CN107219385B

CN107219385B - 信号发生装置

Info

Publication number: CN107219385B
Application number: CN201710262381.4A
Authority: CN
Inventors: 蒋洪平; 谢雷雷; 徐志良; 陈建飞
Original assignee: Shenzhen JPT Optoelectronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen JPT Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2037-04-20
Also published as: CN107219385A

Abstract

本发明涉及一种信号发生装置，包括电源模块，用于提供所述装置工作所需的直流电压；使能模块，用于输出至少两路预设电压大小的使能信号；PWM输出模块，用于输出至少两路预设频率及预设占空比的PWM信号；模拟输出模块，用于将数字信号经过数/模转换后得到模拟信号，并输出至少两路所述模拟信号；控制模块，分别与所述使能模块、PWM输出模块和模拟输出模块连接，用于控制所述使能模块输出使能信号、PWM输出模块输出PWM信号和模拟输出模块输出模拟信号。上述信号发生装置有效地降低了批量生产激光器的过程中对激光器老化测试的成本，并且控制模块根据控制指令直接控制信号输出，简化操作，提高了生产效率。

Description

信号发生装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种信号发生装置。

背景技术

目前，激光器的可靠性与使用寿命越来越受到人们的重视，在激光器生产时，通常需要对激光器进行老化测试。激光器的老化测试是通过模拟机床给的外部信号施加给激光器并对激光器的性能进行考察的过程。

在传统的生产过程中，需要通过信号发生器和直流稳压器来模拟外部信号对激光器进行老化测试，由于批量生产激光器时需要大量的信号发生器和直流稳压源，而目前市场上的信号发生器和直流稳压源的价格都比较昂贵，且操作复杂，不能很好的满足对激光器进行老化测试的需求。

因此，如何在激光器批量生产的过程中降低对激光器老化测试的成本，并使操作简化，成为亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对激光器的老化测试使用的传统仪器高成本、且操作复杂的问题，提供一种能有效降低成本、且可操作性强的信号发生装置法。

一种信号发生装置，用于输出控制信号给激光器进行老化测试，包括：

电源模块，用于提供所述装置工作所需的直流电压；

使能模块，用于输出至少两路预设电压大小的使能信号；

PWM输出模块，用于输出至少两路预设频率及预设占空比的PWM信号；

模拟输出模块，用于将数字信号经过数/模转换后得到模拟信号，并输出至少两路所述模拟信号；

控制模块，分别与所述使能模块、PWM输出模块和模拟输出模块连接，用于控制所述使能模块输出使能信号、PWM输出模块输出PWM信号和模拟输出模块输出模拟信号。

在其中一个实施例中，所述模拟输出模块包括四路模拟输出通道，每路所述模拟输出通道用于输出模拟信号。

在其中一个实施例中，所述模拟输出通道将电压范围为0～10V的电压信号转换为功率调节范围为0～100％的模拟信号。

在其中一个实施例中，所述PWM输出模块包括四路PWM输出通道，每路所述PWM输出通道输出频率范围为1HZ～1MHZ、占空比范围为0～100％的PWM信号。

在其中一个实施例中，所述使能模块包括四路使能通道，每路所述使能通道输出24V使能信号。

在其中一个实施例中，还包括串口输入模块，所述串口输入模块与控制模块连接，用于将输入的控制指令发送至控制模块。

在其中一个实施例中，还包括按键模块，所述按键模块与控制模块连接，通过按下所述按键模块的按键向控制模块发送控制指令。

在其中一个实施例中，还包括显示模块，所述显示模块与控制模块连接，用于显示模拟输出模块、PWM输出模块和使能模块的输出信息。

在其中一个实施例中，还包括基准电压源，所述基准电压源与模拟输出模块连接，用于为模拟输出模块提供基准电压。

在其中一个实施例中，所述电源模块用于提供24V、12V、5V和3.3V直流电压。

上述信号发生装置，通过电源模块提供装置工作所需的直流电压，控制模块控制模拟输出模块输出预设功率的模拟信号、控制PWM输出模块输出预设频率及预设占空比的PWM信号、控制使能模块输出预设电压大小的使能信号，可以提供激光器老化测试所需的控制信号，替代了信号发生器与直流稳压器的功能，且上述信号发生装置包括多路输出通道，可以同时为多台激光器提供信号输出，有效地降低了批量生产激光器的过程中对激光器老化测试的成本，并且控制模块根据控制指令直接控制信号输出，简化操作，提高了生产效率。

附图说明

图1为一个实施例中信号发生装置的结构框图；

图2为一个实施例中24V转5V降压电路的电路图；

图3为一个实施例中24V转12V降压电路的电路图；

图4为一个实施例中5V转3.3V降压电路的电路图；

图5为一个实施例中控制芯片的电路连接示意图；

图6为一个实施例中一路使能通道的电路图；

图7为一个实施例中一路PWM输出通道的电路图；

图8为一个实施例中一路模拟输出通道的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下提供一种信号发生装置，该信号发生装置可提供激光器工作所需的直流电压，并能输出模拟信号控制激光器工作，且提供多路输出通道同时控制多台激光器，适用于对批量生产的激光器进行老化测试。

如图1所示，所述装置包括串口输入模块100、显示模块200、控制模块300、按键模块400、模拟输出模块500、PWM(脉冲宽度调制)输出模块600、使能模块700和基准电压源800。其中，串口输入模块100与控制模块300连接，通过串口输入模块100输入控制指令，并将所述控制指令发送至控制模块300；控制模块300分别与显示模块200、按键模块400、模拟输出模块500、PWM输出模块600、使能模块700连接，控制模块300执行所述控制指令，控制模拟输出模块500输出模拟信号，控制PWM输出模块600输出预设频率及预设占空比的PWM信号，控制使能模块700输出预设电压大小的使能信号，并控制显示模块200显示控制信息与输出信息，按键模块400通过按下按键向控制模块300发送控制指令；基准电压源800与模拟输出模块500连接，基准电压源800为模拟输出模块500中的放大器提供基准电压。

所述装置还包括电源模块(图1未示)，所述电源模块用于提供所述装置中其他模块工作所需的直流电压，并为输出端连接的激光器提供工作所需的使能电压。

在一个实施例中，所述电源模块用于提供24V、12V、5V和3.3V直流电压，所述电源模块包括24V转5V降压电路、24V转12V降压电路和5V转3.3V降压电路。如图2所示，为一个实施例中24V转5V降压电路的电路图，电路连接关系请参阅图2所示，所述24V转5V降压电路包括降压型开关稳压器U2，在降压型开关稳压器U2的输入端输入24V直流电压，输出端获得5V直流电压。

同理，24V转12V降压电路的电路连接关系请参阅图3所示，所述24V转12V降压电路包括三端稳压集成芯片U3，在三端稳压集成芯片U3的输入端输入24V直流电压，输出端可获得12V直流电压。

同理，5V转3.3V降压电路的电路连接关系请参阅图4所示，所述5V转3.3V降压电路包括稳压集成芯片U1，通过所述稳压集成芯片U1将输入端的5V直流电压转换为3.3V直流电压。

在一个实施例中，所述控制模块300包括控制芯片U14，如图5所示，为所述控制芯片U14的电路连接示意图，所述控制芯片U14的型号为STM32F103RB，控制芯片U14设有64个引脚，根据控制芯片U14各引脚的特性将控制芯片U14的引脚与对应的模块连接。

具体地，控制芯片U14的PA9、PA10引脚与串口输入模块100连接，通过PA9引脚输入控制指令，通过PA10引脚输出反馈指令。控制芯片U14的PA15、PB3～PB7、PC10～PC12、PD2引脚与显示模块200连接，控制显示模块200显示输入的控制指令对应的控制信息与模拟输出模块500、PWM输出模块600和使能模块700的输出信息。控制芯片U14的PA4、PC5、PC6、PC13～PC15、PB12、PB13引脚与按键模块400连接，通过按下所述按键模块400的按键向控制模块发送控制指令，其中，按键模块400发送的控制指令包括开/关PWM输出通道、开/关模拟输出通道、开/关使能通道、使能指令和转换指令。控制芯片U14的PA4、PA5、PC0～PC3引脚与模拟输出模块500连接，其中PA4、PA5引脚为控制芯片U14内部的两个数字/模拟转换器的输出引脚，PC0～PC3引脚为控制芯片U14的数字/模拟信号输入引脚，控制芯片U14控制模拟输出模块500输出模拟信号。控制芯片U14的PA8、PB0、PB9、PA1引脚与PWM输出模块600连接，控制PWM输出模块600输出PWM信号。控制芯片U14的PC6～PC9引脚与使能模块700连接，控制使能模块700输出使能信号。

在其他实施例中，控制芯片U14还可以是STM32F103系列的其他型号芯片，或是具有类似控制功能的处理器。

在一个实施例中，所述使能模块700包括四路使能通道，如图6所示为一个实施例中一路使能通道的电路图，所述使能通道的电路连接关系请参阅图6所示，所述使能通道包括三极管Q1、三极管Q2、连接器P1和LED指示灯DS1，所述使能通道的输入端与控制芯片U14的PC9引脚连接，所述输入端输入控制芯片U14发出的使能指令，根据所述使能指令控制三极管Q1和三极管Q2导通，并通过连接器P1输出24V使能信号，所述24V使能信号用于驱动与连接器P1连接的激光器工作，当所述使能通道的输入端有使能指令输入时，LED指示灯DS1导通并发光。

进一步地，使能模块700的其他路使能通道的电路图与图6所示使能通道的电路图原理相同，即使能模块700的四路使能通道能够输出四路24V使能信号以同时驱动四台激光器工作。在其他实施例中，使能模块700还可以包括至少四路使能通道，所述使能通道的数量限制根据采用不同的控制芯片U14设定。

在一个实施例中，所述PWM输出模块600包括四路PWM输出通道，如图7所示为一个实施例中一路PWM输出通道的电路图，所述PWM输出通道的电路连接关系请参阅图7所示，所述PWM输出通道包括三极管Q8和连接器P12，所述PWM输出通道的输入端与控制芯片U14的PA8引脚连接，输入控制芯片U14发出的PWM输出指令，根据所述PWM输出指令控制三极管Q8导通，并通过连接器P12输出PWM信号；其中，控制芯片U14通过内部的定时器的控制功能对PWM信号进行频率控制与占空比控制，并且所述PWM信号的频率控制范围为1HZ～1MHZ、占空比控制范围为0～100％，输出的所述PWM信号的频率大小及占空比大小由控制芯片U14根据输入的控制指令进行控制。

进一步地，PWM输出模块600的其他路PWM输出通道的电路图与图7所示PWM输出通道的电路图原理相同，即PWM输出模块600的四路PWM输出通道能够同时输出四路预设频率及预设占空比的PWM信号。在其他实施例中，PWM输出模块600还可以包括至少四路PWM输出通道，所述PWM输出通道的数量可根据采用不同的控制芯片U14进行限定。

在一个实施例中，所述模拟输出模块500包括四路模拟输出通道，如图8所示为一个实施例中一路模拟输出通道的电路图，所述模拟输出通道的电路连接关系请参阅图8所示，所述模拟输出通道包括模拟开关U4、放大器U8A、放大器U8B、连接器P5和LED指示灯DS5，模拟开关U4的B1、B2引脚分别与控制芯片U14的PA5、PA4引脚连接，IN引脚与控制芯片U14的PC0引脚连接。其中PA4、PA5引脚为控制芯片U14内部的两个数/模转换器输出引脚，PC0引脚为控制芯片U14内部的数字/模拟信号输入引脚，通过模拟开关U4选通控制芯片U14的数/模转换器，选通的所述数/模转换器将输入的数字信号转换为模拟信号，并通过模拟开关U4的COM引脚输出所述模拟信号，在有数字信号输入模拟开关U4的IN引脚时使LED指示灯DS5导通并发光；所述模拟信号经过放大器U8A、放大器U8B进行二次放大，二次放大后的模拟信号通过连接器P5输出。其中，根据控制芯片U14内部的数/模转换器的功能，所述模拟输出通道可将电压范围为0～10V的电压信号转换为功率调节范围为0～100％的模拟信号，输出的所述模拟信号用于控制与连接器P5连接的激光器的功率大小。

进一步地，模拟输出模块500的其他路模拟输出通道的电路图与图8所示模拟输出通道的电路图原理相同，即模拟输出模块500的四路模拟输出通道能够同时输出四路功率调节范围为0～100％的模拟信号。在其他实施例中，模拟输出模块500还可以包括至少四路模拟输出通道，所述模拟输出通道的数量可根据采用不同的控制芯片U14进行限定。

该信号发生装置通过输出预设电压大小的使能信号、预设频率及预设占空比的PWM信号和功率调节范围为0～100％的模拟信号，可提供激光器老化测试所需的信号，可选地，所述装置还可以运用于其他需要信号源、使能电压及可调功率的设备。

上述信号发生装置，通过电源模块提供装置工作所需的直流电压，控制模块控制模拟输出模块输出模拟信号、控制PWM输出模块输出预设频率及预设占空比的PWM信号、控制使能模块输出预设电压大小的使能信号，可以提供激光器老化测试所需的控制信号，替代了信号发生器与直流稳压器的功能，且上述信号发生装置包括多路输出通道，可以同时为多台激光器提供信号输出，有效地降低了批量生产激光器的过程中对激光器老化测试的成本，并且控制模块根据控制指令直接控制信号输出，简化操作，提高了生产效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种信号发生装置，用于输出控制信号并提供直流电压给激光器进行老化测试，其特征在于，包括：

电源模块，包括：24V转5V降压电路、24V转12V降压电路和5V转3.3V降压电路，用于提供所述装置工作所需的24V、12V、5V和3.3V的直流电压；

使能模块，用于输出至少两路预设电压大小的使能信号，所述使能模块包括四路使能通道，每路所述使能通道输出24V使能信号，所述使能通道包括三极管Q1、三极管Q2、连接器P1和LED指示灯DS1；

控制模块，分别与所述使能模块、PWM输出模块和模拟输出模块连接，用于控制所述使能模块输出使能信号、PWM输出模块输出PWM信号和模拟输出模块输出模拟信号，以提供激光器老化测试所需的控制信号；

串口输入模块，与所述控制模块连接，用于将输入的控制指令发送至控制模块，还输出反馈指令。

2.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述模拟输出模块包括四路模拟输出通道，每路所述模拟输出通道用于输出模拟信号。

3.根据权利要求2所述的信号发生装置，其特征在于，所述模拟输出通道将电压范围为0～10V的电压信号转换为功率调节范围为0～100％的模拟信号。

4.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述PWM输出模块包括四路PWM输出通道，每路所述PWM输出通道输出频率范围为1HZ～1MHZ、占空比范围为0～100％的PWM信号。

5.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，还包括按键模块，所述按键模块与控制模块连接，通过按下所述按键模块的按键向控制模块发送控制指令。

6.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与控制模块连接，用于显示模拟输出模块、PWM输出模块和使能模块的输出信息。

7.根据权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，还包括基准电压源，所述基准电压源与模拟输出模块连接，用于为模拟输出模块提供基准电压。