激光脉冲微分电路及其驱动方法
【专利摘要】一种激光脉冲微分电路及其驱动方法，所述激光脉冲微分电路包括：方波模块，用以产生方波信号；与所述方波模块相连的微分电路，用以改变所述方波信号的脉冲；与所述微分电路相连的激光脉冲模块，用以产生激光脉冲。本发明的技术方案应用有限的成本来提高激光发射脉冲的宽度，并实现了对激光脉冲功率与脉冲宽度的可调谐。
【专利说明】激光脉冲微分电路及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光脉冲【技术领域】，特别是一种激光脉冲微分电路及其驱动方法。
【背景技术】
[0002]目前大部分的行业领域中，都需要涉及测距、测高等工作，例如在军事土木工程、航海、高尔夫、狩猎等领域中的应用。
[0003]脉冲激光测距法由于激光的发散角小，激光脉冲持续时间短，瞬时功率大，测程远，抗干扰能力强，隐蔽性好等优点，近几年来尤其是在军事领域得到了广泛的应用。而窄脉冲串与相位测距法的有效结合，使得此法在近距离测距中的应用更为广泛。
[0004]随着技术的发展，对脉冲激光测距的精度要求，也逐步提高。由于脉冲激光测距的精度受脉宽的影响较大，并且脉冲激光测距的成本一直很高，因此如何应用有限的成本来提高激光发射脉冲的宽度，以及如何实现对激光脉冲功率与脉冲宽度的可调谐，成为目前亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0005]本发明的技术方案应用有限的成本来提高激光发射脉冲的宽度，并实现了对激光脉冲功率与脉冲宽度的可调谐。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种激光脉冲微分电路，包括:
[0007]方波模块,用以产生方波信号；
[0008]与所述方波模块相连的微分电路，用以改变所述方波信号的脉冲；
[0009]与所述微分电路相连的激光脉冲模块，用以产生激光脉冲。
[0010]可选的，所述方波模块包括单片机、CPLD, FPGA和DDS中的一种或几种的组合。
[0011]可选的，所述微分电路为RC微分电路，所述RC微分电路将所述方波信号的矩形脉冲变为尖脉冲。
[0012]可选的，所述激光脉冲模块包括三极管和与所述三极管相连的激光管。
[0013]可选的，所述三极管为高频三极管。
[0014]为解决上述技术问题，本发明的技术方案还提供了一种激光脉冲微分电路的驱动方法，包括:
[0015]基于所述微分电路中的电容和/或电阻的变化，将方波信号的矩形脉冲变为尖脉冲；
[0016]基于所述尖脉冲的脉宽，控制所述激光脉冲模块产生于所述脉宽相匹配的激光。
[0017]可选的，所述微分电路中的电容和/或电阻的变化是指控制所述微分电路中的电容的容值按照第一阈值变化和/或控制所述微分电路中的电阻的阻值按照第二阈值变化。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例提供的驱动电路的电路图；[0019]图2是本发明实施例提供的激光脉冲微分电路的框图；
[0020]图3是本发明实施例提供的激光脉冲微分电路的驱动方法的流程图；
[0021]图4是本发明实施例提供的微分电路的电路图；
[0022]图5是本发明实施例提供的方波经微分电路后的波形图；
[0023]图6是本发明实施例提供的激光脉冲微分电路中压变电容取反向偏压的一电路图；
[0024]图7是本发明实施例提供的激光脉冲微分电路中压变电容取反向偏压的另一电路图；
[0025]图8是经过图6和图7激光脉冲微分电路后的波形图；
[0026]图9是本发明实施例提供的激光脉冲微分电路中选择微分电阻的一电路图；
[0027]图10是本发明实施例提供的激光脉冲微分电路中选择微分电阻的另一电路图；
[0028]图11是经过图9和图10激光脉冲微分电路后的波形图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0030]在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的【具体实施方式】的限制。
[0031]基本的激光窄脉冲驱动电路:由时钟发生器产生具有某一频率周期的方波信号，并以此作为驱动信号，控制激光管产生激光。图1是本发明实施例提供的驱动电路的电路图，下面结合图1详细说明。
[0032]当方波处于低电平半周期时，晶体三极管处于截止(临界雪崩)状态，三极管集电极与发射极处于关断状态，此时没有电流流过LD (laser diode，激光二极管)，LD不发光。当方波上升沿到来时，并达到三极管发射结PN结的导通电压，此时，晶体三极管(雪崩)集电极与发射极迅速开启，电流经LD到地，LD发光，由此产生激光脉冲信号。反之，当方波信号下降沿到来时，低于三极管发射结PN结导通电压，晶体三极管又将进入关断状态，通过LD的电流截止，LD停止发光；可见，在方波信号置高的时间段内，激光将保持持续发光状态，直到方波下降沿到来时。如此反复，便可得到同方波频率周期相同的激光脉冲串。此处激光发射功率与脉宽主要要受方波脉宽的影响(脉宽除以周期就是占空比)，对于频率稍低且占空比为50%的方波信号，将难以得到良好的激光窄脉冲，同时三极管的截止频率对于激光发射的脉冲宽度也起到了举足轻重的影响，本发明中默认三极管截止频率可满足要求，并着重对可调微分电路的应用进行阐述。
[0033]图2是本发明实施例提供的激光脉冲微分电路的框图，下面结合图2详细说明。
[0034]所述激光脉冲微分电路，包括:
[0035]方波模块1，用以产生方波信号；
[0036]与所述方波模块I相连的微分电路2,用以改变所述方波信号的脉冲；
[0037]与所述微分电路2相连的激光脉冲模块3,用以产生激光脉冲。
[0038]所述方波模块I包括单片机、CPLD, FPGA和DDS中的一种或几种的组合。所述微分电路2为RC微分电路，所述RC微分电路将所述方波信号的矩形脉冲变为尖脉冲。所述激光脉冲模块3包括三极管和与所述三极管相连的激光管。所述三极管为高频三极管。
[0039]图3是本发明实施例提供的激光脉冲微分电路的驱动方法的流程图，下面结合图3详细说明。
[0040]步骤SI，基于所述微分电路中的电容和/或电阻的变化，改变尖脉冲的脉宽，所述尖脉冲由方波信号的矩形脉冲通过所述微分电路后获得；
[0041]步骤S2，基于所述尖脉冲的脉宽，控制所述激光脉冲模块产生于所述脉宽相匹配的激光。
[0042]所述步骤SI中，方波信号的矩形脉冲通过所述微分电路后，由矩形脉冲变为尖脉冲，通过改变所述微分电路中的电容和/或电阻可以改变所述尖脉冲的脉宽。
[0043]所述步骤S2中，尖脉冲的脉宽影响着激光的发射功率，尖脉冲的脉宽的改变可以控制所述激光脉冲模块产生于所述脉宽相匹配的激光。
[0044]所述微分电路中的电容和/或电阻的变化是指控制所述微分电路中的电容的容值按照第一阈值变化和/或控制所述微分电路中的电阻的阻值按照第二阈值变化。所述第一阈值与所述第二阈值的乘积不能等于一。
[0045]本发明的技术方案引入可变微分电路方法，而已知在脉冲电路中，常用RC微分电路把矩形脉冲变换为尖脉冲，作为触发信号。图4是本发明实施例提供的微分电路的电路图，如图4所示:
[0046]在所述微分电路中，正脉冲上升沿过程，方波信号通过R向C充电；
[0047]电路响应
【权利要求】
1.一种激光脉冲微分电路，其特征在于，包括: 方波模块，用以产生方波信号； 与所述方波模块相连的微分电路，用以改变所述方波信号的脉冲； 与所述微分电路相连的激光脉冲模块，用以产生激光脉冲。
2.如权利要求1所述的激光脉冲微分电路，其特征在于，所述方波模块包括单片机、CPLD, FPGA和DDS中的一种或几种的组合。
3.如权利要求1所述的激光脉冲微分电路，其特征在于，所述微分电路为RC微分电路，所述RC微分电路将所述方波信号的矩形脉冲变为尖脉冲。
4.如权利要求1所述的激光脉冲微分电路，其特征在于，所述激光脉冲模块包括三极管和与所述三极管相连的激光管。
5.如权利要求4所述的激光脉冲微分电路，其特征在于，所述三极管为高频三极管。
6.—种如权利要求1至5任一项所述的激光脉冲微分电路的驱动方法,其特征在于，包括: 基于所述微分电路中的电容和/或电阻的变化，改变尖脉冲的脉宽，所述尖脉冲由方波信号的矩形脉冲通过所述微分电路后获得； 基于所述尖脉冲的脉宽，控制所述激光脉冲模块产生于所述脉宽相匹配的激光。
7.如权利要求6所述的激光脉冲微分电路的驱动方法，其特征在于，所述微分电路中的电容和/或电阻的变化是指控制所述微分电路中的电容的容值按照第一阈值变化和/或控制所述微分电路中的电阻的阻值按照第二阈值变化。
【文档编号】H03K5/04GK103684361SQ201210322200
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月4日 优先权日:2012年9月4日
【发明者】田兴辉 申请人:苏州艾普瑞光电有限公司