基于半导体激光器的远距离语音通话电路设计
半导体激光器在通讯领域中的应用
半导体激光器在通讯领域中的应用近年来，半导体激光器在通讯领域中得到了越来越广泛的应用。
这种先进的激光器设备已经成为现代通讯系统中不可或缺的一部分。
在这篇文章中，我们将讨论半导体激光器在通讯领域中的应用，以及它的优势。
一、半导体激光器的基本原理半导体激光器在通讯领域中的应用离不开它基本原理的支持。
激光器的基本原理是由电子和空穴之间转移的能量所释放的光。
在半导体材料中，存在着多个不同的能带。
当电子激发了一个位于更高能级的能量状态时，空穴会填补上一个位于较低能级的状态，这样电子与空穴之间就形成了一个正负电荷的耦合。
随后，这个耦合状态会因为这个系统释放光而形成激光。
而半导体激光器的核心是p型的半导体和n型半导体之间的p-n结。
通过加上电压或注入电流激发载流子，半导体激光器中的激光被产生和放出。
因此，这种半导体激光器能够在高速率上产生激光，并具有峰值功率之间的高能量转换效率。
二、半导体激光器在通讯领域中的应用由于其高效、小巧、低成本和可定制的设计，半导体激光器已经成为现代通讯系统中不可或缺的一部分，其应用范围包括：1、光纤通讯：光纤通讯是目前最重要的应用。
在这种通讯方式中，激光器被用于激励光纤中的模态，将信号从一端传送到另一端。
半导体激光器的优点是具有较高的峰值功率、不需要大容量的电源，并且体积小巧，容易制造和维护。
2、激光雷达：激光雷达是一种无线感测技术，可用于距离测量和目标识别。
在激光雷达系统中，半导体激光器会定向激发能向远距离传播的光波。
3、光学计算：光学计算是一种基于光子的电子替代技术，半导体激光器在其中扮演着重要的角色，在数据处理和长距离存储方面得到了广泛应用。
4、光学存储器：半导体激光器在光学存储器中的应用，能够进行高速存储及高速检索。
5、生物医学：此领域也是半导体激光器应用的一个领域。
半导体激光器被应用于光治疗、皮肤美容、牙科和眼科等方面。
此外，它也用于医学成像和病理学探讨。
三、半导体激光器的优势与传统激光器相比，半导体激光器有许多优点。
半导体激光器的音频信号处理系统设计
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张 俊 翔 ，等:半 导 体 激 光 器 的 音 频 信 号 处 理 系 统 设 计
晰 ，但 该 方 法 操 作 过 程 复 杂 ，检 测 的 耗 时 较 长 。文献 [ 4 ] 提 出 设 计 非 膜 片 式 全 光 纤 结 构 音 频 传 感 器 。该 设 计通过对音频信号响应特性进行分析,采用全光纤结 构 对 温 度 稳 定 性 进 行 控 制 。该 设 计 结 构 简 单 ,对 音 频 信 号 识 别 速 度 较 快 ，但 其 音 频 信 号 识 别 的 精 度 较 低 。
作用 下 ，激活区受激辐射不断增强。半导体激光器受
图 1 系统总体框图
激 辐 射 复 合 发 光 ，发 出 的 光 子 同 方 向 、同 相 位 。 激 光 器 主 要由四部分组成:激光二极管、光学镜
2 . 2 系统总体方案设计 该 系 统 设 计 以 S T M 32F 103C 8T 6 为 主 控 模 块 芯
3. 1 主控制器 在主控制器中，U 3 为 M C U 芯 片 S T M 32F 103C 8T 6,
芯 片 的 内 核 C P U 为 A R M 3 2 的 Cortex- M 3,总引脚为 48,最多可拥有3 7 个 GPI0 口，具有复用功能，对 应 16 个外部终端，9 个 通 信 接 口 ，芯 片 S T M 32F103C 8T 6 供 电电压范围为2.0 V ~3. 6 V ，单 电 源 低 压 供 电 ，芯片 内 部 通 过 电 压 调 整 器 ，调 整 到 1.8 V 提 供 核 心 Cortex- M 3 供电[9]。 电 源 模 块 采 用 L M 1117-3.3芯片进 行电源转换，芯 片 内 部 电 路 有 齐 纳 调 节 的 参 考 电 压 ， 能够确保输出恒定为3. 3 V 的电压，输出误差百分之 一以内。按 键 K 1 和 K 2 可切换不同的音调。
运用半导体激光器进行监听以及音源定位的研究
运用半导体激光器进行监听以及音源定位的研究潘丽娜;庄紫云;王戈;张学典【摘要】With the development of laser technology, laser can be applied to various fields. With the aim of studying laser application in monitoring, a set of audio monitoring and positioning system was designed and produced using photoelectric detection principle. The system will be placed in outdoor about 10 meters far away from the goal, two parallel lasers will be lased to the window. And the reflection of the light spot will be detected by system composed of two sensors. As the spread of indoor sound meets glass, the glass will cause tiny mechanical vibration, making the light spot in the silicon photocell occur tiny displacement. Through the acquisition of the photocurrent signal change, the indoor sound signal content will be reduced to the monitor. The result of the experiment was satisfactory.%随着激光技术的不断发展,激光被应用于各个领域.针对激光在监听方面的应用,提出用光电检测原理设计并制作了一套音频监听及定位系统.将系统放置于室外距离目标10 m处,发射两束平行的激光到窗户的玻璃上并通过由两个传感器组成的接收系统来接收反射的光斑.由于室内传播的声波遇到玻璃并使其产生微小机械振动,故导致进入硅光电池的光斑发生微小位移.通过采集变化的光电流信号,还原室内声音信号内容,达到监听、定位、记录的效果.在理论分析的基础上,通过实验达到了验证效果,并以提高监听质量为目的进行方法探索,得到较好的结果.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】7页(P37-43)【关键词】激光;语音监听;硅光电池【作者】潘丽娜;庄紫云;王戈;张学典【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TN249引言窃听技术由于其重要的应用意义，一直没有停止过发展。
半导体激光器驱动电路设计
半导体激光器驱动电路设计
1、确定参数：首先，根据所采用的半导体激光器进行相应参数的确定，主要包括输入电压、电流以及恒流模块的参数，根据具体的需要可以完成相应的参数确定。
2、结构设计：根据参数确定进行激光器驱动电路的结构设计，结构设计应考虑激光输出能力、负荷及恒流模块的输出的特性，满足激光器输出功率的要求；
3、计算电阻：对于激光驱动电路来说，为保持电流稳定，应据恒流模块的输入电流和输出电压计算电路上的各种电阻值，以便达到设计要求。
4、电路测试：经过上述步骤确定激光驱动电路的参数，在完成电路的组装后应对原装驱动电路进行相应的测量，在测量的时候需要考虑负载的幅值、波形及相位等因素，最后，验证激光输出的功率是否满足设计要求，同时检查电路中各部分是否运行正常。
5、微调激光器参数：最后，产品上线前将对激光器的参数进行微调，确保激光器的输出参数满足所设定的要求，同时可以调节激光的输出功率等参数，以规避在实际使用中出现的误差。
以上就是关于半导体激光器驱动电路设计的介绍，希望对大家有所帮助。
半导体激光器LD恒流源调制电路的设计与实验
半导体激光器LD恒流源调制电路的设计
与实验
概述
半导体激光器（LD）是一种重要的光电器件，广泛应用于通信、医疗和雷达等领域。
恒流源调制电路在LD的驱动中起到关键
作用。
本文将探讨半导体激光器LD恒流源调制电路的设计与实验。
设计原理
半导体激光器的工作需要稳定的电流源来实现恒定的激发电流。
恒流源调制电路通过控制输入信号和反馈电路的结构来实现恒流输出。
常见的调制电路设计方法包括共射极电路、共基极电路和共集
极电路。
实验步骤
1. 确定实验所需元器件，包括半导体激光器、恒流源电路、反
馈电路、电源等。
2. 根据实验需求选择合适的调制电路设计方法，如共射极电路。
3. 根据调制电路设计方法，搭建实验电路。
4. 进行实验前的参数调整和校准，确保实验的准确性和稳定性。
5. 施加输入信号并观察输出结果，记录实验数据。
6. 对实验数据进行分析和处理，评估恒流源调制电路的性能。
7. 针对实验结果进行必要的改进和优化，提高恒流源调制电路
的稳定性和效果。
结论
本文探讨了半导体激光器LD恒流源调制电路的设计与实验步骤。
恒流源调制电路的设计对于半导体激光器的驱动具有重要意义，能够实现稳定恒流输出。
根据实验结果，可以进行进一步的改进和
优化，提高调制电路的性能和稳定性。
参考文献：
注：以上内容仅供参考，请根据实际需求进行修改和完善。
50ma半导体激光器驱动电源电路设计
50ma半导体激光器驱动电源电路设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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一种半导体DFB激光器控制电路的设计
一种半导体DFB激光器控制电路的设计半导体DFB激光器是一种常用的光电器件，具有自锁振荡和稳定单模输出的特点。
为了实现对DFB激光器的精确控制，需要设计一种合适的控制电路。
这篇文章将详细介绍一种基于反馈控制的DFB激光器控制电路设计方案。
首先，我们需要了解DFB激光器的工作原理。
DFB激光器是一种具有光栅衍射结构的半导体激光器，通过该结构可以实现选择性放大其中一特定波长的光信号，从而实现单模输出。
控制DFB激光器的输出波长主要通过改变激光器中的折射率或者光栅调制电流来实现。
基于以上的工作原理，我们可以设计一种基于PID反馈控制的DFB激光器控制电路。
PID控制器是一种经典的控制算法，通过对系统的误差、积分和微分进行综合处理，实现对系统的精确控制。
其数学描述为：u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt其中，u(t)为输出控制信号，e(t)为系统的误差，Kp、Ki和Kd为PID控制器的参数，分别对应比例、积分和微分增益。
对于DFB激光器的控制，我们可以将激光器的输出功率作为系统的误差信号。
具体设计步骤如下：1.传感器选择：选择一个合适的光功率传感器，用于测量DFB激光器的输出功率。
常用的光功率传感器有PIN光电二极管、光纤耦合探头等。
2.比例放大器：将光功率信号放大到适合PID控制器的输入范围。
可以使用运算放大器或者其它适当的电路来实现。
3.PID控制器：设计一个PID控制器电路，根据实际需求调整比例、积分和微分增益系数。
可以使用模拟电路或者数字信号处理器来实现PID控制器。
4.DA/AD转换：将数字控制信号转换为模拟控制信号，根据PID控制器的输出控制信号，调整DFB激光器的工作状态。
同时，将光功率传感器测得的光功率信号转换为数字信号，在PID控制器中作为反馈输入。
5.功率调节电路：根据PID控制信号，调节DFB激光器的工作状态，实现输出功率的稳定控制。
半导体激光器驱动电路设计_图文(精)
第9卷第21期 2009年11月1671 1819(200921 6532 04科学技术与工程Science T echno logy and Eng i neeringV o l9 N o 21 N ov .2009 2009 Sci T ech Engng通信技术半导体激光器驱动电路设计何成林(中国空空导弹研究院,洛阳471009摘要半导体激光驱动电路是激光引信的重要组成部分。
根据半导体激光器特点,指出设计驱动电路时应当注意的问题,并设计了一款低功耗、小体积的驱动电路。
通过仿真和试验证明该电路能够满足设计需求,对类似电路设计有很好的借鉴作用。
关键词激光引信半导体激光器窄脉冲中图法分类号 TN 242; 文献标志码A2009年7月14日收到作者简介:何成林(1982 ,男,湖北利川人,助理工程师,硕士,研究方向:激光引信技术,Emai:*******************。
激光引信大部分采用主动探测式引信,主要由发射系统和接收系统组成。
发射系统产生一定频率和能量的激光向弹轴周围辐射红外激光能量,而接收系统接收处理探测目标漫反射返回的激光信号,而后通过信号处理系统,最终给出满足最佳引爆输出信号。
由此可见,激光引信的探测识别性能很大程度上取决于激光发射系统的总体性能,即发射激光脉冲质量。
而光脉冲质量取决于激光器脉冲驱动电路的质量。
因此,半导体激光器驱动电路设计是激光引信探测中十分重要的关键技术。
1 脉冲半导体激光器驱动电路模型分析激光器驱动电路一般由时序产生电路、激励脉冲产生电路、开关器件和充电元件几个部分组成,如图1。
图1中,时序产生电路生成驱动所需时序信号,一般为周期信号。
脉冲产生电路以时序信号为输入条件。
根据其上升或下降沿生成能够打开开关器件的正激励脉冲或负激励脉冲。
开关器件大体有三种选择:双极型高频大功率晶体管、晶体闸流管电路和场效应管。
当激励脉冲到来时,开关器件导通,充电元件通过开关器件和激光器构成的回路图1 驱动电路模型放电,从而达到驱动激光器的目的。
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目录1.课程设计选题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.1题目及要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.2选题目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.3研究方案确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.3.1电路的主要性能指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.3.2方案对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12.基于半导体激光器的远距离语音通话电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.1 系统框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.2 硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.2.1放大电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.2.2信号调制与发射．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.2.3三角波发生器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.2.4信号接收．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.2.4.1信号接收与放大整形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.2.4.2滤波解调．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.2.4.3功率放大．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.硬件测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.1信号及波形分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.2硬件实物图及视频．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84.参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．95.附件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 1.课程设计选题1.1题目及要求题目：基于半导体激光器的远距离语音通话电路设计;要求：1.远距离声音调制发射接受电路设计；2.信号滤波放大电路设计；3.声音环境滤波和高性能放大电路设计；4.其它功能自由发挥。
（以距离和信号复现程度作为主要衡量指标）1.2选题目的和意义根据所学的专业知识，采用模电知识来设计一个基于半导体激光器的远距离语音通话电路。
本设计能让我对所学习的专业知识进行一次综合应用，能够让我更好的掌握基本理论和电路调试能力，同时为以后的工作打好基础。
本课题希望通过半导体激光器来实现语音信号的远距离传输，因此决定将声音信号经过前期处理之后转换成电信号，再由激光器进行远距离传输。
一般情况之下，人说话的声音频率在300Hz~20kHz。
但是由于受到环境中其他噪声（汽车喇叭、建筑噪音等）以及电子元件噪声的干扰，再加上激光传输过程中外界光线、温度、湿度等因素的影响，语音信号经过扬声器输出时会产生较大的杂音。
为了能将原始的音频信号经激光传输到远处的扬声器，决定在发射部分设计滤波电路以消除环境中其他声音，在接收部分设计遮光设备以避免光敏元件受环境光照影响。
1.3研究方案确定1.3.1电路的主要性能指标1、有效传输距离：0～10m。
2、语音输出功率：0～8W连续可调。
3、语音输出效果：清晰无杂音。
4、语音输出频率：300Hz～20kHz。
1.3.2方案对比方案一：利用放大器放大语音信号并直接将信号接入激光器，将信号通过激光器传输。
接收部分利用I接受后经功率放大后驱动扬声器工作。
方案二：利用NE555产生38kHz的三角波，将音频信号和三角波接入同一个比较器的两个输入端，利用调制出的方波进行传输。
方案三：利用CD4046调制解调，将音频信号用4046调制后发射，接受调制信号后再用4046解调，最后送到功放。
考虑这三种方案，最后选取了方案二。
2．基于半导体激光器的远距离语音通话电路设计2.1 系统框图经过反复对比，确定使用方案二用于本次设计，流程图如下：发射机接收机2.2 硬件设计 2.2.1放大电路在实际测试中发现，有效的音频信号幅值只有几十到上百毫伏，而调制比较时，音频信号要与三角波一样大，所以音频信号要先用运放放大。
这里采用TL082运放。
电路图如下：音频信 号 放大电 路比较器调制激光发射接受信号并放大整形滤波解调功放电路NE555产生三角波这是一个加法器，音频信号放大后，又因为有所加的负5负电压，所以波形可以调节。
2.2.2信号调制与发射本设计采用音频信号与35kHz的三角波进行比较产生占空比实时变化的方波的方法。
比较器输出端接NPN三极管，用三极管可以增加系统的带负载能力，可以有效驱动激光器。
电路图如下：2.2.3三角波发生器利用常见的NE555震荡器可以方便地产生所需的稳定三角波。
利用电源5V供电使幅值在1～3V。
调整R1和R3的阻值，使输出的三角波频率在35kHz。
电路图如下：2.2.4信号接收2.2.4.1 信号接收与放大整形激光发射的信号需要进行接收。
这里采用光电二极管进行光电转换。
信号接收后，由于比较小，这时要用运放进行信号放大，这里采用TL082进行了两级放大。
放大的信号再进行比较，使其减小失真，更利于滤波解调。
2.2.4.2滤波解调这时额信号为调制的方波，需要进行滤波解调后才可以送到功放中放出声音，由于调制的三角波是35K，这时我们只需把这个三角波滤掉皆可以得到音频信号了。
2.2.4.3功率放大解调得到的音频信号不能直接驱动喇叭发出声音，所以要搭一个功率放大器才可以驱动喇叭。
这里我们采用NPN和PNP的三极管放大做了一个功放。
3.硬件测试3.1信号及波形分析NE555产生的三角波原始音频信号调制波形接收到的调制信号解调后的音频信号3.2硬件实物图及视频视频：/v_show/id_XOTE1MTA0OTYw.html4.参考文献[1]安毓英. 第四章激光传输技术[J]. 激光与红外,2002,06:435-438.[2]李靖. 一种用激光传送声音信号的方法[J]. 教学仪器与实验,2010,09:11-13.[3]王景芳. 含噪语音实时迭代维纳滤波[J]. 计算机工程与应用,2011,19:132-135.[4]冯玉亮. 语音增强方法研究[D].长江大学,2012.[5]何姣. 带噪语音信号基音检测技术研究[D].电子科技大学,2012.[6]王光艳. 语音信号处理中的数学形态学方法研究[D].河北工业大学,2003.[7]任雷. 半导体激光器驱动及温控系统研究[D].电子科技大学,2013.[8]钟林鹏. 说话人识别系统中的语音信号处理技术研究[D].电子科技大学,2013.[9]刘何来. 低信噪比下语音频率参数估计[D].长江大学,2013.[10]刘静萍,姜占财,德熙嘉措. 语音信号的预处理技术探讨[J]. 甘肃联合大学学报(自然科学版),2006,05:61-64.[11]张桂香,高爱国. 语音信号采集和处理方法的研究[J]. 高师理科学刊,2007,02:38-40.[12]桂玉屏,黎明聪,方卫亮,胡先志. 大气激光音像传输系统[J]. 光纤与电缆及其应用技术,2007,02:36-38.[13]静国梁,赵诗华,方诚,滕爱萍,刘荣. 高功率台式激光器原理及应用[J]. 大学物理,2007,02:39-41+44.[14]张节. 语音信号的预处理和特征提取技术[J]. 电脑知识与技术,2009,22:6280-6282.[15]程木,吴重庆,王丹,盛积业,刘华. 激光器驱动和激光器之间的高速连接[J]. 光学学报,2009,05:1168-1172.[16]邓军. 半导体激光器驱动模式与可靠性研究[D].吉林大学,2008.[17]崔景霖,刘晓科,耿志祥,王春涛. 一体化脉冲式半导体激光器驱动电路及其布局[J]. 探测与控制学报,2012,05:5-10.[18]彭俊松. 超快光纤激光器及其动力学特性研究[D].上海交通大学,2013.[19]邵琦. 空间激光通信高速图像传输系统研究[D].长春理工大学,2011.5.附件：电路图中国计量学院光学与电子科技学院课程设计报告P.10发射部分接受部分。