色婷婷AⅤ一区二区三区|亚洲精品第一国产综合亚AV|久久精品官方网视频|日本28视频香蕉

          新聞中心

          EEPW首頁(yè) > 電源與新能源 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 功率穩(wěn)定可調(diào)LD驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

          功率穩(wěn)定可調(diào)LD驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2013-04-24 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          在精密光電檢測(cè)領(lǐng)域中,光源的微小波動(dòng)會(huì)引起被測(cè)量的較大偏移,從而產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。如在半導(dǎo)體薄膜特性

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/175302.htm

          檢測(cè)中,常常需要檢測(cè)薄膜反射比以求解出其它光電學(xué)參量。由于薄膜增長(zhǎng)的緩慢(0.1mm級(jí)/秒),反射比變化非常小,在這種情況下,對(duì)于光源穩(wěn)定性的要求非常高,達(dá)到0.1%。穩(wěn)定光源在光纖測(cè)量中像電子電路測(cè)試時(shí)用振蕩器作為信號(hào)源一樣,要求發(fā)出高穩(wěn)定、光功率可調(diào)的光信號(hào)。穩(wěn)定光源是急待開發(fā)的光纖系統(tǒng)測(cè)試儀器中的一種重要的基礎(chǔ)設(shè)備。

          國(guó)內(nèi)一些學(xué)者對(duì)穩(wěn)定激光光源作了一些研究。有的設(shè)計(jì)方法使激光器注入電流穩(wěn)定,并配合使用溫控電路。這種方法雖然對(duì)穩(wěn)定性有一定提高,但對(duì)其它影響因素缺乏考慮,不是一種閉環(huán)的控制系統(tǒng)。有的對(duì)光功率的調(diào)節(jié)只使用模擬的積分調(diào)節(jié),由于積分控制對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的消除作用是靠對(duì)誤差的積累產(chǎn)生的,故反映不靈敏,且會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定裕量下降,超調(diào)增大,一般不單獨(dú)使用。這種方法的共同步是模擬調(diào)節(jié)。本文設(shè)計(jì)一種對(duì)輸出光功率進(jìn)行閉環(huán)數(shù)字PID調(diào)節(jié)的激光二極管(LD)驅(qū)動(dòng)電路。該電路使用高精度14位A/D、D/A轉(zhuǎn)換器,理論上對(duì)光功率的0.01%變化均可調(diào)節(jié),且驅(qū)動(dòng)電流最小節(jié)量0.01m A,同時(shí)可精確設(shè)置初始驅(qū)動(dòng)電流(光功率)。

          共陽(yáng)極與共陰極型

          驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

          1 激光二極管封裝及參數(shù)

          常見激光二極管封裝有兩種形式:共陽(yáng)極與共陰極型(圖1(a)所示)。LD和監(jiān)測(cè)激光器背向輸出光功率的PIN光電二極管封裝在一起。這里,LD采用SANYO655nm紅光激光二極管,封裝形式為共陽(yáng)極(LD的正極與PD(光電二極管)的負(fù)極連接在一起)。LD最大輸出光功率為30mW,閾值電流為40mA(25℃),工作電流量大為110mA。PD的監(jiān)測(cè)電流Im與激光器的輸出功率P0在溫度不變的情況下成線性關(guān)系(圖1(b)所示),這為后面控制電路的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

          2 電路原理

          光電二極管的監(jiān)測(cè)電流經(jīng)差分放大后變成一個(gè)電壓量,經(jīng)高精度A/D轉(zhuǎn)換器采樣量化后送入單片機(jī),與單片機(jī)內(nèi)監(jiān)測(cè)電壓參考值(在設(shè)定功率條件下,監(jiān)測(cè)電流經(jīng)差分放大后變成的電壓量的數(shù)字表示)之間作差,產(chǎn)生電壓偏差信號(hào);再對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換及電壓-電流(V-I)變換后,成為L(zhǎng)D的驅(qū)動(dòng)電路。PID調(diào)節(jié)是為了使激光二極管輸出功率穩(wěn)定。這種單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖如圖2所示。

          單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖

          3 電路模塊選型及計(jì)算

          3.1 差分放大模塊

          由圖1(b)可見,監(jiān)測(cè)電流很小,尤其當(dāng)激光器輸出功率10mW時(shí)。如果把監(jiān)測(cè)電流通過(guò)一電阻接入放大器,則由于放大器的輸入阻抗太小以及電阻的溫漂問題,使放大器的輸入電壓受溫度影響非常大,從而導(dǎo)致A/D轉(zhuǎn)換器的輸入不準(zhǔn)確。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)該消除或減小環(huán)境溫度對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器輸入的影響。設(shè)計(jì)中使監(jiān)測(cè)電流與參考電流通過(guò)一個(gè)由四個(gè)阻值及溫度系數(shù)相等的高精度電阻組成的電橋電路,這樣溫度的影響會(huì)在相減中減小。放大器采用TI公司的高輸入阻抗精密差分放大器INA114,其原理圖如圖3所示。

          差分放大器原理圖

          其中,參考電流Iref可由另一INA114和OPA602得到。放大器的輸出電壓可由下式計(jì)算:

          V0=(Iref-Im) ×R×(1+50k/Rg) (1)

          3.2 模/數(shù)及數(shù)/模轉(zhuǎn)換器

          A/D轉(zhuǎn)換器選用美信公司的MAX1062,D/A轉(zhuǎn)換器選用模擬器件公司的AD5551,它們都是14位的串行轉(zhuǎn)換器,適合于對(duì)速度要求不是很高的場(chǎng)合。轉(zhuǎn)換器的片選信號(hào)、時(shí)鐘線及數(shù)據(jù)線直接同單片機(jī)的用戶口P1相連。轉(zhuǎn)換器的位數(shù)決定了檢測(cè)控制電路的分辨率。14位轉(zhuǎn)換器可把4.096V量程的電壓量化成2 14份,所以調(diào)整差分放大器的增益使其輸出電壓最大值達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換器的滿量程電壓,則理論上對(duì)于光功率變化1/12 14均可檢測(cè)到,即該驅(qū)動(dòng)電路可以檢測(cè)到0.01%的激光器光功率變化,進(jìn)而可在單片機(jī)中進(jìn)行調(diào)節(jié)。同樣設(shè)D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓經(jīng)V-I變化后的滿量程電流為150mA,則驅(qū)動(dòng)電流的最小可調(diào)節(jié)量為150/2 14=0.01mA。

          3.3 電壓/電流轉(zhuǎn)換

          由于上述D/A轉(zhuǎn)換器的輸出無(wú)緩沖,故采用運(yùn)放與場(chǎng)效應(yīng)管組成的共源放大電路。其中運(yùn)放對(duì)輸出有緩沖作用。

          圖4電路中V1為D/A的輸出電壓,場(chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極的電流(即LD的驅(qū)動(dòng)電流)為:

          LD的驅(qū)動(dòng)電流

          電子鎮(zhèn)流器相關(guān)文章:電子鎮(zhèn)流器工作原理


          電子鎮(zhèn)流器相關(guān)文章:




          關(guān)鍵詞:

          評(píng)論


          相關(guān)推薦

          技術(shù)專區(qū)

          關(guān)閉