道仪赤纬轴的蜗轮牙数为48，要想获得1度的分辨率（-90度到+90度），蜗杆每转动一周应至少产生180/24=7.5个脉冲。因此，可以将码盘上的编码数量定为15，后接2倍分频器，即可得到对应于度数的计数值。

四  方向标定

进行方向标定的流程如下：

1）调整赤道仪的极轴指向北极；

2）寻找一颗靠近赤道的已知坐标的亮星（例如赤经12时10分，赤纬-10度），并将望远镜对准。按复位键，将赤经赤纬显示清零；

3）只通过蜗杆转动望远镜；

4）向春分点方向调节望远镜，直至显示为亮星坐标的“反方向”（例如赤经11时50分，赤纬+10度），再次按复位键，将赤经赤纬显示清零。此时坐标标定完毕。

（完）