应用于MOPA的可编程半导体脉冲种子源激光器的设计与实现

设计出一种高速可编程的半导体脉冲种子源激光器,用于主震荡功率放大器脉冲光纤激光器。具有较大的峰值电流、1 Hz～1 MHz的可调重复频率、20 ns～0.5μs的连续可调整脉冲宽度。测试结果显示此可编程半导体脉冲种子源激光器工作性能稳定可靠。     

脉冲激光峰值功率快速可调方法研究

激光引信弹目交会过程时间短,激光回波功率变化迅速,如何真实模拟激光回波功率是一个难点. 为此,通过对弹目交会过程中激光回波功率变化规律的分析与研究,提出通过改变脉冲半导体激光器驱动信号脉宽与激光器驱动电路供电电压的方法实现回波激光功率的变化变换. 在硬件设计中通过FPGA控制高速数模转换器,实现半导体激光器驱动电路供电电压的亚毫秒级的快速转换. 结果表明,系统可以实现脉冲周期100 μs内半导体激光器输出功率的快速、准确变化.     

基于ADuC812的大功率半导体激光器恒流源设计

恒流源是半导体激光器正常稳定工作的重要保证。根据大功率半导体激光器驱动电源的技术指标要求,设计了基于ADuC812的数控恒流源方案。该恒流源采用大功率MOSFET作为调整管,以霍尔电流传感器作为电流采样反馈,实现了对输出电流的0-50A的线性控制,稳流精度为0．1A。并设计了过流保护电路以及软件上的中值滤波算法,提高了半导体激光器的抗冲击能力和工作稳定性。通过与大功率半导体激光器的联调测试,证明了恒流源的稳定性．达到了设计要求的性能指标。     

脉冲测速仪中激光器的研究

本文针对国内测速仪的应用现状,对目前脉,中激光测速仪的电源进行研究,提出了高效的驱动电路,利用高速场效应管作为纳秒开关,通过电容充放电来产生脉宽很窄的大电流脉冲,驱动半导体激光器发出脉冲激光。使测量精度得以提高。     

基于HSPICE的半导体激光器脉冲驱动电路仿真分析

利用HSPICE软件对高速脉冲驱动电路进行了仿真分析,通过仿真清晰地了解脉冲电路中的寄生参数对电路的影响,为后续制作电路板提供了参考。与近似仿真分析不同,为了准确的反映LD的特性,建立了半导体激光器的大信号SPICE模型,然后设计了高速MOSFET开关电路仿真原理图,分析确定该电路中的各种参数 ,仿真的最终结果和实际电路的测试结果相一致。     

仿真软件在脉冲激光器驱动电源设计中的应用

分析了半导体激光器对驱动电源的要求,介绍了仿真软件Multisim的主要功能及特点,利用Multisim设计了性能稳定的脉冲激光器驱动电源,给出了脉冲频率、占空比等参数的理论及实验值.     

50mA半导体激光器驱动电源电路设计

本设计为一小功率半导体激光器驱动电源电路,选用稳压管、运放、三极管、阻容元件等常规元器件,通过脉冲形成、驱动、反馈控制等环节,完成电路设计。文中分析了主电路和控制电路的工作原理,给出了测试结果。本设计具有电路简单、性能可靠、价格低廉等特点。     

激光器综合参数测试实验系统的设计与实现

该文设计实现了一种半导体激光器综合参数测试实验系统,该系统通过微处理器控制搭建好的激光器驱动电路与激光器温度控制电路,运用控制变量法,分别采集驱动电流或温度改变后激光器的电压、电流和光功率等数据,通过串口将数据返回到上位机进行数据处理并绘制对应的曲线图。通过测试,实验系统可完成激光器综合参数的测试,并可用于光电技术综合实验及专业综合实践能力训练。     

一种新型连续可调脉冲电流源的设计

针对新型半导体激光器的应用需求,提出一种新型的数控可调的脉冲电流源,其核心部分是精密恒流源电路和脉冲电流镜电路。精密恒流源电路采用基于运算放大器的深度负反馈技术,提供一个精度高、稳定性好、幅值连续可调的恒定电流输出;脉冲电流镜电路采用高速场效应管实现对恒流源电流的复制和倍乘,降低脉冲电流源输出负载对前级深度负反馈部分的影响,提高电路的稳定性,并利用模拟多路复用器对电流镜栅极的控制,将脉冲信号传递到脉冲电流中,从而输出脉冲电流。仿真实验表明,提出的脉冲电流源运行稳定可靠,输出的脉冲电流的幅值、重复频率和脉冲宽度均可数控调节,电流幅值稳定,脉冲前沿陡峭,可满足不同的激光器驱动和测试需求。     

基于单片机的外腔半导体激光器控制系统的设计

设计了一种以单片机为核心,结合PID控制系统等外围电路的半导体激光器的高精度控制器.半导体激光器驱动电流精度达1.5×10-5,长时间工作(12h以上)偏置电流变化小于1μA,温度控制精度达到10-3℃.用该系统来控制光栅外腔半导体激光器,得到了功率稳定、波长单一的激光输出,长时间工作没有出现跳模现象.     

基于脉冲注入调制的LD光功率-电流-电压特性测试系统

为精确测试半导体激光器(LD)的光功率-电流-电压(LIV)特性,提出一种基于脉冲注入调制的方法,并据此研制新型的LD脉冲测试系统.系统通过给被测LD注入脉冲宽度、周期及幅度连续可调的脉冲电流,采集恒功或恒流工作LD的工作电流、两端电压、背光电流和输出光功率等信息,绘制LD的LIV特性曲线,并以此推断LD的性能.采取低占空比的脉冲注入,有效抑制了LD有源区温度升高,保证了测试的可靠性和准确性.实验结果表明,脉冲电流的稳定度达到10-4,系统满足设计要求,其性能优于连续测试系统.     

用于TDLAS甲烷检测的激光器电流驱动与温控系统

为了满足激光器在甲烷气体检测中对输出波长稳定的需求,自主设计以STM32F103RCT6为微处理器核心的电流驱动系统和温控系统,包括信号发生电路、滤波电路、温度采集与控制电路等,运用信号发生芯片生成锯齿扫频信号、正弦调制信号、直流偏置信号,把他们叠加作为激光器注入电流,同时对激光器整体构建二级制冷系统,通过温度和电流的调谐使激光器发出的波长在甲烷气体吸收峰1 653.72nm附近扫描,以使气体充分吸收。经验证,整个系统工作稳定,可持续工作时间超过36h,温度误差为±0.008℃,电流驱动误差≤0.09mA,波长误差在千分位,满足设计需求。     

步进电机细分驱动技术综述

阐述了步进电机的细分驱动原理。介绍了单片机控制的放大型、斩波式、脉宽调制式等步进电机细分驱动电路的结构和控制原理,指出了各种驱动电路的应用场合和对小进电机细分驱动的相电流控制策略。     

医用固体激光器脉冲式强预燃系统控制电路设计

根据激光医疗所需激光脉冲的特点,针对长脉冲Nd:YAG激光器泵浦闪光灯中脉冲式强预燃系统的控制电路展开研究,采用UCC3895芯片控制预燃电路工作状态的变化,提供所需的预燃电流,从而配合其他电路得到相应的激光脉冲。文中主要阐述以UCC3895为核心的脉冲式强预燃系统控制电路的工作原理,并且根据实验,最终验证了该套系统的可行性。     

脉冲型阵列量子级联激光器驱动电源

设计并研制了一种高精度的可调节阵列量子级联(QC: Quantum Cascale)激光器驱动电源, 以用于中红外多气体检测系统。该系统运用时分复用的思想, 利用并联加串联的方式, 同时驱动多个QC激光器。在硬件方面, 以DSP F28335为主处理器, 采用压控恒流源的原理, 通过大功率半导体器件, 实现脉冲频率(1~10 kHz, 步进0.5 kHz)、 占空比(0.5%~40%, 步进0.5%)、 电流幅值(0~4 A, 步进0.1 A)连续可调的脉冲恒流源。在控制方案上, 采用模拟PI(Proportion Integral)控制算法, 通过两级模拟PI环节的双重反馈方式, 提高了驱动电流的准确性和稳定性。同时, 该系统还设计了电源滤波慢启动电路、 过流保护电路、 过压保护电路、 静电防护电路等, 防止QC激光器被瞬间大电流损坏, 以确保激光器的正常工作。经实验测试, 当设定脉冲电流幅值为2.0 A, 脉冲频率为5 kHz, 脉冲宽度为2 μs时, 输出脉冲电流幅值稳定度优于1.7×10^-3 A, 脉冲宽度稳定度优于2.4×10^-2μs, 脉冲上升时间小于11.9 ns, 脉冲下降时间小于9.6 ns。在同时驱动多个QC激光器长时间测试过程中, 驱动电流稳定, QC激光器发光稳定, 测试指标达到要求。     

PCB平面绕组力矩电机闭环反馈式驱动系统设计

针对PCB平面绕组力矩电机运转时平稳性的问题,采用能实现极低导通电阻的IRF2807PBF MOS管作为驱动电路的主要芯片,结合IR2010s驱动芯片以及STM32F103ZET6主控芯片搭建整体的驱动电路,提升了在慢速情况下电路的驱动能力。利用SS361RT霍尔磁性位置传感器,形成速度闭环反馈,并运用自抗扰控制算法对速度增量进行控制,使用PI电流环对电流增量进行控制,最后通过SVPWM模块输出六路PWM脉冲序列控制三相全桥电路中的各相MOS管导通,从而实现了一种针对PCB平面绕组力矩电机的PWM闭环反馈式平稳调速驱动系统。通过仿真和实验表明,相比于使用传统的PI速度环设计的电机驱动系统,该驱动系统在相同转速下能大大提升电机运行时的平稳性。将驱动系统用于光学生物测量仪PCB平面电机控制的延迟线部分,能使延迟线平稳低速运行,保证了测量精度。     

低噪声回波测距系统的电路设计与系统分析

描述了超声波脉冲回波测距系统的基本组成,重点研究了超声波测距系统中的低噪声问题,设计了分时和分区的开关隔离式超声波发射和接收电路,彻底切断了发射电路和其他电干扰信号对接收电路的影响.低噪声"能量球"的设计,极大地提高了回波的信噪比,实现了超声波低功率发射条件下的信号稳定接收.同时介绍了软件滤波器在超声波的智能化低噪声处理方面的应用.     

一种应用于脉冲激光测距系统的宽动态-高速接收电路

为提高脉冲激光测距系统的测距精度,采取对APD偏压和放大器增益双重控制的方法设计了一种用于脉冲激光测距系统中的接收电路。模拟仿真结果表明,此电路能接收80 dB宽动态范围的回波功率,实现了0.5~2 V的有效电压输出,仿真得到此电路的有效带宽为58 MHz。测试结果表明此设计有效可行。     

基于谐振变换技术的激光器驱动电源设计

近年来,激光器已广泛应用于军事领域,驱动电源是决定激光器整体性能的重要因素.针对大功率机载激光器对驱动电源的要求,采用RLC谐振变换技术及全桥拓扑结构,设计出用恒流源驱动的激光器电源,系统采用恒流源、软启动,限流及限压等保护措施,实现对激光器的有效保护,并采用温度控制电路,对激光器进行温度控制,从而使得电源的输出功率稳定.文中同时给出了输入滤波电路、主电源电路、控制电路及保护电路的原理图.最后,通过实验测试证明了文中所设计的电源具有高稳定性和强干扰能力.     

一道大赛考题的电路识读、调试与软件设计

针对2013年黑龙江省高职院校"电子产品设计及制作"技能大赛考题——设计并制作一台具有报警功能的超声波测距仪,进行了电路、系统调试和软件设计等方面的相应解读,特别讲解了发射超声波的振荡电路调试、接收超声波的直接回波、测量盲区、远近距离测试时如何调试、发射脉冲数量等问题的处理以及电路安装、软件设计等方面的一些注意事项,并测量了软硬件联调的波形、给出了实测的电压数据供读者参考。系统整体设计达到了赛项的基本要求和发挥部分的要求。