專利名稱：一種調(diào)頻連續(xù)波激光調(diào)制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)頻連續(xù)波激光調(diào)制電路，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
調(diào)頻連續(xù)波激光引信是將激光高亮度、單色性、方向性好等優(yōu)點(diǎn)與調(diào)頻測(cè)距的相關(guān)原理結(jié)合起來(lái)，利用線性調(diào)頻的信號(hào)去調(diào)制激光器發(fā)射激光的強(qiáng)度。當(dāng)接收到回波激光信號(hào)時(shí)，被強(qiáng)度調(diào)制的回波啁啾信號(hào)與本振信號(hào)之間存在一個(gè)由回波延時(shí)決定的固定頻差，通過(guò)檢測(cè)頻差，就可以得到回波延時(shí)，進(jìn)而得到目標(biāo)距離信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大帶寬線性調(diào)頻激光驅(qū)動(dòng)電路，作為調(diào)頻連續(xù)波測(cè)距系統(tǒng)的光源，提出一種調(diào)頻連續(xù)波激光調(diào)制電路。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種調(diào)頻連續(xù)波激光調(diào)制電路，包括直流偏置電路和半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路；其中直流偏置電路包括電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容 C7、電容C8、電容C9、電容C10，電阻R1、電阻R3、電阻R4、電阻R5，滑動(dòng)電阻器R2、滑動(dòng)電阻器R6，運(yùn)算放大器LF353和求和運(yùn)算放大器AD8099 ；其連接關(guān)系為電源VCC串聯(lián)電阻Rl 和滑動(dòng)電阻器R2后接地；由電容Cl和電容C2并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端與地相連；滑動(dòng)電阻器R2的滑片與運(yùn)算放大器LF353的同相端3腳相連，即通過(guò)滑動(dòng)電阻器R2得到的偏置電壓信號(hào)輸入到運(yùn)算放大器LF353的同相端3腳，偏置電壓信號(hào)再?gòu)倪\(yùn)算放大器LF353輸出端1腳反饋到反相端2腳，構(gòu)成電壓跟隨器；運(yùn)算放大器LF353 的8腳接電源VCC，運(yùn)算放大器LF353的4腳接電源VEE ；由電容C3和電容C4并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端與地相連；由電容C5和電容C6并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VEE相連，另一端與地相連；運(yùn)算放大器LF353輸出端1腳串聯(lián)電阻R3后與求和運(yùn)算放大器AD8099的同相端3腳相連，線性調(diào)頻信號(hào)Sig_l串聯(lián)電阻R4后與求和運(yùn)算放大器AD8099的同相端3腳相連；求和運(yùn)算放大器AD8099的輸出端6腳串聯(lián)滑動(dòng)電阻器R6后反饋到求和運(yùn)算放大器AD8099的反相端2腳，電阻R5的一端與滑動(dòng)電阻器R6、 求和運(yùn)算放大器AD8099的反相端2腳相連，電阻R5的另一端接地；由電容C7和電容C8并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端與地相連；由電容C9和電容ClO并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VEE相連，另一端與地相連；求和運(yùn)算放大器AD8099的輸出端 6腳輸出調(diào)制信號(hào)Sig_2;上述電阻Rl起分壓的作用；通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻器R2的值得到合適的偏置電壓；上述通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻器R6可以改變求和運(yùn)算放大電路的放大倍數(shù)；上述電容Cl和電容C2并聯(lián)組成的濾波電路、電容C3和電容C4并聯(lián)組成的濾波電路、電容C5和電容C6并聯(lián)組成的濾波電路、電容C7和電容C8并聯(lián)組成的濾波電路以及電容C9和電容ClO并聯(lián)組成的濾波電路可以有效濾除電源中的高頻噪音和串?dāng)_；電壓跟隨器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點(diǎn)，在系統(tǒng)中用作緩沖級(jí)及隔離級(jí)。其中半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路包括電阻R7、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻 R12,滑動(dòng)電阻器R8，電容C11、電容C12、電容C13、電容C14，半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片 T0816以及半導(dǎo)體激光二極管LD ；其連接關(guān)系為直流偏置電路中求和運(yùn)算放大器AD8099 的輸出端6腳輸出的調(diào)制信號(hào)Sig_2輸入到半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的Charme12 的輸入端2腳；半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的Read channel的1腳與電阻R7和滑動(dòng)電阻器R8串聯(lián)后接到VCC ；電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12分別連接半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的4腳、5腳、12腳、10腳；半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的3腳、 6腳、7腳和13腳接地；半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的8腳、9腳、11腳、15腳和16腳與電源VCC相連；由電容Cl 1和電容C12并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端接地；由電容C13和電容C14并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端接地； 從半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的14腳輸出的電流輸入到半導(dǎo)體激光二極管LD，激勵(lì)激光二極管產(chǎn)生強(qiáng)度受線性調(diào)頻信號(hào)調(diào)制的激光；選擇不同波長(zhǎng)的激光二極管，可輸出不同波長(zhǎng)的激光；上述的半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路采用直接調(diào)制的方式，用線性調(diào)頻信號(hào)直接改變半導(dǎo)體激光二極管的驅(qū)動(dòng)電流，從而使輸出的激光強(qiáng)度受到調(diào)制；上述的半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816可作為電流控制輸出電流源，具有三通道輸入和片上RF振蕩器；三個(gè)輸入通道對(duì)應(yīng)著三種發(fā)光功率，Read channel作為讀通道能夠產(chǎn)生連續(xù)輸出，Charme12、Channel3作為寫(xiě)通道具有高的開(kāi)關(guān)速率，所有通道在14引腳相加輸出；通過(guò)外接電阻可以實(shí)現(xiàn)電壓控制電流源；上述半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的Channel〗的輸入電流小于ImA ；上述電阻R7起限流的作用；通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻器R8的值可以改變Read channel 輸入電流的大小；上述電容Cl 1和電容C12并聯(lián)組成的濾波電路以及電容C13和電容C14并聯(lián)組成的濾波電路可以有效濾除電源中的高頻噪音和串?dāng)_；電壓跟隨器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點(diǎn)，在系統(tǒng)中用作緩沖級(jí)及隔離級(jí)。有益效果本發(fā)明將電壓-電流信號(hào)轉(zhuǎn)換和放大電路高度集成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；輸出電流在不大于300mA的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)不大于IOOMHz的調(diào)頻信號(hào)激勵(lì)激光器，可激勵(lì)多種波長(zhǎng)的激光二極管。


圖1為直流偏置電路示意圖；圖2為半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例
一種調(diào)頻連續(xù)波激光調(diào)制電路，包括直流偏置電路和半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路；其中直流偏置電路，如圖1所示，包括電容(1、02、03、04、05、06、07、08、09、(10， 電阻Rl、R3、R4、R5，滑動(dòng)電阻器R2、R6，運(yùn)算放大器LF353和求和運(yùn)算放大器AD8099 ；其連接關(guān)系為電源VCC串聯(lián)電阻Rl和滑動(dòng)電阻器R2后接地；由電容Cl和C2并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端與地相連；滑動(dòng)電阻器R2的滑片與運(yùn)算放大器LF353 的同相端3腳相連，即通過(guò)滑動(dòng)電阻器R2得到的偏置電壓信號(hào)輸入到運(yùn)算放大器LF353的同相端3腳，偏置電壓信號(hào)再?gòu)倪\(yùn)算放大器LF353輸出端1腳反饋到反相端2腳，構(gòu)成電壓跟隨器；運(yùn)算放大器LF353的8腳接電源VCC，運(yùn)算放大器的4腳接電源VEE ；由電容C3和 C4并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端與地相連；由電容C5和C6并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VEE相連，另一端與地相連；運(yùn)算放大器LF353輸出端1腳串聯(lián)電阻R3后與求和運(yùn)算放大器AD8099的同相端3腳相連，線性調(diào)頻信號(hào)Sig_l串聯(lián)電阻R4 后與求和運(yùn)算放大器AD8099的同相端3腳相連；求和運(yùn)算放大器AD8099的輸出端6腳串聯(lián)滑動(dòng)電阻器R6后反饋到求和運(yùn)算放大器AD8099的反相端2腳，電阻R5的一端與滑動(dòng)電阻器R6、求和運(yùn)算放大器AD8099的反相端2腳相連，電阻R5的另一端接地；由電容C7和 C8并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端與地相連；由電容C9和ClO并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VEE相連，另一端與地相連；求和運(yùn)算放大器AD8099的輸出端 6腳輸出調(diào)制信號(hào)Sig_2;上述電阻Rl起分壓的作用；通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻器R2的值得到合適的偏置電壓；上述通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻器R6可以改變求和運(yùn)算放大電路的放大倍數(shù)；上述電容Cl和C2并聯(lián)組成的濾波電路、電容C3和C4并聯(lián)組成的濾波電路、電容 C5和C6并聯(lián)組成的濾波電路、電容C7和C8并聯(lián)組成的濾波電路以及電容C9和ClO并聯(lián)組成的濾波電路可以有效濾除電源中的高頻噪音和串?dāng)_；電壓跟隨器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點(diǎn)，在系統(tǒng)中用作緩沖級(jí)及隔離級(jí)。其中半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路包括電阻R7、R9、RIO、RlU R12，滑動(dòng)電阻器R8， 電容Cll、C12、C13、C14，半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816以及半導(dǎo)體激光二極管LD ；其連接關(guān)系為直流偏置電路中求和運(yùn)算放大器AD8099的輸出端6腳輸出的調(diào)制信號(hào)Sig_2 輸入到半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的Channel〗的輸入端2腳；半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的Read channel的1腳與電阻R7和滑動(dòng)電阻器R8串聯(lián)后接到VCC ；電阻 R9、R10、R11、R12分別連接半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的4腳、5腳、12腳、10腳；半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的3腳、6腳、7腳和13腳接地；半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的8腳、9腳、11腳、15腳和16腳與電源VCC相連；由電容Cll和C12并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端接地；由電容C13和C14并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端接地；從半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的14腳輸出的電流輸入到半導(dǎo)體激光二極管LD，激勵(lì)激光二極管產(chǎn)生強(qiáng)度受線性調(diào)頻信號(hào)調(diào)制的激光；選擇不同波長(zhǎng)的激光二極管，可輸出不同波長(zhǎng)的激光；上述的半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路采用直接調(diào)制的方式，用線性調(diào)頻信號(hào)直接改變半導(dǎo)體激光二極管的驅(qū)動(dòng)電流，從而使輸出的激光強(qiáng)度受到調(diào)制；上述的半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816可作為電流控制輸出電流源，具有三通道輸入和片上RF振蕩器；三個(gè)輸入通道對(duì)應(yīng)著三種發(fā)光功率，Read channel作為讀通道能夠產(chǎn)生連續(xù)輸出，Charme12、Channel3作為寫(xiě)通道具有高的開(kāi)關(guān)速率，所有通道在14引腳相加輸出；通過(guò)外接電阻可以實(shí)現(xiàn)電壓控制電流源； 上述電阻R7起限流的作用；通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻器R8的值可以改變Read channel 輸入電流的大??； 上述電容Cl 1和C12并聯(lián)組成的濾波電路以及電容C13和C14并聯(lián)組成的濾波電路可以有效濾除電源中的高頻噪音和串?dāng)_；電壓跟隨器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點(diǎn)，在系統(tǒng)中用作緩沖級(jí)及隔離級(jí)。上述電源VCC為+5V，電源VEE為-5V ；上述運(yùn)算放大器為L(zhǎng)F!353 ；上述求和運(yùn)算放大器為采用ADI公司的AD8099，它是一款高性能的電流反饋型運(yùn)算放大器，具有高速、低功耗、低噪聲、低失真的特點(diǎn)，增益為2時(shí)，其-3dB帶寬高達(dá) 700MHz ；上述半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片為ATMEL公司生產(chǎn)的DVD、⑶專用激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816，T0816輸出電流達(dá)到選用的激光二極管閾值電流以上；上述電阻Rl的值為IK Ω，R2的值為Ω，R3的值為50 Ω，R4的值為50 Ω，R5的值為IK Ω，R6的值為IΩ，R7的值為Ω，R8的值為7.漲Ω，R9的值為IK Ω，RlO的值為 IKΩ，Rll的值為IKΩ，R12的值為IKΩ ；上述電容Cl的值為10yF，C2的值為0. lyF,C3的值為1(^ ，(4的值為0. 1 μ F， C5的值為10 μ F，C6的值為0. 1 μ F，C7的值為10 μ F，C8的值為0. 1 μ F，C9的值為10 μ F， ClO的值為0. 1 μ F，；Cll的值為10 μ F，C12的值為0. 1 μ F，C13的值為10 μ F，C14的值為 0. 1 μ F ；上述Read channel通道可以輸出250mA的電流，Channel2、Channel3寫(xiě)通道可以輸出250mA的電流，三者總的輸出電流可達(dá)到300mA ；上述半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片的Channel〗的輸入電流小于ImA ；其輸入阻抗為 1250 Ω，通過(guò)調(diào)節(jié)直流偏置電路中的電位器R2，使偏置電壓小于IV。由于激光二極管不能在負(fù)電壓下工作，而且必須滿足工作電流大于閾值電流才能出光，直流偏置電路的作用在于把輸入的信號(hào)抬升到半導(dǎo)體激光二極管能夠出光的值，半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路起到對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行線性調(diào)制，并驅(qū)動(dòng)激光二極管產(chǎn)生強(qiáng)度受線性調(diào)頻信號(hào)調(diào)制的激光。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)頻連續(xù)波激光調(diào)制電路，其特征在于包括直流偏置電路和半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路；其中直流偏置電路包括電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、 電容C8、電容C9、電容C10，電阻R1、電阻R3、電阻R4、電阻R5，滑動(dòng)電阻器R2、滑動(dòng)電阻器 R6，運(yùn)算放大器LF353和求和運(yùn)算放大器AD8099 ；其連接關(guān)系為電源VCC串聯(lián)電阻Rl和滑動(dòng)電阻器R2后接地；由電容Cl和電容C2并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連， 另一端與地相連；滑動(dòng)電阻器R2的滑片與運(yùn)算放大器LF353的同相端3腳相連，即通過(guò)滑動(dòng)電阻器R2得到的偏置電壓信號(hào)輸入到運(yùn)算放大器LF353的同相端3腳，偏置電壓信號(hào)再?gòu)倪\(yùn)算放大器LF353輸出端1腳反饋到反相端2腳，構(gòu)成電壓跟隨器；運(yùn)算放大器LF353的 8腳接電源VCC，運(yùn)算放大器LF353的4腳接電源VEE ；由電容C3和電容C4并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端與地相連；由電容C5和電容C6并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VEE相連，另一端與地相連；運(yùn)算放大器LF353輸出端1腳串聯(lián)電阻R3后與求和運(yùn)算放大器AD8099的同相端3腳相連，線性調(diào)頻信號(hào)Sig_l串聯(lián)電阻R4后與求和運(yùn)算放大器AD8099的同相端3腳相連；求和運(yùn)算放大器AD8099的輸出端6腳串聯(lián)滑動(dòng)電阻器R6后反饋到求和運(yùn)算放大器AD8099的反相端2腳，電阻R5的一端與滑動(dòng)電阻器R6、求和運(yùn)算放大器AD8099的反相端2腳相連，電阻R5的另一端接地；由電容C7和電容C8并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端與地相連；由電容C9和電容ClO并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VEE相連，另一端與地相連；求和運(yùn)算放大器AD8099的輸出端6 腳輸出調(diào)制信號(hào)Sig_2 ；其中半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路包括電阻R7、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12， 滑動(dòng)電阻器R8，電容C11、電容C12、電容C13、電容C14，半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816 以及半導(dǎo)體激光二極管LD ；其連接關(guān)系為直流偏置電路中求和運(yùn)算放大器AD8099的輸出端6腳輸出的調(diào)制信號(hào)Sig 2輸入到半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的Channel〗的輸入端2腳；半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的Read channel的1腳與電阻R7和滑動(dòng)電阻器R8串聯(lián)后接到VCC ；電阻R9、電阻R10、電阻Rl 1、電阻R12分別連接半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的4腳、5腳、12腳、10腳；半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的3腳、6腳、 7腳和13腳接地；半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的8腳、9腳、11腳、15腳和16腳與電源VCC相連；由電容Cl 1和電容C12并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端接地；由電容C13和電容C14并聯(lián)組成的濾波電路的一端與電源VCC相連，另一端接地；從半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的14腳輸出的電流輸入到半導(dǎo)體激光二極管LD，激勵(lì)激光二極管產(chǎn)生強(qiáng)度受線性調(diào)頻信號(hào)調(diào)制的激光；選擇不同波長(zhǎng)的激光二極管，輸出不同波長(zhǎng)的激光；上述的半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路采用直接調(diào)制的方式，用線性調(diào)頻信號(hào)直接改變半導(dǎo)體激光二極管的驅(qū)動(dòng)電流，從而使輸出的激光強(qiáng)度受到調(diào)制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種調(diào)頻連續(xù)波激光調(diào)制電路，其特征在于半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816作為電流控制輸出電流源，具有三通道輸入和片上RF振蕩器；三個(gè)輸入通道對(duì)應(yīng)著三種發(fā)光功率，Read channel作為讀通道能夠產(chǎn)生連續(xù)輸出，Charme12、 Charme13作為寫(xiě)通道具有高的開(kāi)關(guān)速率，所有通道在14引腳相加輸出；通過(guò)外接電阻實(shí)現(xiàn)電壓控制電流源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種調(diào)頻連續(xù)波激光調(diào)制電路，其特征在于半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816的Channel〗的輸入電流小于1mA。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)頻連續(xù)波激光調(diào)制電路，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。包括直流偏置電路和半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路；其中直流偏置電路包括電容C1～電容C10，電阻R1、R3、R4、R5，滑動(dòng)電阻器R2、R6，運(yùn)算放大器LF353和求和運(yùn)算放大器AD8099；其中半導(dǎo)體激光二極管激勵(lì)電路包括電阻R7、R9、R10、R11、R12，滑動(dòng)電阻器R8，電容C11～電容C14，半導(dǎo)體激光二極管驅(qū)動(dòng)芯片T0816以及半導(dǎo)體激光二極管LD。本發(fā)明將電壓-電流信號(hào)轉(zhuǎn)換和放大電路高度集成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；輸出電流在不大于300mA的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)不大于100MHz的調(diào)頻信號(hào)激勵(lì)激光器，可激勵(lì)多種波長(zhǎng)的激光二極管。
文檔編號(hào)H01S5/062GK102244365SQ20111014226
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者王瑞斌, 陳慧敏 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)