CN103475311A - 一种tdlas中信号产生专用电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TDLAS中信号产生专用电路，包括MCU最小系统模块，所述MCU最小系统模块连接信号发生器，所述信号发生器通过电阻R34连接I/V转换模块，所述I/V转换模块通过R5连接正弦波0-5V信号调理模块，所述正弦波0-5V信号调理模块输出正弦波信号0-5V，所述I/V转换模块连接电压衰减模块，所述电压衰减模块连接加法器，所述加法器输出TDLAS中激光器的调制信号，所述加法器连接调制信号调理电路。本发明的DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，为锁相放大器和激光控制器提供一个合适的参考频率与调制频率。

Description

一种TDLAS中信号产生专用电路
技术领域
本发明涉及一种电路，具体涉及的是一种TDLAS中信号产生专用电路。
背景技术
可调谐半导体激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser Absorption Spectrosocpy，简称TDLAS），实现各种气体的工业原位在线检测。DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。传统的信号发生器与DDS相比，成本高、功耗高、分辨率低合转换时间长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种TDLAS中信号产生专用电路，为锁相放大器和激光控制器提供一个合适的参考频率与调制频率。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种TDLAS中信号产生专用电路，包括MCU最小系统模块，所述MCU最小系统模块包括MSP430控制器，所述MSP430控制器的DDS_FSYNC、DDS_SCLK、DDS_SDATA、DDS_RESET的4个端口连接信号发生器的AD9834的FSYNC、SCLK、SDATA、RESET的4个端口，所述信号发生器通过电阻R34连接I/V转换模块，所述I/V转换模块通过R5连接正弦波0-5V信号调理模块，所述正弦波0-5V信号调理模块输出正弦波信号0-5V，所述I/V转换模块连接电压衰减模块，所述电压衰减模块连接加法器，所述加法器输出TDLAS中激光器的调制信号，所述加法器连接调制信号调理电路。
所述信号发生器的AD9834的1脚并联R15、C22后接地，2脚连接电容C21后接地，3脚通过电容C20连接电压，4脚并联连接电压和电容C14，5脚通过C13连接DVDD，6脚并联C15、C16,8脚连接信号启动源X1，9脚并联连接R10、R11,10脚并联连接R9、R8，16脚方波输出，19脚通过电阻R14转换成电压信号，再通过R13、C18组成的低通滤波器，保证16脚输出稳定的方波信号，所述信号发生器通过电阻R34连接所述I/V转换模块。
R1、C1、C2组成低通滤波器为IC4A提供的负电源进行滤波，R30、C3、C4组成的低通滤波器对IC4A提供的正电源进行滤波，R35与R34阻值相等，实现电压放大2倍，所述I/V转换模块一路通过C46、R5串联电路实现的高频耦合电路输入到R5，连接正弦波0-5V信号调理模块；另一路是通过电压衰减模块，输出正弦波0-0.5V电压信号。
电压衰减模块的R16与数字电位器W2的14、15端口并联,R26与数字电位器W2 的15、16端口并联,然后再串联进行分压,输出正弦波0-0.5V。
所述正弦波0-5V信号调理模块包括两个二阶低通滤波器和一个同相放大电路。
所述加法器包括两个相同的2倍同相放大电路与一个加法器电路，IC3A、R49、R48构成2倍同相放大电路，输出信号通过电容C50与R22的串联连接到加法器IC2A的正输入端；IC3B、R56、R17构成2倍同相放大电路输出直接接到加法器IC2A的正输入端。
本发明的有益效果是:
本发明的DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，为锁相放大器和激光控制器提供一个合适的参考频率与调制频率。
附图说明
图1整体结构示意图；
图2为MCU最小系统模块的电路图；
图3为信号发生器的电路图；
图4为正弦波0-5V信号调理模块的电路图；
图5为加法器的电路图；
图6为调制信号调理电路的电路图。
图中标号说明：1、MCU最小系统模块，2、信号发生器，3、I/V转换模块，4、电压衰减模块，5、正弦波0-5V信号调理模块，6、加法器，7、调制信号调理电路。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图1、图2所示，一种TDLAS中信号产生专用电路，包括MCU最小系统模块1，所述MCU最小系统模块1包括MSP430控制器，所述MSP430控制器的DDS_FSYNC、DDS_SCLK、DDS_SDATA、DDS_RESET的4个端口连接信号发生器2的AD9834的FSYNC、SCLK、SDATA、RESET的4个端口，所述信号发生器2通过电阻R34连接I/V转换模块3，所述I/V转换模块3通过R5连接正弦波0-5V信号调理模块5，所述正弦波0-5V信号调理模块5输出正弦波信号0-5V，所述I/V转换模块3连接电压衰减模块4，所述电压衰减模块4连接加法器6，所述加法器6输出TDLAS中激光器的调制信号，所述加法器6连接调制信号调理电路7。
参照图3所示，所述信号发生器2的AD9834的1脚并联R15、C22后接地，2脚连接电容C21后接地，3脚通过电容C20连接电压，4脚并联连接电压和电容C14，5脚通过C13连接DVDD，6脚并联C15、C16,8脚连接信号启动源X1，9脚并联连接R10、R11,10脚并联连接R9、R8，16脚方波输出，19脚通过电阻R14转换成电压信号，再通过R13、C18组成的低通滤波器，保证16脚输出稳定的方波信号，所述信号发生器2通过电阻R34连接所述I/V转换模块3。
R1、C1、C2组成低通滤波器为IC4A提供的负电源进行滤波，R30、C3、C4组成的低通滤波器对IC4A提供的正电源进行滤波，R35与R34阻值相等，实现电压放大2倍，所述I/V转换模块3一路通过C46、R5串联电路实现的高频耦合电路输入到R5，连接正弦波0-5V信号调理模块5；另一路是通过电压衰减模块4，输出正弦波0-0.5V电压信号。
电压衰减模块4的R16与数字电位器W2的14、15端口并联,R26与数字电位器W2 的15、16端口并联,然后再串联进行分压,输出正弦波0-0.5V。
参照图4所示，所述正弦波0-5V信号调理模块5包括两个二阶低通滤波器和一个同相放大电路。
参照图5所示，所述加法器6包括两个相同的2倍同相放大电路与一个加法器电路，IC3A、R49、R48构成2倍同相放大电路，输出信号通过电容C50与R22的串联连接到加法器IC2A的正输入端；IC3B、R56、R17构成2倍同相放大电路输出直接接到加法器IC2A的正输入端。

Claims (6)

1.一种TDLAS中信号产生专用电路，其特征在于：包括MCU最小系统模块（1），所述MCU最小系统模块（1）包括MSP430控制器，所述MSP430控制器的DDS_FSYNC、DDS_SCLK、DDS_SDATA、DDS_RESET的4个端口连接信号发生器（2）的AD9834的FSYNC、SCLK、SDATA、RESET的4个端口，所述信号发生器（2）通过电阻R34连接I/V转换模块（3），所述I/V转换模块（3）通过R5连接正弦波0-5V信号调理模块（5），所述正弦波0-5V信号调理模块（5）输出正弦波信号0-5V，所述I/V转换模块（3）连接电压衰减模块（4），所述电压衰减模块（4）连接加法器（6），所述加法器（6）输出TDLAS中激光器的调制信号，所述加法器（6）连接调制信号调理电路（7）。
2.根据权利要求1所述的TDLAS中信号产生专用电路，其特征在于：所述信号发生器（2）的AD9834的1脚并联R15、C22后接地，2脚连接电容C21后接地，3脚通过电容C20连接电压，4脚并联连接电压和电容C14，5脚通过C13连接DVDD，6脚并联C15、C16,8脚连接信号启动源X1，9脚并联连接R10、R11,10脚并联连接R9、R8，16脚方波输出，19脚通过电阻R14转换成电压信号，再通过R13、C18组成的低通滤波器，保证16脚输出稳定的方波信号，所述信号发生器（2）通过电阻R34连接所述I/V转换模块（3）。
3.根据权利要求1所述的TDLAS中信号产生专用电路，其特征在于：R1、C1、C2组成低通滤波器为IC4A提供的负电源进行滤波，R30、C3、C4组成的低通滤波器对IC4A提供的正电源进行滤波，R35与R34阻值相等，实现电压放大2倍，所述I/V转换模块（3）一路通过C46、R5串联电路实现的高频耦合电路输入到R5，连接正弦波0-5V信号调理模块（5）；另一路是通过电压衰减模块（4），输出正弦波0-0.5V电压信号。
4.根据权利要求1所述的TDLAS中信号产生专用电路，其特征在于：电压衰减模块（4）的R16与数字电位器W2的14、15端口并联,R26与数字电位器W2 的15、16端口并联,然后再串联进行分压,输出正弦波0-0.5V。
5.根据权利要求1所述的TDLAS中信号产生专用电路，其特征在于：所述正弦波0-5V信号调理模块（5）包括两个二阶低通滤波器和一个同相放大电路。
6.根据权利要求1所述的TDLAS中信号产生专用电路，其特征在于：所述加法器（6）包括两个相同的2倍同相放大电路与一个加法器电路，IC3A、R49、R48构成2倍同相放大电路，输出信号通过电容C50与R22的串联连接到加法器IC2A的正输入端；IC3B、R56、R17构成2倍同相放大电路输出直接接到加法器IC2A的正输入端。
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