6LD数控恒流源设计
数控恒流源实验报告设计

数控恒流源实验报告设计摘要:本系统是以msp430单片机为控制器,由矩阵键盘、液晶显示器、D/A转换电路、恒流源电路、电流采样电路及直流稳压电源电路组成的数控恒流源实验电路。
该电流源具有输出电流稳定、可调范围输出电流与输入电压呈线性关系的特点。
系统基本工作原理为:键盘设定直流电源的输出电流,单片机通过D/A转换电路控制恒流源的输入电压,由于恒流源输入电压与负载电流的线性关系且负载电流只随输入电压变化而变化从而实现数控恒流的目的,另外单片机通过电流采样电路及A/D转换回检负载电流并通过液晶将采样电流值显示出来。
最后经实验验证,本系统输出电流稳定,不随负载变化而变化。
关键字:键盘、D/A、恒流源、采样电路、A/D一、方案论证与比较1.1直流稳压电源方案一:采用单极开关电源,由220V交流整理后,经开关电源稳压输出。
该方案的优点是电路效率高,但是此方案产生的直流纹波和干扰比较大,而且开关电源结构复杂。
方案二:采用交流电压经桥式电路整流滤波输出,直接进入稳压电路。
此方案的优点是电路简单、容易实现、方便调试,只是该方案功率损耗较大,但是在小型非连续工作系统中这些功耗可以承受。
综合考虑,选择方案二。
1.2恒流源模块方案一:由运算放大器、大功率场效应管、采样电阻、负载电阻等组成恒流源。
此方案既能满足输出电流达到2A的要求,也能较好地实现电压近似线性控制电流。
方案二:可通过由集成稳压器构成开关恒流源来构成恒流电路。
通过三端集成稳压器可构成开关稳压源。
当把电阻设为一定值时,当回路中负载发生变化时可有集成稳压器进行自动补偿从而使输出电流保持不变,但此电路带负载能力及调节精度存在一定难度。
综合考虑,本系统采用了方案一。
集成稳压器构成的开关恒流源电路图如下:二、系统设计2.1系统方案设计本系统以直流电流源为核心,msp430单片机为控制器,通过矩阵键盘来设置直流电源的输出电流,由单片机程控输出数字信号,经过D/A转换模块输出模拟量,控制直流电流源的输入电压,随着输入电压的变化而输出不同的电流,设置步进等级可达1mA。
数控恒流源的设计与制作最终版

编号毕业设计(2013 届本科)题目:数控恒流源的设计与制作学院:物理与机电工程学院专业:电子信息科学与技术作者姓名:指导教师:职称:完成日期:2013 年月日二〇一三年六月目录河西学院本科生毕业论文(设计)诚信声明 (1)河西学院本科生毕业论文(设计)开题报告 .................................................... 错误!未定义书签。
摘要 (2)Abstract (2)1 绪论 (3)1.1恒流源的意义及研究价值 (3)1.2恒流源的发展历程 (3)1.2.1 电真空器件恒流源的诞生 (3)1.2.2 晶体管恒流源的产生和分类 (3)1.2.3 集成电路恒流源的出现和种类 (3)1.3数控恒流源的研究现状和发展趋势 (4)2 系统设计 (5)2.1设计要求 (5)2.1.1 题目要求 (5)2.2 总体设计方案 (5)2.2.1 设计思路 (5)2.2.2 方案论证与比较 (5)2.2.3 系统组成 (8)3 单元电路设计 (8)3.1 单片机控制电路 (8)3.2 A/D接口电路 (9)3.3 D/A接口电路 (10)3.4 恒流源电路 (10)3.5 LCD显示电路 (11)3.6 系统电源电路 (12)4 软件设计 (13)4.1主程序 (13)4.2时基中断服务子程序 (14)4.3 A/D转换程序 (15)5 系统的抗干扰设计 (15)5.1 硬件抗干扰设计 (15)5.2 软件抗干扰设计 (15)6 系统测试 (16)6.1 数控恒流源实物图 (16)6.2 测试使用的仪器 (16)6.3 测试方法 (16)6.4 测试数据及结果分析 (16)7 结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)河西学院本科生毕业论文(设计)题目审批表................................................. 错误!未定义书签。
数控直流恒流源的设计与制作

数控直流恒流源的设计与制作数控直流恒流源的设计与制作本数控直流恒流源系统输出电流稳定,输出电流可在20mA~2000mA范围内任意设定,不随负载和环境温度变化,并具有很高的精度,输出电流误差范围±4mA,因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。
1 系统原理及理论分析1.1单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统的核心部分,它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整。
主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809、12位数模转换芯片AD7543、数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件。
1.2系统性能本系统的性能指标主要由两大关系所决定,设定值与A/D采样显示值(系统内部测量值)的关系。
内部测量值与实际测量值的关系,而后者是所有仪表所存在的误差。
1.3恒流原理数模转换芯片AD7543是12位电流输出型,其中OUT1和OUT2是电流的输出端。
为了实现数控的目的,可以通过微处理器控制AD7543的模拟量输出,从而间接改变电流源的输出电流。
从理论上来说,通过控制AD7543的输出等级,可以达到1mA的输出精度。
但是本系统恒流源要求输出电流范围是20mA~2000mA,而当器件处于2000mA的工作电流时,属于工作在大电流状态,晶体管长时间工作在这种状态,集电结发热严重,导致晶管值下降,从而导致电流不能维持恒定。
为了克服大电流工作时电流的波动,在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定,减小电流的波动,此反馈回路采用数字形式反馈,通过微处理器的实时采样分析后,根据实际输出对电流源进行实时调节。
经测试表明,采用常用的大功率电阻作为采样电阻R0,输出电流波动比较大,而选用锰铜电阻丝制作采样电阻,电流稳定性得到了改善。
电路反馈原理如下图所示。
2 总体方案论证与比较方案一:采用各类数字电路来组成键盘控制系统,进行信号处理,如选用CPLD等可编程逻辑器件。
数控恒流源的设计

数控直流电流源设计摘要:目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科,它对现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键作用。
针对数控直流恒流源的设计进行了探讨,其中涉及恒流电路、SOC系统和电源供给等。
结果表明,在200~2 000 mA的电流范围内,实现了1 mA的恒流精度或更高。
恒流源是仪器仪表和电子电路领域广泛运用的一种电子设备,基于MCS51单片机的数控恒流源。
通过键盘预置电流值,经单片机将数据送至液晶显示LED和D/A转换模块。
将对应电压量送至恒流源模块,作为其可控输入电压量。
恒流源模块负载输出端的电压通过差放,再经过A/D 转换送至单片机进行比较。
通过单片机的控制,实现电流的步进控制和输入输出的改变。
关键字MCS51,直流电源,数控一、绪论随着电子技术的发展,数字电路应用领域的扩展,现今社会,产品智能化、数字化已经成为一种趋势,设备的性能,价格,发展空间等备受人们的关注,尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。
想能耗的电子设备,首先离不开稳定的电源,电源的稳定度越高,设备和外围条件越优越,那么设备的寿命更长。
基于此,人们对于数控直流电源器件越迫切。
当今社会,数控恒压技术已经很成熟,但是恒流方面的技术才刚起步有待发展。
数控直流电流源能够很好地降低因元器件老化、温漂等原因造成的输出误差,输出电流在20—2000mA(可调)、输出电流可预置、输出电流信号可直接显示等功能。
硬件电路采用单片机为控制核心,利用闭环控制原理,电路组成闭环负反馈进行稳流,最终实现精度高、稳定性好、输出范围宽的要求。
二、方案设计1、系统的组成和原理(1)、系统的组成本电流源系统可分为电源电路、单片机控制器部分、A/D和D/A转换电路、电流源电路、键盘输入与LED显示等几部分,系统组成如图1所示。
图1(2)、系统设计的基本要求输入交流200~240V,50Hz;输出直流电压小于等于10V。
数控直流恒流源设计方案与制作

数控直流恒流源地设计与制作本数控直流恒流源系统输出电流稳定,输出电流可在20mA~2000m/范围内任意设定,不随负载和环境温度变化,并具有很高地精度,输出电流误差范围土4mA,因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源地领域1系统原理及理论分析1.1单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统地核心部分,它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整•主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809 12位数模转换芯片AD7543数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件.b5E2RGbCAP1.2系统性能本系统地性能指标主要由两大关系所决定,设定值与A / D采样显示值(系统内部测量值)地关系.内部测量值与实际测量值地关系,而后者是所有仪表所存在地误差•1.3恒流原理数模转换芯片AD7543是12位电流输出型,其中0UT1和OUT2是电流地输出端•为了实现数控地目地,可以通过微处理器控制AD7543地模拟量输出,从而间接改变电流源地输出电流•从理论上来说,通过控制AD7543地输出等级,可以达到1mA地输出精度.但是本系统恒流源要求输出电流范围是20mA~2000mA而当器件处于2000mA地工作电流时,属于工作在大电流状态,晶体管长时间工作在这种状态,集电结发热严重,导致晶管“值下降,从而导致电流不能维持恒定.为了克服大电流工作时电流地波动,在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定,减小电流地波动,此反馈回路采用数字形式反馈,通过微处理器地实时采样分析后,根据实际输出对电流源进行实时调节.经测试表明,采用常用地大功率电阻作为采样电阻R0,输出电流波动比较大,而选用锰铜电阻丝制作采样电阻,电流稳定性得到了改善.电路反馈原理如下图所示.p1EanqFDPw2总体方案论证与比较方案一:采用各类数字电路来组成键盘控制系统,进行信号处理,如选用CPLD等可编程逻辑器件.本方案电路复杂,灵活性不高,效率低,不利于系统地扩展,对信号处理比较困难. 方案二:采用AT89S52单片机作为整机地控制单元,通过改变AD7543地输入数字量来改变输出电压值,从而使输出功率管地基极电压发生变化,间接地改变输出电流地大小.为了能够使系统具备检测实际输出电流值地大小,可以将电流转换成电压,并经过ADC0809进行模数转换,间接用单片机实时对电压进行采样,然后进行数据处理及显示•此系统比较灵活,采用软件方法来解决数据地预置以及电流地步进控制,使系统硬件更加简洁,各类功能易于实现,能很好地满足题目地要求•本方案地基本原理如图 2 所示.DXDiTa9E3d3模块电路设计与比较3.1恒流源方案选择方案一:采用恒流二极管或者恒流三极管,精度比较高,但这种电路能实现地恒流范围很小,只能达到十几毫安,不能达到题目地要求• 方案二:采用四端可调恒流源,这种器件靠改变外围电阻元件参数,从而使电流达到可调地目地,这种器件能够达到1~2000毫安地输出电流.改变输出电流,通常有两种方法:一是通过手动调节来改变输出电流,这种方法不能满足题目地数控调节要求;二是通过数字电位器来改变需要地电阻参数,虽然可以达到数控地目地,但数字电位器地每一级步进电阻比较大,所以很难调节输出电流•方案三:压控恒流源,通过改变恒流源地外围电压,利用电压地大小来控制输出电流地大小•电压控制电路采用数控地方式,利用单片机送出数字量,经过D/A转换转变成模拟信号,再送到大功率三极管进行放大.单片机系统实时对输出电流进行监控,采用数字方式作为反馈调整环节,由程序控制调节功率管地输出电流恒定•当改变负载大小时,基本上不影响电流地输出,采用这样一个闭路环节使得系统一直在设定值维持电流恒定•该方案通过软件方法实现输出电流稳定,易于功能地实现,便于操作,故选择此方案•电路原理图如图3所示.3.2反馈闭环方案选择RTCrpUDGiT方案一:采样电阻丄「上地电压-■ ■亠一,可知输出电流与采样电阻存在近似线性关系,因此可以从检测电阻,[上电压地大小来直接增减反馈深度.5PCzVD7HxA方案二:从采样电阻丄上得到一个反馈电压,由于采样电阻阻值比较小,在该电阻上地压降相应也小,为了提高系统控制地灵敏度,采用一级运算放大器对采样电压进行放大,再送到ADC0809进行A/D转换•数据由单片机系统进行相应处理,为了达到1mA步进,选用12位串行D/A转换器件AD7543可以满足题目要求,而且该芯片是采用串行数据传送方式,硬件电路简单•同时反馈系统控制灵活,易于达到1mA地步进要求•3.3控制单元方案选择由于要实现人机对话,至少要有10个数字按键和两个步进按键,考虑到还要实现其它地功能键,选用16按键地键盘来完成整个系统控制•显示部分采用8位LED数码管,而且价格便宜,易于实现•考虑到单片机地I/O端口有限,为了充分优化系统,采用外部扩展一片8155来实现键盘接口与显示功能电路原理如图4所示.jLBHrnAlLg3他1•和6W CS O46 6 OI 3US3 WEBOUTIOUT2恥A-thMD553S x-fli■**j|1-1K-»U2ZK4?・■?hbl-fZSW2ADCMK-6.4DBS占CCXZ丽S<AS)LEI™RTI*)I cgcxWE建t珈£31压控恒流源电路原理亠孝兰兰土m 亠亠■一主亠亠亠uzr>UD4 k0i EW 图4键盘及显示电路3.4电源方案选择方案一:用开关稳压电源给整机供电,此方案能够完成本作品电流源地供电 ,但开关电源比较复杂,而且体积也比较大,制作不便,因而此方案难以实现• 方案二:单片机控制系统以及外围芯片供电采用 78系列三端稳压器件,通过全波整流,然后进行滤波稳压.电流源部分由于要给外围测 试电路提供比较大地功率,因此必须采用大功率器件•考虑到该电流源输出电压在 10V 以内,最大输出电流不大于 2000mA ,由公式P=U*I 可以粗略估算电流源地功耗为20W.同时考虑到恒流源功率管部分地功耗 ,需要预留功率余量,因此供电电源要求能输出 30W 以上.为了尽量减少输出电流地纹波 , 要求供电源要稳定,因此采用隔离电源,选用由LM338构成地高精度大电流稳压电源 •此方案输出电流精度高,能满足题目要求,而且简单实用,易于自制,故选用方案二•稳压电源原理如图5所示.3.5过压报警功能设计 为了使本数控直流电流源进一步智能化 ,考虑到要求输出电压不大于 10V ,因此系统测试部分设计了一个过压报警电路,用于对电压地实时监测 一旦有过压现象,控制器响应后会发出报警控制信号 •电路原理参见图3.4软件设计 根据实际地硬件电路,为了有效地减小纹波电流,用软件方法实现去峰值数值滤波,以减小环境参数对输出控制量地影响.软件设计主程序流程图和闭环比较子程序流程图;电流设置子程序流程图;键盘中断子程 序流程图;显示中断子程序流程图 .分别如下图所示. 根据本系统地实际要求软件设计可分为以下几个功能模块:4.1主程序模块MAIN:流程图如图6 所示.主程序负责与各子程序模块地接口和检查键盘功能号4.2闭环比较子程序模块 BIHUAN 流程图如图7所示.通过调用闭环比较子程序得出实际值与设定值地差值 ,如果是实际值大于设定值则将原来 地D / A 地入口数值减去这个差值再送去D/A 转换,如果是实际值小于设定值则把原来地D / A 地入口数值加上这个差值再送去转换 .如果输出值与设 定值仍然不一致,再将差值和设定值相加送 D/A 转换,以逐步逼近地形式使实际值和设定值相一致后通过 LED 把稳定地实际值显示出来.而逐步逼近.这也是结构化程序地要点(合理设置程序地顺序结构)通过键盘设置电流地大小,因为本系统最大输出电流是 2000m A ,所以该子程序兼有电流设 本系统采用外部中断1来实现实时扫描,使程序及时响应按键请求而无需顾虑其它程序无法考虑定时刷新显示,使得该显示子程序简单灵活,适用性广 .因此对本系统进行了全面地测试 ,分别为输出电流测试、步进电流测试、工作时间测试、负载阻值变化测试、纹波电流测试 .本系统测试采用地仪表如下:当测试系统电流分别 0〜200mA 和200mA ~2000mA 时,分别采用数字表DT 9801地200mA 档和10A 档.测试电压采用数字表XB-9208B 地2V 档和20V 档.测试纹波电流采用低频毫伏表DA — 16D 来测试纹波电压,但当测量值 与对应量程相差较大时,会有一定地误差.XHAQX74J0X 过程中地实际值不送显示因此减少了实际显示值地不稳定4.3电流设置子程序模块 SETUP 流程图如图8所示. 置合法性,也就是说设置电流不能大于 2000m A . 4.4键盘中断子程序模块 KEYSCAN 流程图如图9所示. 模块运行情况. 4.5显示中断子程序模块 LED:流程图如图10所示. 本系统采用定时中断 0来实现逐位动态显示,每位显示间隔固定为 2ms,使LED 输示非常稳定 5数据测试及分析数据测试是反映系统性能地重要指标比较以上两种方案地优缺点图2系统原理框图 ,方案二简洁、灵活、可扩展性好 能达到题目地设计要求,因此采用方案二来实现.LDAYtRyKfE03L M?4iO S9寻f-itOV=J二上』启血二5如加LM7SG5l\3 30fiu5稳压电源原理图9键盘中新子程序流程图版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article in eludes some parts, in cludi ng text, pictures, and desig n. 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数控恒流源的设计与制作毕业论文

编号题目:数控恒流源的设计与制作学院:物理与机电工程学院专业:电子信息科学与技术作者姓名:指导教师:职称:完成日期:2013 年月日二〇一三年六月目录河西学院本科生毕业论文(设计)诚信声明 ........................................................................................ 河西学院本科生毕业论文(设计)开题报告 ........................................................................................ 摘要 .................................................................................................................................................. Abstract..............................................................................................................................................1 绪论...............................................................................................................................................1.1恒流源的意义及研究价值....................................................................................................................1.2恒流源的发展历程................................................................................................................................1.2.1 电真空器件恒流源的诞生......................................................................................................1.2.2 晶体管恒流源的产生和分类..................................................................................................1.2.3 集成电路恒流源的出现和种类..............................................................................................1.3数控恒流源的研究现状和发展趋势....................................................................................................2 系统设计 .........................................................................................................................................2.1设计要求............................................................................................. 错误!未定义书签。
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。
数控恒压恒流电源设计
数控恒压恒流电源设计数控恒压恒流电源是一种在电子设备研发和制造工作中十分常见的装置,它能够提供稳定的电流和电压输出,广泛应用于电子元器件的测试、电子设备的加工和电子设备的研发等领域。
本文将详细介绍数控恒压恒流电源的设计原理、关键技术以及实际应用等内容。
一、设计原理当负载发生变化时,电源会检测到输出端的电压和电流的变化,然后通过反馈回路根据设定值进行调整,使输出端的电压和电流保持在设定值附近的范围内。
通过不断的反馈和调整,可以实现输出电压和电流的精确控制。
二、关键技术1.电压检测技术:设计电压检测电路,通过传感器或电路来实时检测输出端的电压。
可以使用电压分压器和运算放大器等电路来进行电压检测。
2.电流检测技术:设计电流检测电路,通过传感器或电路来实时检测输出端的电流。
可以使用电流采样电路和运算放大器等电路来进行电流检测。
3.反馈控制技术:通过比较检测到的电压和电流与设定值的差异,设计控制回路来实现恒压和恒流的输出控制。
可以使用控制芯片和电路来进行反馈控制。
4.保护技术:设计过流保护和过压保护电路,当输出端的电流或电压超过设定值时,能够及时切断输出,保护负载和电源设备的安全。
5.数控技术:设计数字控制电路,通过微处理器或可编程逻辑器件等实现对电源的数字控制和参数设定。
三、实际应用在电子设备测试中,数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出,用于测试电路的工作状态、负载能力等。
在电子设备加工中,数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出,用于控制电子设备的加工过程,确保电子设备的质量和性能。
在电子设备研发中,数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出,用于电路原型的调试、电路参数的测量和电路性能的验证等。
总结:数控恒压恒流电源是一种在电子设备研发和制造工作中常见的装置。
其设计原理基于电压和电流的控制回路,通过反馈控制实现稳定的恒压和恒流输出。
数控恒压恒流电源的设计涉及到多个关键技术,如电压检测、电流检测、反馈控制等。
数控恒流源的设计与制作
数控恒流源的设计与制作一,解析课题设计并制作一个数控恒流源电路,数控恒流源电路原理图如下图所示。
数控恒流源是指在给定的数字量控制下,负载电阻阻值在一定范围内调节变化时输出电流恒定不变,改变控制数字量,输出恒定电流不随负载改变。
二,设计原理四,单元电路元器件选择(1)计数器采用74HC161计数器。
74HC161的主要功能:1,异步清零功能:当CLR 的反为零时,不论有无时钟脉冲CLK和其他信号输入,计数器被清零,即Qd~Qa都为0。
2,同步并行置数功能:当CLR的反=1,LOAD的反=0时,在输入时钟脉冲CLK上升沿的作用下,并行输入的数据dcba被置入计数器,即Qd~Qa=dcba。
3,计数功能:当LOAD的反=CLR的反=ENP=ENT=1,当CLK端输入计数脉冲时,计数器进行二进制加法计数4,保持功能:当LOAD的反=CLR 的反=1时,且ENP和ENT中有”0“时,则计数器保持原来状态不变。
(2)驱动译码器采用74HC4511芯片。
74HC4511将输入BCD标准代码变换成驱动七段数码管所需的码信号,其中四线A~D为BCD码输入端,高电平有效,A为低位输入端,D为高位端,七段a~g输出高电平以驱动共阴极数码管发光。
LE为锁存控制端,高电平时能够锁存输入的BCD码。
LT为灯测试反相控制端,BI为消隐反相控制端。
(3)数模转换器DAC0832是采样频率为8位的D/A转换芯片,集成电路内有两级输入寄存器,使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式,以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。
DAC0832中有两级锁存器,第一级锁存器称为输入寄存器,它的锁存信号为ILE;第二級锁存器称为DAC 寄存器,它的锁存信号为传输控制信号。
因为有两级锁存器,DAC0832可以工作在双缓冲器方式,即在输出模拟信号的同时采集下一个数字量,这样能有效地提高转换速度。
此外,两级锁存器还可以在多个D/A转换器同时工作时,利用第二级锁存信号来实现多个转换器同步输出。
半导体激光器LD恒流源驱动电路的设计与实验
半导体激光器LD恒流源驱动电路的设计与实验半导体激光器LD恒流源驱动电路的设计与实验这款半导体激光器的恒流源驱动电路,是根据实际的项目需求进行设计的。
项目要求是半导体激光器得根据探测距离,能改变输出光功率,这就要求半导体激光器的驱动电路输出的电流是可调的,这样现阶段几种半导体激光器驱动电路中只有恒流源驱动电路可以做到这一点,实现这种功能是通过改变恒流源电路的基准电压而实现的。
进行恒流源驱动电路的设计的方法是在先仿真的基础上进行的,项目所需要的恒流源驱动电路的设计参数是恒流源输出电流是0-1A可调。
1 恒流源软件仿真为精确仿真出结果,为以后的设计提供理论依据,选用的电路仿真软件是NI公司的Multisim10软件,该款软件经历几代的发展,功能不断的完善,其数据库包含常用的所有元器件,能进行模拟电路的仿真、数字电路的仿真,其仿真结果的准确性高,能为设计提供设计依据。
恒流源仿真结果恒流源仿真电路选取了单电源供电的集成运放LM2900N、功率管IRF540、供电的电源电压是9V,为测量电路输出的电流,将万用表调整到电流档串联到电路中进行测量,以上图可见、设计的电路是很简单的。
集成运放U2B的作用是将采样电阻所测得电压反馈回输入端,通过集成运放U2A与输入端的基准电压进行比较。
恒流源仿真电路是一款很经典恒流源电路,具有的优点是电路稳定性很高、这款恒流源电路在基准电压不变的情况下,可以很容易的进行恒流源输出电流大小的调整,因为只需要调整电阻R3、R3的阻值即可。
仿真结果显示,当将采样电阻的阻值选为1欧姆、R3R4?13、基准电压选取为2V时,仿真结果得到的电流是1.5A。
在仿真过程中、通过选取不同的基准电压和R3、R3的值可以得到不同的电流值,这样仿真结果为实际的电路设计提供很好参考依据。
为了进一步简化恒流源驱动电路的设计、又作了如下的设计仿真。
选取的功率管是IRF530、采样R1的阻值为1欧姆、选取的电压比较器是单电源供电的集成运算放大器LM2900N,在电路仿真中,可以看见当基准电压选为1V、采样电阻为1欧姆时,恒流源的输出电流是0.9A,这与理论推导的结果完全一样。
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系精仪系
系主任
批准日期毕业设计(论文)任务书精仪系测控技术与仪器专业仪111 班学生李冰
一、毕业设计(论文)课题LD数控恒流源设计
二、毕业设计(论文)工作自2015 年3月2 日起至2015 年 6 月26 日止
三、毕业设计(论文)进行地点本校
四、毕业设计(论文)的内容要求
(一)目的
半导体激光器(LD) 具有体积小、重量轻、转换效率高、工作寿命长等优点, 在科研、工业、军事、医疗等领域得到了日益广泛的应用。
LD 是以电流注入作为激励方式的一种激光器, 其使用寿命、工作特性在很大程度上取决于所用驱动电源的性能好坏。
由于驱动电源设计的不合理, 导致激光器在使用中被损坏的情形时有发生, 造成了工作的延误和经济损失。
所以, 设计一个符合LD 技术要求、性能稳定、工作可靠的驱动电源是十分必要的。
本课题要求是设计一种数字控制的恒流源,并结合先进的单片机控制技术来实现电流的测量、控制与显示,具体需要完成的内容和功能如下:(1)了解C8051系列单片机和ADUC系列单片机的原理及结构,选择适当的单片机,本仪器要求电流控制范围为0—5A,调整分辨率 1mA;
(2)了解半导体激光器(LD)的原理及性能,了解目前国内外先进的半导体激光器(LD)技术发展现状;
(3)单片机系统设计主要有以下功能:电流测量显示;电流控制;电流
设置;测量电流值定时存储;LCM液晶显示界面;良好的人机对话界面,即设置相应的功能键,使其可显示电流,设定电流;
(4)软件设计可采用汇编语言或C语言;系统要考虑抗干扰设计,抗干扰能力要强,能可靠运行,功耗低,能长时间工作;
(二)阅读参考资料
1.熟悉“MCS51系列单片机高级程序设计”等教材及相关资料;
2.熟悉“微型计算机接口技术及应用”等教材及相关资料;
3.了解国内外半导体激光器(LD)的相关文献、资料;
(三)在第四周完成开题报告
(四)按要求内容写出文献阅读综述(5000字)
(五)按要求设计硬件电路原理图,要求:
1.在完成相应功能的前提下所用元器件尽可能少;
2.用protel画出电路原理图;
(六)画出软件流程图并完成相关软件的设计,软件设计要考虑相应的抗干扰措施。
(七)撰写论文
(八)按规定数量翻译相关外文资料(3000字)
负责指导教师
指导教师
接受设计论文任务开始执行日期2015年3月2日
学生签名。