激光发射组件及其调制控制电路的制作方法

1.本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种激光发射组件及其调制控制电路。


背景技术：

2.随着光电对抗系统研发的需求日盛，作为其重要组成部分，对于高功率、快速调制以及稳定波形输的激光器的需求越来越多。
3.目前，为了实现对该类激光器的调制控制，所采用的电路主要包括：一种是压控型恒流源电路，另外一种是运放检测型恒流源电路。
4.其中，压控型恒流源电路的特点是：功耗小、成本低，但是电流控制精度差、过冲大、响应慢。运放检测型恒流源电路的特点是：控制精度高、过冲小、响应快，但是在整个输出功率范围内，存在这功耗大、发热严重，甚至个别元器件会失效的问题。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。


技术实现要素：

5.本发明旨在提供一种激光发射组件及其调制控制电路，以克服现有技术中存在的不足。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
7.一种调制控制电路，其包括：控制单元、调制单元、恒流源、开关电源以及电压控制单元；
8.所述控制单元与所述调制单元相连接，所述调制单元接收来自所述控制单元的控制信号；
9.所述调制单元与所述恒流源相连接，所述恒流源接收来自所述调制单元的调制信号；
10.所述开关电源与所述恒流源相连接，所述恒流源在所述调制单元的调制下通过所述开关电源输出驱动电压；
11.所述电压控制单元连接于所述开关电源和电压控制单元之间，所述电压控制单元检测负载端的输出电压，并发送反馈信号至所述控制单元。
12.作为本发明调制控制电路的改进，所述控制单元包括单片机u13；所述单片机u13通过其一个输出端与所述调制单元信号连接，并通过其一个输入端与所述电压控制单元信号连接。
13.作为本发明调制控制电路的改进，所述调制控制电路还包括数模转换单元；所述数模转换单元连接于所述控制单元与调制单元之间。
14.作为本发明调制控制电路的改进，所述调制单元包括三极管q1，所述三极管q1通过其集电极接收所述控制信号，并通过所述集电极与所述恒流源电连接。
15.作为本发明调制控制电路的改进，所述恒流源包括：放大器u2、推挽电路以及功率开关器件；
16.所述放大器u2的一个输出端经所述推挽电路与所述功率开关器件电连接，所述功率开关器件与所述开关电源电连接。
17.作为本发明调制控制电路的改进，所述推挽电路包括：对称设置且保持并联的三极管q3和三极管q5。
18.作为本发明调制控制电路的改进，所述功率开关器件为nmos管；所述推挽电路与所述nmos管的栅极电连接，所述nmos管的漏极与所述开关电源电连接。
19.作为本发明调制控制电路的改进，所述开关电源为型号是lmz31710rvqr的电源模块。
20.作为本发明调制控制电路的改进，所述电压控制单元包括：运算放大器u15a和运算放大器u15b；
21.所述运算放大器u15a的输出端与所述开关电源电连接，其正极输入端与所述恒流源相连接，其负极输入端与所述运算放大器u15b的输出端电连接；所述运算放大器u15b的正极输入端与所述控制单元电连接。
22.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
23.一种激光发射组件，其包括：激光器以及如上所述的调制控制电路；
24.所述激光器连接于所述恒流源和开关电源之间，且所述激光器的输出功率由所述调制控制电路进行控制。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的调制控制电路中，通过控制单元、调制单元、恒流源可实现激光发射组件的调制，进而降低了组件的整体功耗，减少了工作时热量，并提高了组件的稳定性。此外，通过开关电源以及电压控制单元，可降低组件的光信号过冲，增加信号的平滑性；同时，还有利于组件的减小电脉冲，提高电磁兼容性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明调制控制电路一实施例的模块图；
28.图2为图1中控制单元的电路图；
29.图3为图1中调制单元的电路图；
30.图4为图1中恒流源的电路图；
31.图5为图1中开关电源以及电压控制单元的电路图。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.如图1所示，本发明一实施例提供一种调制控制电路，其可用于实现激光发射组件
的调制控制。本实施例调制控制电路的包括：控制单元10、数模转换单元20、调制单元30、恒流源40、开关电源50以及电压控制单元60。
34.控制单元10用于根据电压控制单元60反馈的电压信号，发送调制控制信号至调制单元30。调制单元30进一步实现对激光发射组件的调制控制，进而降低组件的整体功耗，减少了工作时热量，并提高了组件的稳定性。
35.具体地，控制单元10通过数模转换单元20与调制单元30相连接。当控制单元10接收电压控制单元60反馈的电压信号后，如反馈的电压信号位于调制范围内时，此时控制单元10发送控制信号，控制信号经过数模转换单元20处理后，发送给调制单元30。
36.一个实施方式中，如图2所示，控制单元10包括单片机u13及相应的外围电路结构。此时，单片机u13中存储有相应的控制程序，该单片机u13通过其一个输出端与数模转换单元20相连接，该数模转换单元20进一步与调制单元30信号连接，并通过其一个输入端与电压控制单元60信号连接。数模转换单元20可采用现有的常规电路结构。单片机可采用gd32f103系列单片机。
37.调制单元30用于发送调制信号给恒流源40。
38.具体地，如图3所示，调制单元30包括三极管q1，三极管q1通过其集电极接收控制信号，并通过集电极与恒流源40电连接。同时，三极管q1还通过其基极接收外部的pwm外部调制信号。三极管q1的发射极接地设置。三极管在外部调制信号pwm的控制下，可实现《1ns延迟的信号输出。一个实施方式中，三极管q1可采用型号为bfq790的三极管。
39.恒流源40在调制单元30所发送信号的控制下，切换所具有的功率开关器件的开通和关闭，来实现激光发射组件的ns级切换。
40.具体地，如图4所示，恒流源40包括：放大器u2、推挽电路、功率开关器件以及相应的外围电路。
41.其中，放大器u2的一个输出端经推挽电路与功率开关器件电连接，功率开关器件与开关电源50电连接。如此，通过设置推挽电路机构，加快了功率开关器件的开关速度，从而实现ns高功率快速调制。
42.一个实施方式中，推挽电路包括：对称设置且保持并联的三极管q3和三极管q5。此时，放大器u2的一个引脚经电阻r19与并联的两个三极管q3和三极管q5相连接，并联的两个三极管q3和三极管q5进一步通过电阻r12与功率开关器件相连接。
43.功率开关器件可以为nmos管q2。此时，推挽电路与nmos管的栅极电连接，nmos管的漏极与开关电源50电连接。激光发射组件连接在恒流源40中ld_pwr+与pwr-之间。如此，通过两个三极管q3、q5推挽放大，来加快nmos管的开关速度，从而实现ns高功率快速调制。一个实施方式中，nmos管q2可采用型号为irfb4710的nmos管。
44.开关电源50以及电压控制单元60用于提供激光发射组件的驱动电源，通过ms级的速度来调整输出电压的大小，从而来提升电光效能，减少过冲。
45.具体地，如图5所示，开关电源50与恒流源40相连接，恒流源40在调制单元30的调制下通过开关电源50输出驱动电压。电压控制单元60连接于开关电源50和电压控制单元60之间，电压控制单元60检测负载端的输出电压，并发送反馈信号至控制单元10。
46.如此，通过电压控制电路检测激光发射组件的电流大小，来反馈自动调整输出电压的大小。如激光发射组件电流变小，激光发射组件两端的电压也会相应的变小，那么使开
关电源50的输出电压变小。那么在相等电流的情况下，工作电压小了，自然功率也小，进而实现激光发射组件的低功耗。
47.一个实施方式中，开关电源50可采用型号是lmz31710rvqr的电源模块。电压控制单元60包括：运算放大器u15a和运算放大器u15b。此时，运算放大器u15a的输出端与开关电源50电连接，其正极输入端与恒流源40相连接，其负极输入端与运算放大器u15b的输出端电连接；运算放大器u15b的正极输入端与控制单元10电连接。
48.基于相同的技术构思，本发明另一实施例还提供一种激光发射组件，其特包括：激光器以及如上所述的调制控制电路。本实施例中，激光器连接于恒流源和开关电源之间，且激光器的输出功率由调制控制电路进行控制。
49.综上，本发明的调制控制电路中，通过控制单元、调制单元、恒流源可实现激光发射组件的调制，进而降低了组件的整体功耗，减少了工作时热量，并提高了组件的稳定性。此外，通过开关电源以及电压控制单元，可降低组件的光信号过冲，增加信号的平滑性；同时，还有利于组件的减小电脉冲，提高电磁兼容性。
50.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
51.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。