采用ADN8831芯片的激光器温控电路的设计

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脉冲激光器驱动电路的设计与应用

脉冲激光器驱动电路的设计与应用介绍脉冲激光器是一种能够产生高峰值功率、短脉冲宽度的激光器。

它在许多领域中都有广泛的应用，包括激光加工、医学治疗、通信等。

脉冲激光器的驱动电路起着至关重要的作用，它能够确保激光器的稳定工作并产生所需的脉冲参数。

本文将详细介绍脉冲激光器驱动电路的设计原理和应用。

设计原理脉冲激光器的工作原理脉冲激光器通常由激光介质、泵浦源和驱动电路组成。

激光介质通过泵浦源的能量输入，产生激发态粒子的反转分布。

当反转分布达到一定程度时，通过光学谐振腔的反射作用，可以实现激光的正反馈放大，从而产生激光脉冲。

驱动电路的作用驱动电路的作用是提供适当的电流或电压信号，使激光介质能够产生所需的激发态粒子反转分布，从而产生脉冲激光。

驱动电路需要满足以下几个要求： 1. 提供稳定的电流或电压信号，确保激光器的稳定工作。

2. 控制激光器的脉冲宽度和重复频率，以满足不同应用需求。

3. 提供保护功能，避免激光器因过电流或过压而损坏。

驱动电路的设计电源设计脉冲激光器通常需要较高的电源电压和电流。

为了确保电源的稳定性和可靠性，可以采用稳压稳流电源或者直流稳压电源。

稳压稳流电源能够根据激光器的工作状态自动调整输出电流和电压，保持恒定。

直流稳压电源则需要通过电压和电流调节器手动调整输出参数。

控制电路设计控制电路主要用于控制激光器的脉冲宽度和重复频率。

其中，脉冲宽度由激光介质的特性和谐振腔的参数决定，可以通过调节激光介质的泵浦源和谐振腔的参数来实现。

重复频率则由驱动电路的时序控制器控制，可以通过改变时序控制器的频率来调节。

保护电路设计保护电路用于保护激光器免受过电流、过压等损坏。

常见的保护电路包括过流保护电路、过压保护电路和过温保护电路。

过流保护电路可以监测激光器的电流，当电流超过设定值时，及时切断电源以避免激光器损坏。

过压保护电路则可以监测激光器的电压，当电压超过设定值时，自动切断电源。

应用脉冲激光器驱动电路在许多领域中都有广泛的应用。

基于单片机的激光器精确温度控制系统设计

ＴＥＣｂｙｍｅａｎｓｏｆＰＷＭｔｏａｃｈｉｅｖｅｃｏｎｔｒｏｌｏｖｅｒｗｏｒｋｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｌａｓｅｒ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓａｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ／ｃｏｎｔｒｏｌａｃｃｕｒａｃｙｏｆ０．１ ℃ ，ａｎｄｍｅｅｔｓｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｌａｓｅｒ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒｓｕｓｅｄｉｎｌａｓｅｒｐｒｏｊ。ｅｃｔｉｏｎｄｉｓｐｌａｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒＡＴｍｅｇａｌ６ｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒＰｔｌＯ０ａｎｄｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｏｌｅｒＴＥＣ．Ｔｈｅｋｅｒｎｅｌｏｆｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ’ ｓｓｏｆｔｗａｒｅｉｓＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｕｎｅｄｂｙｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｈ— ｂｒｉｄｇｅｄｒｉｖｅｒｃｈｉｐＤＲＶ５９２ｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｒｉｖｅ

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。

8031单片机实现电阻炉温度的控制 -接口电路设计

摘要本文用8031单片机实现电阻炉温度的控制，重点介绍接口电路的设计。

电阻炉是一类使用非常广泛的工业设备，利用单片机实现温度的实时控制，对提高劳动生产率和产品质量，节约能源都有着积极意义。

本控制系统是对水加热的控制过程，工作时水的温度由数字温度计和精密放大器放大至0~5v电压信号，由ADC0809转换成单片机所能接受的数字信号，此信号与温度的给定值比较得到温度偏差，通过PID 控制算法运算得到控制量，此控制量通过对可控硅触发角的控制，来调节加在电阻炉上的电压的通断时间以达到控温的目的。

系统的给定值等参数可由键盘输入，并可以随时修改，给定温度和PID的参数可显示在LED上。

关键词：单片机；电阻炉；控制; 接口电路目录第一章概述 (3)1.1 题目来源及意义 (3)1.2 电阻炉温度控制系统的结构工作原理 (3)第二章电阻炉温度控制系统的硬件设计 (6)2.1硬件电路设计原则 (6)2.2单片机的选择 (6)2.2.1 8031芯片介绍 (7)2.2.2 8031的引脚介绍 (7)2.3 单片机程序存储器的扩展 (9)2.3.1 地址译码器的选择 (9)2.3.2 程序存储器的设计 (9)2.4 温度检测接口电路设计 (10)2.4.1 数字温度计的选择 (10)2.4.2 AD转换器的接口电路设计 (12)2.5键盘、显示器接口电路 (15)2.5.1 显示器接口电路 (15)2.5.2 键盘接口电路 (17)2.6报警接口电路 (18)2.7 电阻炉温度控制执行机构的设计 (19)第三章温度控制算法 (21)3.1 温度控制算法 (21)3.2 采样周期T的确定 (24)第四章软件设计 (25)4.1接口软件设计 (25)4.2 PID程序设计 (26)第五章结论 (33)第一章概述1.1 题目来源及意义热处理设备是实现热处理工艺的基础和保证，直接关系到热处理技术水平的高低和工件质量的好坏。

对热处理技术的基本要求是：先进、可靠、经济、安全，能满足热处理工艺的要求，并保证工艺的稳定和再现性，节省能源，保护环境，改善劳动环境，降低生产成本，提高机械化和自动化水平。

基于高精度ADC的温度检测电路设计

基于高精度ADC的温度检测电路设计摘要：供热运行是关系民生的重要事宜。

温度是供热运行的关键控制指标。

热量表作为供热管网运行的仪表，可以检测供热管网中的热量、流量、供水温度、回水温度等关键运行参数，其温度测量的准确性既关系到对换热站运行调控精准度又关系到整体能耗控制。

关键字：集中供热、供热调控、热量表、温度检测电路、铂电阻、热量表的温度测量原理是：通过对插入管道内供/回水铂电阻进行AD采样测量其阻值，再通过查表法或根据公式计算获得实际管道内温度。

在现场应用中，受现场管道走向与位置关系影响，供/回水铂电阻必然通过一定长度导线与热量表测量电路相连，在实际应用中导线电阻不能忽略，因此热量表电路测得的阻值是铂电阻阻值与导线阻值之和，这导致热量表测得温度与管道内真实温度存在偏差，供回水铂电阻导线长度越长，因此导致的偏差越大。

在实际应用中，为了达到精准调控需求，需要偏差越小越好。

若要减小测量偏差，需从三方面入手：其一，提高电路测量精度，保证测得阻值的准确性；其二，降低所选电子器件的温漂，消除环境温度波动对电路测量结果影响，其三，去除导线阻值的影响。

下图是采用24位精密ADC设计的四线制温度检测电路。

一、电路器件选型：1.温度测量芯片U115采用TI的ADS1220该芯片是24位高精度Δ-Σ ADC，其特性如下：a集成多种特性，可优化系统测量系统搭建，减少测量电路的组件数量。

b能够以高达2000次/秒（SPS）采样速度执行转换，并且能够在单周期内稳定。

c 针对噪声环境中的工业应用，当采样频率为20SPS时，数字滤波器可同时提供50Hz和60Hz抑制d低电流占空比模式下典型值低至120μAe宽电源电压范围：2.3V-5.5Vf高达20位有效分辨率g集成2.048V基准电压：漂移5ppm/℃（典型值）h集成2%精准振荡器2.基准电阻R161采用精度0.1%，温漂5ppm/℃的高精度1kΩ贴片电阻二、电路及程序设计电路设计上采用四线制接法，对于供水铂电阻即Lin1、Lin2、Lin3、Lin4，对于回水铂电阻即Lout1、Lout2、Lout3、Lout4。

基于ad8310芯片的脉冲检波电路设计

0 引言对于脉冲信号，频率高达上百兆赫兹，脉冲沿较陡，一般的采样芯片无法直接对其进行采样处理，而采用高采样率芯片直接对脉冲信号进行采集则成本较高。

因此，目前工业上常用的处理方法是对脉冲信号进行检波降频处理。

1 常用方法论证及比较1.1 二极管分立元件检波二极管分立元件检波方法主要由二极管，电容器，电阻构成。

其特点为设计简单，成本低，线性度差，温度稳定性低。

1.2 对数放大器检波对数放大器检波方法主要由对数放大器和二极管组成。

采用级联放大器输出端加二极管整流电路，将脉冲信号或者其它交流信号转换为直流电压。

其特点为元器件多，对高频信号效果差，线性度和温度稳定性较二极管分立元件检波稍好。

1.3 专用检波芯片检波目前检波芯片主要分为功率检波和对数检波两种。

芯片内部分为检波和放大两部分，输入信号检波以后进行一定倍数的放大后再输出。

检波芯片检波特点是响应快速,灵敏度高，线性度和温度稳定性好，外围器件少,设计简单。

其输出量为直流电压，但对于高频的脉冲信号，其输出的电压信号仍有微秒级的尖脉冲，一般采样芯片仍无法准确捕捉。

2 本方案设计2.1 整体设计方案本方案中采用了ADI 公司的AD8310专用对数检波芯片后级加改良后的放大器峰值检波电路。

AD8310检波芯片将脉冲信号转换为直流电压信号，其中含有一定量的直流脉冲分量，后级放大峰值检波电路将该直流脉冲分量继续降频，将峰值保持住，以便于单片机采样。

2.2 AD8310芯片特性AD8310是一款高速电压输出、解调频率范围为DC ～440MHz 的对数放大检波器，其内部有六个串联的放大器／限幅器，且在带宽900MHz （-3dB）时，每个放大器／限幅器的小信号增益均为14.3dB。

该芯片共使用了9个检波器，检波范围从-91dBV （40μV）～+4dBV （2.2V），其中我们定义0dB 为真有效值为1V 的正弦波。

AD8310的解调输出可精确标定，其对数斜率为24mV/dB，误差为±1dB。

基于ADuC812的半导体激光器智能温控及驱动电源设计

维普资讯
第７卷第１０期２００７年５月１７ — １（０７１－２００６１１９２０）０２２－５８
科
学
技
术
与
工
程
＠
Ｖｏ．Ｎｏ０Ｍａ０１７．１ｙ２０７
ＳｉｎｅＴｃｎｌｇｎｇｎｅｉｇｃｅｃｅｈｏｏｙａｄＥｎｉｅｒｎ
摘
要
设计一种基于Ａｕ８２微控制器的半导体激光器驱动及温控系统，Ａｕ８２微转换器为控制核心，单片机的ＤＣ１以ＤＣ１用
ＤＡ输出和数字ＰＤ运算输出分别进行恒流和恒温控制。实验表明：／Ｉ该系统能提供（２５Ａ长期恒定的电流，波系数小０— ．）纹于０１；．％温控精度优于 ± ．２Ｃ。００￣关键词半导体激光器驱动电源温控恒流源ＰＤ控制Ｉ
２０ＳｉＴｃ．ｎｎ．０７ｃ．ｅｈＥｇｇ
通信技术
基于Ａｕ８２的半导体激光器ＤＣ１智能温控及驱动电源设计
江文杰蔡建乐ｈ林亚风殷红平
（国防科技大学光电科学与２程学院，Ｉｉ长沙４０７杭州师范大学理学院‘ １０３；，杭州３０１）１０８
中图法分类号
Ｔ２８４；Ｎ４．
文献标识码
Ａ
半导体激光器泵浦固体激光器（Ｐ）ＤＬ以其体积小、可靠性高、转换效率高等特点在军事、讯及医通
疗等领域有广泛的应用。但是，导体激光器的性半能与驱动电流、作温度密切相关。浪涌等瞬态电工

TEC的半导体激光器恒温控制系统设计_孙冬娇

关键词：温度测量；恒温控制；ＭＳＰ４３０；ＰＴ１０００；ＴＥＣ；半导体激光器
中图分类号：ＴＰ２７１文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－２２５７（２０１４）０８－００５２－０４Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｈａｓａｎｉｍ－ｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｅｍｉ－ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒｓ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒａｎｄＳＣＭ．Ｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒｓａｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ＭＳＰ４３０Ｆ１４９ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ＰＴ１０００ｉｓｉｎｓｔａｌｌｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄＴＥＣｃｏｏｌｉｎｇｃｈｉｐｉｓｕｓｅｄｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａ－ｔｕｒｅ．Ｉｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｉｒｃｕｉｔｓｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｉｔａｌｓｏ
很好的重现性和稳定性，利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，具有良好的长期稳定性。通常使用的铂电阻ＰＴ１０００温度传感器在工作温度范围内具有良好的线性特征，在０ ℃时阻值为１０００Ω，１００ ℃时阻值为１３８５．１Ω，电阻变化率为３．８５１Ω／℃ 。［５－６］

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采用ADN8831芯片的激光器温控电路的设计
引言
通过对半导体激光器特性的研究，可知温度对激光器的正常工作有着重要的影响。温度会
直接影响到半导体激光器的工作参数包括：阈值电流、V-I 关系、输出波长、P-I 关系等。
同时高温也会对激光器产生极大的影响，严重影响其使用寿命和效率。本文采用ADN8831
温度控制芯片为激光器提供恒定且可调的工作温度来保证激光器高效率工作。
1 温度控制芯片介绍
根据半导体激光器对温度的要求，选定ADN8831作为激光器的温度控制主芯片。ADN8831
芯片是目前最优秀的单芯片高集成度、高输出效率和高性能的TEC驱动模块之一。
ADN8831 的最大温漂电压低于250 mV,能够使设定温度误差控制在±0.01 ℃左右。在工
作过程中，ADN8831 输入端的电压值对应一个设定好的目标温度。适当大小的电流流过
TEC,使TEC加热或制冷，在这个过程中使激光器表面温度向设定温度值靠近。此芯片还
有过流保护功能，可编程开关频率最高可达1 MHz.
2 TEC控制原理
TEC（Thermo Electric Cooler）实际上是用两种材料不同半导体（P型和N型）组成PN结，
当PN结中有直流电流通过时，由于两种材料中的电子和空穴在跨越PN结移动过程中产
生吸热或放热效应（帕尔帖效应），就会使PN结表现出制冷或制热的效果，改变电流方
向即可实现TEC加热或制冷，调节电流大小即可控制加热或制冷量的输出。利用TEC稳
定激光器温度方法的系统框图如图1所示。

图1中贴着激光器右侧的是温度传感器，这里使用具有负温度系数的热敏电阻。这个热敏
电阻是用来测量安放在TEC表面上的激光器的温度。期望的激光器温度用一个固定的电
压值来表示，与热敏电阻产生的电压值通过高精度运算放大器进行比较，比较后产生的误
差电压通过高增益的放大器放大，同时补偿网络对因为激光器的冷热端引起的相位延迟进
行补偿，补偿后驱动H桥输出，H桥不仅控制TEC电流的大小还能控制TEC电流的方向。