专利名称：一种调频连续波激光调制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调频连续波激光调制电路，属于激光技术领域。
背景技术：
调频连续波激光引信是将激光高亮度、单色性、方向性好等优点与调频测距的相关原理结合起来，利用线性调频的信号去调制激光器发射激光的强度。当接收到回波激光信号时，被强度调制的回波啁啾信号与本振信号之间存在一个由回波延时决定的固定频差，通过检测频差，就可以得到回波延时，进而得到目标距离信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种大带宽线性调频激光驱动电路，作为调频连续波测距系统的光源，提出一种调频连续波激光调制电路。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。本发明的一种调频连续波激光调制电路，包括直流偏置电路和半导体激光二极管激励电路；其中直流偏置电路包括电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容 C7、电容C8、电容C9、电容C10，电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5，滑动电阻器R2、滑动电阻器R6，运算放大器LF353和求和运算放大器AD8099 ；其连接关系为电源VCC串联电阻Rl 和滑动电阻器R2后接地；由电容Cl和电容C2并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端与地相连；滑动电阻器R2的滑片与运算放大器LF353的同相端3脚相连，即通过滑动电阻器R2得到的偏置电压信号输入到运算放大器LF353的同相端3脚，偏置电压信号再从运算放大器LF353输出端1脚反馈到反相端2脚，构成电压跟随器；运算放大器LF353 的8脚接电源VCC，运算放大器LF353的4脚接电源VEE ；由电容C3和电容C4并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端与地相连；由电容C5和电容C6并联组成的滤波电路的一端与电源VEE相连，另一端与地相连；运算放大器LF353输出端1脚串联电阻R3后与求和运算放大器AD8099的同相端3脚相连，线性调频信号Sig_l串联电阻R4后与求和运算放大器AD8099的同相端3脚相连；求和运算放大器AD8099的输出端6脚串联滑动电阻器R6后反馈到求和运算放大器AD8099的反相端2脚，电阻R5的一端与滑动电阻器R6、 求和运算放大器AD8099的反相端2脚相连，电阻R5的另一端接地；由电容C7和电容C8并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端与地相连；由电容C9和电容ClO并联组成的滤波电路的一端与电源VEE相连，另一端与地相连；求和运算放大器AD8099的输出端 6脚输出调制信号Sig_2;上述电阻Rl起分压的作用；通过调节滑动电阻器R2的值得到合适的偏置电压；上述通过调节滑动电阻器R6可以改变求和运算放大电路的放大倍数；上述电容Cl和电容C2并联组成的滤波电路、电容C3和电容C4并联组成的滤波电路、电容C5和电容C6并联组成的滤波电路、电容C7和电容C8并联组成的滤波电路以及电容C9和电容ClO并联组成的滤波电路可以有效滤除电源中的高频噪音和串扰；电压跟随器具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点，在系统中用作缓冲级及隔离级。其中半导体激光二极管激励电路包括电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻 R12,滑动电阻器R8，电容C11、电容C12、电容C13、电容C14，半导体激光二极管驱动芯片 T0816以及半导体激光二极管LD ；其连接关系为直流偏置电路中求和运算放大器AD8099 的输出端6脚输出的调制信号Sig_2输入到半导体激光二极管驱动芯片T0816的Charme12 的输入端2脚；半导体激光二极管驱动芯片T0816的Read channel的1脚与电阻R7和滑动电阻器R8串联后接到VCC ；电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12分别连接半导体激光二极管驱动芯片T0816的4脚、5脚、12脚、10脚；半导体激光二极管驱动芯片T0816的3脚、 6脚、7脚和13脚接地；半导体激光二极管驱动芯片T0816的8脚、9脚、11脚、15脚和16脚与电源VCC相连；由电容Cl 1和电容C12并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端接地；由电容C13和电容C14并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端接地； 从半导体激光二极管驱动芯片T0816的14脚输出的电流输入到半导体激光二极管LD，激励激光二极管产生强度受线性调频信号调制的激光；选择不同波长的激光二极管，可输出不同波长的激光；上述的半导体激光二极管激励电路采用直接调制的方式，用线性调频信号直接改变半导体激光二极管的驱动电流，从而使输出的激光强度受到调制；上述的半导体激光二极管驱动芯片T0816可作为电流控制输出电流源，具有三通道输入和片上RF振荡器；三个输入通道对应着三种发光功率，Read channel作为读通道能够产生连续输出，Charme12、Channel3作为写通道具有高的开关速率，所有通道在14引脚相加输出；通过外接电阻可以实现电压控制电流源；上述半导体激光二极管驱动芯片T0816的Channel〗的输入电流小于ImA ；上述电阻R7起限流的作用；通过调节滑动电阻器R8的值可以改变Read channel 输入电流的大小；上述电容Cl 1和电容C12并联组成的滤波电路以及电容C13和电容C14并联组成的滤波电路可以有效滤除电源中的高频噪音和串扰；电压跟随器具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点，在系统中用作缓冲级及隔离级。有益效果本发明将电压-电流信号转换和放大电路高度集成，结构简单；输出电流在不大于300mA的范围内连续可调，实现不大于IOOMHz的调频信号激励激光器，可激励多种波长的激光二极管。
图1为直流偏置电路示意图；图2为半导体激光二极管激励电路示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。实施例
一种调频连续波激光调制电路，包括直流偏置电路和半导体激光二极管激励电路；其中直流偏置电路，如图1所示，包括电容(1、02、03、04、05、06、07、08、09、(10， 电阻Rl、R3、R4、R5，滑动电阻器R2、R6，运算放大器LF353和求和运算放大器AD8099 ；其连接关系为电源VCC串联电阻Rl和滑动电阻器R2后接地；由电容Cl和C2并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端与地相连；滑动电阻器R2的滑片与运算放大器LF353 的同相端3脚相连，即通过滑动电阻器R2得到的偏置电压信号输入到运算放大器LF353的同相端3脚，偏置电压信号再从运算放大器LF353输出端1脚反馈到反相端2脚，构成电压跟随器；运算放大器LF353的8脚接电源VCC，运算放大器的4脚接电源VEE ；由电容C3和 C4并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端与地相连；由电容C5和C6并联组成的滤波电路的一端与电源VEE相连，另一端与地相连；运算放大器LF353输出端1脚串联电阻R3后与求和运算放大器AD8099的同相端3脚相连，线性调频信号Sig_l串联电阻R4 后与求和运算放大器AD8099的同相端3脚相连；求和运算放大器AD8099的输出端6脚串联滑动电阻器R6后反馈到求和运算放大器AD8099的反相端2脚，电阻R5的一端与滑动电阻器R6、求和运算放大器AD8099的反相端2脚相连，电阻R5的另一端接地；由电容C7和 C8并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端与地相连；由电容C9和ClO并联组成的滤波电路的一端与电源VEE相连，另一端与地相连；求和运算放大器AD8099的输出端 6脚输出调制信号Sig_2;上述电阻Rl起分压的作用；通过调节滑动电阻器R2的值得到合适的偏置电压；上述通过调节滑动电阻器R6可以改变求和运算放大电路的放大倍数；上述电容Cl和C2并联组成的滤波电路、电容C3和C4并联组成的滤波电路、电容 C5和C6并联组成的滤波电路、电容C7和C8并联组成的滤波电路以及电容C9和ClO并联组成的滤波电路可以有效滤除电源中的高频噪音和串扰；电压跟随器具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点，在系统中用作缓冲级及隔离级。其中半导体激光二极管激励电路包括电阻R7、R9、RIO、RlU R12，滑动电阻器R8， 电容Cll、C12、C13、C14，半导体激光二极管驱动芯片T0816以及半导体激光二极管LD ；其连接关系为直流偏置电路中求和运算放大器AD8099的输出端6脚输出的调制信号Sig_2 输入到半导体激光二极管驱动芯片T0816的Channel〗的输入端2脚；半导体激光二极管驱动芯片T0816的Read channel的1脚与电阻R7和滑动电阻器R8串联后接到VCC ；电阻 R9、R10、R11、R12分别连接半导体激光二极管驱动芯片T0816的4脚、5脚、12脚、10脚；半导体激光二极管驱动芯片T0816的3脚、6脚、7脚和13脚接地；半导体激光二极管驱动芯片T0816的8脚、9脚、11脚、15脚和16脚与电源VCC相连；由电容Cll和C12并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端接地；由电容C13和C14并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端接地；从半导体激光二极管驱动芯片T0816的14脚输出的电流输入到半导体激光二极管LD，激励激光二极管产生强度受线性调频信号调制的激光；选择不同波长的激光二极管，可输出不同波长的激光；上述的半导体激光二极管激励电路采用直接调制的方式，用线性调频信号直接改变半导体激光二极管的驱动电流，从而使输出的激光强度受到调制；上述的半导体激光二极管驱动芯片T0816可作为电流控制输出电流源，具有三通道输入和片上RF振荡器；三个输入通道对应着三种发光功率，Read channel作为读通道能够产生连续输出，Charme12、Channel3作为写通道具有高的开关速率，所有通道在14引脚相加输出；通过外接电阻可以实现电压控制电流源； 上述电阻R7起限流的作用；通过调节滑动电阻器R8的值可以改变Read channel 输入电流的大小； 上述电容Cl 1和C12并联组成的滤波电路以及电容C13和C14并联组成的滤波电路可以有效滤除电源中的高频噪音和串扰；电压跟随器具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点，在系统中用作缓冲级及隔离级。上述电源VCC为+5V，电源VEE为-5V ；上述运算放大器为LF!353 ；上述求和运算放大器为采用ADI公司的AD8099，它是一款高性能的电流反馈型运算放大器，具有高速、低功耗、低噪声、低失真的特点，增益为2时，其-3dB带宽高达 700MHz ；上述半导体激光二极管驱动芯片为ATMEL公司生产的DVD、⑶专用激光二极管驱动芯片T0816，T0816输出电流达到选用的激光二极管阈值电流以上；上述电阻Rl的值为IK Ω，R2的值为Ω，R3的值为50 Ω，R4的值为50 Ω，R5的值为IK Ω，R6的值为IΩ，R7的值为Ω，R8的值为7.涨Ω，R9的值为IK Ω，RlO的值为 IKΩ，Rll的值为IKΩ，R12的值为IKΩ ；上述电容Cl的值为10yF，C2的值为0. lyF,C3的值为1(^ ，(4的值为0. 1 μ F， C5的值为10 μ F，C6的值为0. 1 μ F，C7的值为10 μ F，C8的值为0. 1 μ F，C9的值为10 μ F， ClO的值为0. 1 μ F，；Cll的值为10 μ F，C12的值为0. 1 μ F，C13的值为10 μ F，C14的值为 0. 1 μ F ；上述Read channel通道可以输出250mA的电流，Channel2、Channel3写通道可以输出250mA的电流，三者总的输出电流可达到300mA ；上述半导体激光二极管驱动芯片的Channel〗的输入电流小于ImA ；其输入阻抗为 1250 Ω，通过调节直流偏置电路中的电位器R2，使偏置电压小于IV。由于激光二极管不能在负电压下工作，而且必须满足工作电流大于阈值电流才能出光，直流偏置电路的作用在于把输入的信号抬升到半导体激光二极管能够出光的值，半导体激光二极管激励电路起到对输入的信号进行线性调制，并驱动激光二极管产生强度受线性调频信号调制的激光。
权利要求
1.一种调频连续波激光调制电路，其特征在于包括直流偏置电路和半导体激光二极管激励电路；其中直流偏置电路包括电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、 电容C8、电容C9、电容C10，电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5，滑动电阻器R2、滑动电阻器 R6，运算放大器LF353和求和运算放大器AD8099 ；其连接关系为电源VCC串联电阻Rl和滑动电阻器R2后接地；由电容Cl和电容C2并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连， 另一端与地相连；滑动电阻器R2的滑片与运算放大器LF353的同相端3脚相连，即通过滑动电阻器R2得到的偏置电压信号输入到运算放大器LF353的同相端3脚，偏置电压信号再从运算放大器LF353输出端1脚反馈到反相端2脚，构成电压跟随器；运算放大器LF353的 8脚接电源VCC，运算放大器LF353的4脚接电源VEE ；由电容C3和电容C4并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端与地相连；由电容C5和电容C6并联组成的滤波电路的一端与电源VEE相连，另一端与地相连；运算放大器LF353输出端1脚串联电阻R3后与求和运算放大器AD8099的同相端3脚相连，线性调频信号Sig_l串联电阻R4后与求和运算放大器AD8099的同相端3脚相连；求和运算放大器AD8099的输出端6脚串联滑动电阻器R6后反馈到求和运算放大器AD8099的反相端2脚，电阻R5的一端与滑动电阻器R6、求和运算放大器AD8099的反相端2脚相连，电阻R5的另一端接地；由电容C7和电容C8并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端与地相连；由电容C9和电容ClO并联组成的滤波电路的一端与电源VEE相连，另一端与地相连；求和运算放大器AD8099的输出端6 脚输出调制信号Sig_2 ；其中半导体激光二极管激励电路包括电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12， 滑动电阻器R8，电容C11、电容C12、电容C13、电容C14，半导体激光二极管驱动芯片T0816 以及半导体激光二极管LD ；其连接关系为直流偏置电路中求和运算放大器AD8099的输出端6脚输出的调制信号Sig 2输入到半导体激光二极管驱动芯片T0816的Channel〗的输入端2脚；半导体激光二极管驱动芯片T0816的Read channel的1脚与电阻R7和滑动电阻器R8串联后接到VCC ；电阻R9、电阻R10、电阻Rl 1、电阻R12分别连接半导体激光二极管驱动芯片T0816的4脚、5脚、12脚、10脚；半导体激光二极管驱动芯片T0816的3脚、6脚、 7脚和13脚接地；半导体激光二极管驱动芯片T0816的8脚、9脚、11脚、15脚和16脚与电源VCC相连；由电容Cl 1和电容C12并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端接地；由电容C13和电容C14并联组成的滤波电路的一端与电源VCC相连，另一端接地；从半导体激光二极管驱动芯片T0816的14脚输出的电流输入到半导体激光二极管LD，激励激光二极管产生强度受线性调频信号调制的激光；选择不同波长的激光二极管，输出不同波长的激光；上述的半导体激光二极管激励电路采用直接调制的方式，用线性调频信号直接改变半导体激光二极管的驱动电流，从而使输出的激光强度受到调制。
2.根据权利要求1所述的一种调频连续波激光调制电路，其特征在于半导体激光二极管驱动芯片T0816作为电流控制输出电流源，具有三通道输入和片上RF振荡器；三个输入通道对应着三种发光功率，Read channel作为读通道能够产生连续输出，Charme12、 Charme13作为写通道具有高的开关速率，所有通道在14引脚相加输出；通过外接电阻实现电压控制电流源。
3.根据权利要求1所述的一种调频连续波激光调制电路，其特征在于半导体激光二极管驱动芯片T0816的Channel〗的输入电流小于1mA。
全文摘要
本发明涉及一种调频连续波激光调制电路，属于激光技术领域。包括直流偏置电路和半导体激光二极管激励电路；其中直流偏置电路包括电容C1～电容C10，电阻R1、R3、R4、R5，滑动电阻器R2、R6，运算放大器LF353和求和运算放大器AD8099；其中半导体激光二极管激励电路包括电阻R7、R9、R10、R11、R12，滑动电阻器R8，电容C11～电容C14，半导体激光二极管驱动芯片T0816以及半导体激光二极管LD。本发明将电压-电流信号转换和放大电路高度集成，结构简单；输出电流在不大于300mA的范围内连续可调，实现不大于100MHz的调频信号激励激光器，可激励多种波长的激光二极管。
文档编号H01S5/062GK102244365SQ20111014226
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者王瑞斌, 陈慧敏 申请人:北京理工大学