CN111064450B - 一种纳秒级soa驱动电路及控制方法 - Google Patents

一种纳秒级soa驱动电路及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111064450B
CN111064450B CN201911268505.5A CN201911268505A CN111064450B CN 111064450 B CN111064450 B CN 111064450B CN 201911268505 A CN201911268505 A CN 201911268505A CN 111064450 B CN111064450 B CN 111064450B
Authority
CN
China
Prior art keywords
soa
resistor
circuit
pulse
nanosecond
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911268505.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111064450A (zh
Inventor
赵俊鹏
赵晨
王学锋
张海岩
郑百超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijign Institute of Aerospace Control Devices
Original Assignee
Beijign Institute of Aerospace Control Devices
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijign Institute of Aerospace Control Devices filed Critical Beijign Institute of Aerospace Control Devices
Priority to CN201911268505.5A priority Critical patent/CN111064450B/zh
Publication of CN111064450A publication Critical patent/CN111064450A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111064450B publication Critical patent/CN111064450B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01—Details
    • H03K3/012—Modifications of generator to improve response time or to decrease power consumption
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0428—Electrical excitation ; Circuits therefor for applying pulses to the laser
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01—Details
    • H03K3/011—Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. voltage, temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01—Details
    • H03K3/017—Adjustment of width or dutycycle of pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/023—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of differential amplifiers or comparators, with internal or external positive feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

一种纳秒级SOA驱动电路及控制方法，属于光纤激光水听器阵列解调技术领域。本发明包括温度控制电路和SOA配置电路，以及依次连接的主控电路、脉冲整形电路、脉冲驱动电路和SOA；所述温度控制电路和SOA配置电路均与SOA连接。本发明根据输出脉冲信号与反馈电压的逻辑控制关系，采用“脉冲信号先整形，再闭环驱动控制输出”的方法，实现变电流的驱动控制；本发明电路及控制方法具有结构简单、温度控制精确、光脉冲边沿上升/下降时间短、系统响应快、脉冲占空比与幅值可调等特点，能实现纳秒级的开关速率；本发明利用闭环控制将温度变化转换为电压信号变化，实现SOA的恒温工作环境，保证了SOA光脉冲边沿上升/下降时间优于5ns的稳定输出。

Description

一种纳秒级SOA驱动电路及控制方法
技术领域
本发明涉及一种纳秒级SOA驱动电路及控制方法，属于光纤激光水听器阵列解调技术领域。
背景技术
光纤激光水听器阵列具有灵敏度高、抗电磁干扰、水下无电、结构轻巧等特点，在水下小型无人平台探测系统、水下反潜、水下目标跟踪等方向有重要的应用，光纤激光水听器阵列解调技术是当今世界各国研究的热点和难点，尤其是在水下目标探测应用等军事领域上。纳秒级半导体光放大器(SOA，semiconductor optical amplifier)驱动电路及控制方法是完成光纤激光水听器大规模组阵的重要技术保障，对于类似光纤光栅传感器的解调具有重要的参考价值，然而如何在硬件电路中实现纳秒级光脉冲边沿上升/下降时间的稳定控制输出，已成为困扰提高信号解调精度的关键因素，各研究机构都高度重视该技术的研究与创新。
SOA开关速度理论上可以工作在纳秒以内，但在实际的应用中，SOA需依托于驱动电路和使用方法，由于SOA对温度、电流等条件要求时分严格，这些参数的控制不准确将导致开关速度降低、输出脉冲不准确，直接影响解调系统的时序控制精度，进而影响光纤激光水听器阵列信号解调的准确性，因此对驱动电路的温控范围、驱动电流、开关控制方法等提出了较高的要求。
目前纳秒级SOA驱动电路仅存在理论模型上的分析，且无法实现变电流驱动控制，且未见硬件驱动电路实现；而传统的级联多路光开关的应用，不仅增加硬件电路部分的连接复杂度，同时多级将造成不同通道间的信号输出不一致，一定程度上增加了硬件所需成本与空间，且尚未达到纳秒级的开关速率；现有一种快前沿纳秒高压电光开关驱动源通过各外围电路的阻容值进行调节，不可软件编程修改脉冲的占空比与幅值，调节难度与精度很难保证，且易受到外界干扰会产生波形畸变，进而导致输出信号边沿时间远高于纳秒级。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种纳秒级SOA驱动电路及控制方法，本发明驱动电路及控制方法结构简单、温度控制精确、光脉冲边沿上升/下降时间优于5ns，提高了光开关脉冲输出的精度与稳定性，有利于光纤激光水听器阵列解调技术的工程应用。
本发明的技术解决方案是：一种纳秒级SOA驱动电路，包括温度控制电路和SOA配置电路，以及依次连接的主控电路、脉冲整形电路、脉冲驱动电路和半导体光放大器SOA；所述温度控制电路和SOA配置电路均与半导体光放大器SOA连接；
所述主控电路产生不同占空比的脉冲信号，用于开关切换控制输出脉冲信号的脉冲占空比；
所述脉冲整形电路，用于将主控电路产生的输出脉冲信号进行整形，以产生整形脉冲信号；
所述脉冲驱动电路，用于将脉冲整形电路产生的整形脉冲信号放大，产生驱动脉冲信号；
所述温度控制电路，用于控制半导体光放大器SOA的工作温度，实现半导体光放大器SOA的温度稳定；
所述SOA配置电路，用于完成半导体光放大器SOA外围电路的配置。
进一步地，所述主控电路包括FPGA芯片、FPGA配置单元、开关控制单元、基准电压单元；所述FPGA芯片分别与FPGA配置单元、开关控制单元、供电单元相连接；所述FPGA芯片的脉冲信号输出I/O引脚与脉冲整形电路的电阻R1连接。
进一步地，所述脉冲整形电路包括比较器Comp、电阻R1和电阻R2；所述电阻R1的一端与比较器Comp的正输入端连接，电阻R1的另一端与FPGA芯片输出脉冲信号的I/O引脚连接，所述电阻R2的两端分别与电阻R1和比较器Comp的输出端V1连接，比较器Comp的负输入端接收1.65V基准比较电压。
进一步地，所述脉冲驱动电路包括运算放大器N1、运算放大器N2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10；所述电阻R3的一端同时与运算放大器N1的正输入端和比较器Comp的输出端V1连接，电阻R3的另一端与地连接，所述电阻R4的一端与运算放大器N1的负输入端连接，电阻R4的另一端与地连接，所述电阻R5的一端与运算放大器N1的正输入端连接，电阻R5的另一端与运算放大器N1输出端连接，所述电阻R6的一端与运算放大器N1的输出端连接，电阻R6的另一端与SOA配置电路的Anode引脚连接；所述电阻R7的一端同时与运算放大器N2的正输入端和比较器Comp的输出端V1连接，电阻R7的另一端与地连接，所述电阻R8的一端与运算放大器N2的负输入端连接，电阻R8的另一端与地连接，所述电阻R9的一端与运算放大器N2的正输入端连接，电阻R9的另一端与运算放大器N2输出端连接，所述电阻R10的一端与运算放大器N2的输出端连接，电阻R10的另一端与SOA配置电路的Anode引脚连接。
进一步地，所述温度控制电路包括温控芯片、PID调节控制单元、电桥单元和热电冷却器控制单元，所述温控芯片分别与PID调节控制单元、电桥单元、热电冷却器控制单元相连接，电桥单元包括两路信号，一路与SOA配置电路中的RTH1连接，另一路与SOA配置电路中的地连接，所述两路信号与SOA中的热敏电阻组成回路；热电冷却器控制单元包括两路信号，一路与SOA配置电路中的热电冷却器TEC+端连接，另一路与SOA配置电路中的热电冷却器TEC-端连接。
进一步地，所述SOA配置电路包括SOA、电阻R11、二极管D1，所述电阻R11的一端与SOA的Anode引脚连接，电阻R11的另一端与地连接，所述二极管D1并联在电阻R11两端，二极管D1的阳极与地连接，二极管D1的阴极与SOA的Anode引脚连接，所述SOA的Cathode引脚与RTH2引脚分别与地相连接。
进一步地，所述驱动脉冲信号的输出电流200mA～1A。
进一步地，所述整形脉冲信号的边沿上升和下降时间优于2ns。
根据所述的一种纳秒级SOA驱动电路实现的一种纳秒级SOA驱动电路的控制方法，包括以下步骤：
通过主控电路产生控制半导体光放大器SOA关断的脉冲信号，经脉冲整形电路电路获得纳秒级整形脉冲信号，将获得的纳秒级整形脉冲信号送至脉冲驱动电路的级联同相输入端；
将地信号连接至脉冲驱动电路的反向输入端，脉冲驱动电路输出的大电流驱动脉冲信号送至半导体光放大器SOA中的光电二极管，当整形脉冲的占空比增加时通过光电二极管与脉冲驱动电路回路，完成电压的反馈，利用电压与反馈电阻比值的变化，进而实现驱动电流的稳定调节输出；
将温度控制电路电桥单元与半导体光放大器SOA中的热敏电阻组成回路，热敏电阻的阻值与半导体光放大器SOA温度成比例变化，当配置为分压器时，可利用它来将温度转换为电压，热电冷却器TEC控制器将该反馈电压与代表目标温度的基准电压进行比较，然后控制流经热电冷却器TEC的电流，从而调整热电冷却器TEC传输的热量，实现恒温控制。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明根据输出脉冲信号与反馈电压的逻辑控制关系，采用“脉冲信号先整形，再闭环驱动控制输出”的方法，实现变电流的驱动控制；
(2)本发明电路及控制方法具有结构简单、温度控制精确、光脉冲边沿上升/下降时间短、系统响应快、脉冲占空比与幅值可调等特点，能实现纳秒级的开关速率；
(3)本发明利用“闭环控制原理”将温度变化转换为电压信号变化，实现SOA的恒温工作环境，从而保证了SOA光脉冲边沿上升/下降时间优于5ns的稳定输出。
附图说明
图1是本发明纳秒级SOA驱动电路及控制方法的结构框图。
图2是本发明纳秒级SOA驱动电路中的主控电路示意图。
图3是本发明纳秒级SOA驱动电路中的脉冲整形电路原理图。
图4是本发明纳秒级SOA驱动电路中的脉冲驱动电路原理图。
图5是本发明纳秒级SOA驱动电路中的温度控制电路示意图。
图6是本发明纳秒级SOA驱动电路中的SOA配置电路原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行进一步解释和说明。
一种纳秒级SOA驱动电路，包括温度控制电路和SOA配置电路，以及依次连接的主控电路、脉冲整形电路、脉冲驱动电路和半导体光放大器SOA；所述温度控制电路和SOA配置电路均与半导体光放大器SOA连接；所述主控电路产生不同占空比的脉冲信号，用于开关切换控制输出脉冲信号的脉冲占空比；所述脉冲整形电路，用于将主控电路产生的输出脉冲信号进行整形，以产生整形脉冲信号；所述脉冲驱动电路，用于将脉冲整形电路产生的整形脉冲信号放大，产生驱动脉冲信号；所述温度控制电路，用于控制半导体光放大器SOA的工作温度，实现半导体光放大器SOA的温度稳定；所述SOA配置电路，用于完成半导体光放大器SOA外围电路的配置。
结合图1，图1为本发明纳秒级SOA驱动电路及控制方法的结构框图，可以看出系统是由主控电路、脉冲整形电路、脉冲驱动电路、温度控制电路、及SOA配置电路组成，当系统上电后，主控电路将产生不同占空比的脉冲信号，该脉冲整信号经脉冲形电路，产生边沿上升/下降时间优于2ns的整形脉冲信号，该整形脉冲信号经脉冲驱动电路，产生输出电流较大的驱动脉冲信号，该驱动脉冲信号送至SOA，同时温度控制电路将提供SOA正常工作所需的温度范围，以实现SOA的温度稳定，SOA配置电路将完成SOA外围电路的基本配置。
结合图2，图2为本发明纳秒级SOA驱动电路中的主控电路示意图，主控电路由FPGA芯片、FPGA配置单元、开关控制单元、基准电压单元组成，其中，FPGA芯片分别与FPGA配置单元、开关控制单元、供电单元相连接，系统上电后，FPGA配置单元将完成FPGA芯片的基本配置，通过开关控制单元的调节可完成输出脉冲占空比的调节，基准电压单元提供FPGA芯片所需电压，FPGA芯片A1引脚输出脉冲信号，该脉冲信号与脉冲整形电路的电阻R1连接。
结合图3，图3为本发明纳秒级SOA驱动电路中的脉冲整形电路原理图，脉冲整形电路由比较器Comp、电阻R1、电阻R2、1.65V基准比较电压组成，其中，电阻R1的一端与比较器Comp的正输入端连接，电阻R1的另一端与FPGA芯片输出脉冲信号的A1引脚连接，电阻R2的两端分别与电阻R1和比较器Comp的输出端V1连接，1.65V基准比较电压与比较器Comp的负输入端连接，系统上电后，比较器Comp的正输入端信号将与负输入端信号进行比较，并由V1引脚输出整形脉冲信号。
结合图4，图4为本发明纳秒级SOA驱动电路中的脉冲驱动电路原理图，脉冲驱动电路由运算放大器N1、运算放大器N2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10组成，其中，电阻R3的一端同时与运算放大器N1的正输入端和比较器Comp的输出端V1连接，电阻R3的另一端与地连接，电阻R4的一端与运算放大器N1的负输入端连接，电阻R4的另一端与地连接，电阻R5的一端与运算放大器N1的正输入端连接，电阻R5的另一端与运算放大器N1输出端连接，电阻R6的一端与运算放大器N1的输出端连接，电阻R6的另一端与SOA配置电路的Anode引脚连接；电阻R7的一端同时与运算放大器N2的正输入端和比较器Comp的输出端V1连接，电阻R7的另一端与地连接，电阻R8的一端与运算放大器N2的负输入端连接，电阻R8的另一端与地连接，电阻R9的一端与运算放大器N2的正输入端连接，电阻R9的另一端与运算放大器N2输出端连接，电阻R10的一端与运算放大器N2的输出端连接，电阻R10的另一端与SOA配置电路的Anode引脚连接，系统上电后，比较器CompV1引脚输出整形脉冲信号经过级联运算放大器N1和N2后，通过电阻R5和R9完成反馈，并由输出引脚产生驱动脉冲信号，该信号送至SOA的Anode引脚，系统的地(GND)信号连接至脉冲驱动电路的反向输入端，脉冲驱动电路输出的大电流驱动脉冲信号送至SOA中的光电二极管，当整形脉冲的占空比增加时通过光电二极管与脉冲驱动电路回路，完成电压的反馈，利用电压与反馈电阻比值的变化，进而实现驱动电流的稳定调节输出；
结合图5，图5为本发明纳秒级SOA驱动电路中的温度控制电路示意图，温度控制电路由温控芯片、PID调节控制单元、电桥单元、热电冷却器(TEC)控制单元组成，其中，温控芯片分别与PID调节控制单元、电桥单元、热电冷却器(TEC)控制单元相连接，电桥单元包括两路信号，一路与SOA配置电路中的RTH1连接，另一路与SOA配置电路中的地连接，两路信号与SOA中的热敏电阻组成回路；热电冷却器(TEC)控制单元包括两路信号，一路与SOA配置电路中的TEC+连接，另一路与SOA配置电路中的TEC-连接，系统上电后，温度控制电路电桥单元与SOA中的热敏电阻组成回路，热敏电阻的阻值与SOA温度成比例变化(反比或正比，取决于热敏电阻类型)，当配置为分压器时，可利用它来将温度转换为电压，TEC控制器将该反馈电压与代表目标温度的基准电压进行比较，然后控制流经TEC的电流，从而调整TEC传输的热量，达到恒温控制的目的。
结合图6，图6为本发明纳秒级SOA驱动电路中的SOA配置电路原理图，SOA配置电路由SOA、电阻R11、二极管D1组成，所述电阻R11的一端与SOA的Anode引脚连接，电阻R11的另一端与地(GND)连接，所述二极管D1并联在电阻R11两端，二极管D1的阳极与地连接，二极管D1的阴极与SOA的Anode引脚连接，SOA的Cathode引脚与RTH2引脚分别与GND相连接，其它引脚(NC)悬空，系统上电后，脉冲驱动电路所产生的驱动脉冲信号将与SOA构成回路，当脉冲信号大于SOA中光电二极管的阈值电压后，SOA开启，反之关闭，进而实现SOA的高速开关控制。
本发明的工作原理为：
通过主控电路产生控制半导体光放大器SOA关断的脉冲信号，经脉冲整形电路电路获得纳秒级整形脉冲信号，将获得的纳秒级整形脉冲信号送至脉冲驱动电路的级联同相输入端；
将地信号连接至脉冲驱动电路的反向输入端，脉冲驱动电路输出的大电流驱动脉冲信号送至半导体光放大器SOA中的光电二极管，当整形脉冲的占空比增加时通过光电二极管与脉冲驱动电路回路，完成电压的反馈，利用电压与反馈电阻比值的变化，进而实现驱动电流的稳定调节输出；
将温度控制电路电桥单元与半导体光放大器SOA中的热敏电阻组成回路，热敏电阻的阻值与半导体光放大器SOA温度成比例变化，当配置为分压器时，可利用它来将温度转换为电压，热电冷却器TEC控制器将该反馈电压与代表目标温度的基准电压进行比较，然后控制流经热电冷却器TEC的电流，从而调整热电冷却器TEC传输的热量，实现恒温控制。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：包括温度控制电路和SOA配置电路，以及依次连接的主控电路、脉冲整形电路、脉冲驱动电路和半导体光放大器SOA；所述温度控制电路和SOA配置电路均与半导体光放大器SOA连接；
所述主控电路产生不同占空比的脉冲信号，用于开关切换控制输出脉冲信号的脉冲占空比；
所述脉冲整形电路，用于将主控电路产生的输出脉冲信号进行整形，以产生整形脉冲信号；
所述脉冲驱动电路，用于将脉冲整形电路产生的整形脉冲信号放大，产生驱动脉冲信号；
所述温度控制电路，用于控制半导体光放大器SOA的工作温度，实现半导体光放大器SOA的温度稳定；
所述SOA配置电路，用于完成半导体光放大器SOA外围电路的配置；
所述主控电路包括FPGA芯片、FPGA配置单元、开关控制单元、基准电压单元；所述FPGA芯片分别与FPGA配置单元、开关控制单元、基准电压单元相连接；所述FPGA芯片的脉冲信号输出I/O引脚与脉冲整形电路的电阻R1连接；
所述脉冲整形电路包括比较器Comp、电阻R1和电阻R2；所述电阻R1的一端与比较器Comp的正输入端连接，电阻R1的另一端与FPGA芯片输出脉冲信号的I/O引脚连接，所述电阻R2的两端分别与电阻R1和比较器Comp的输出端V1连接，比较器Comp的负输入端接收1.65V基准比较电压；
所述脉冲驱动电路包括运算放大器N1、运算放大器N2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10；所述电阻R3的一端同时与运算放大器N1的正输入端和比较器Comp的输出端V1连接，电阻R3的另一端与地连接，所述电阻R4的一端与运算放大器N1的负输入端连接，电阻R4的另一端与地连接，所述电阻R5的一端与运算放大器N1的正输入端连接，电阻R5的另一端与运算放大器N1输出端连接，所述电阻R6的一端与运算放大器N1的输出端连接，电阻R6的另一端与SOA配置电路的Anode引脚连接；所述电阻R7的一端同时与运算放大器N2的正输入端和比较器Comp的输出端V1连接，电阻R7的另一端与地连接，所述电阻R8的一端与运算放大器N2的负输入端连接，电阻R8的另一端与地连接，所述电阻R9的一端与运算放大器N2的正输入端连接，电阻R9的另一端与运算放大器N2输出端连接，所述电阻R10的一端与运算放大器N2的输出端连接，电阻R10的另一端与SOA配置电路的Anode引脚连接。
2.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：所述温度控制电路包括温控芯片、PID调节控制单元、电桥单元和热电冷却器控制单元，所述温控芯片分别与PID调节控制单元、电桥单元、热电冷却器控制单元相连接，电桥单元包括两路信号，一路与SOA配置电路中的RTH1连接，另一路与SOA配置电路中的地连接，所述两路信号与SOA中的热敏电阻组成回路；热电冷却器控制单元包括两路信号，一路与SOA配置电路中的热电冷却器TEC+端连接，另一路与SOA配置电路中的热电冷却器TEC-端连接。
3.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：所述SOA配置电路包括SOA、电阻R11、二极管D1，所述电阻R11的一端与SOA的Anode引脚连接，电阻R11的另一端与地连接，所述二极管D1并联在电阻R11两端，二极管D1的阳极与地连接，二极管D1的阴极与SOA的Anode引脚连接，所述SOA的Cathode引脚与RTH2引脚分别与地相连接。
4.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：所述驱动脉冲信号的输出电流200mA~1A。
5.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：所述整形脉冲信号的边沿上升和下降时间优于2ns。
6.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路实现的一种纳秒级SOA驱动电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过主控电路产生控制半导体光放大器SOA关断的脉冲信号，经脉冲整形电路获得纳秒级整形脉冲信号，将获得的纳秒级整形脉冲信号送至脉冲驱动电路的级联同相输入端；
将地信号连接至脉冲驱动电路的反向输入端，脉冲驱动电路输出的大电流驱动脉冲信号送至半导体光放大器SOA中的光电二极管，当整形脉冲的占空比增加时通过光电二极管与脉冲驱动电路回路，完成电压的反馈，利用电压与反馈电阻比值的变化，进而实现驱动电流的稳定调节输出；
将温度控制电路电桥单元与半导体光放大器SOA中的热敏电阻组成回路，热敏电阻的阻值与半导体光放大器SOA温度成比例变化，当配置为分压器时，利用它来将温度转换为电压，热电冷却器TEC控制器将该电压与代表目标温度的基准电压进行比较，然后控制流经热电冷却器TEC的电流，从而调整热电冷却器TEC传输的热量，实现恒温控制。
CN201911268505.5A 2019-12-11 2019-12-11 一种纳秒级soa驱动电路及控制方法 Active CN111064450B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911268505.5A CN111064450B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种纳秒级soa驱动电路及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911268505.5A CN111064450B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种纳秒级soa驱动电路及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111064450A CN111064450A (zh) 2020-04-24
CN111064450B true CN111064450B (zh) 2023-07-14

Family

ID=70300564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911268505.5A Active CN111064450B (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种纳秒级soa驱动电路及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111064450B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112165240B (zh) * 2020-08-27 2022-05-13 山东航天电子技术研究所 纳秒级高压脉冲开关驱动电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03227111A (ja) * 1990-01-31 1991-10-08 Nec Corp ドライバ出力回路

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100514776C (zh) * 2007-08-22 2009-07-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 连续可调纳秒脉冲半导体激光器驱动电源
CN101404376B (zh) * 2008-10-27 2010-04-14 无锡市中兴光电子技术有限公司 Ase宽带光源用泵浦激光器的温度自动控制装置
CN103280694A (zh) * 2013-05-27 2013-09-04 四川大学 基于fpga的高功率脉冲半导体激光器的驱动电源装置
CN104135253B (zh) * 2014-07-09 2017-11-24 中国科学院半导体研究所 一种窄脉宽高重复频率脉冲电流源的电路结构
CN204835207U (zh) * 2015-08-13 2015-12-02 王莹 一种半导体激光器功率调制驱动电路
CN207651796U (zh) * 2017-12-04 2018-07-24 扬州工业职业技术学院 半导体激光器用恒流驱动电路
CN108011294A (zh) * 2017-12-30 2018-05-08 武汉理工光科股份有限公司 基于半导体可调谐激光器的脉冲式扫频光源及产生方法
CN209360660U (zh) * 2018-07-16 2019-09-10 武汉英飞华科技有限公司 一种用于sld或soa的驱动控制装置
CN109088305A (zh) * 2018-10-29 2018-12-25 深圳技术大学（筹） 一种激光光源
CN109326956A (zh) * 2018-11-19 2019-02-12 深圳市大族锐波传感科技有限公司 一种激光器驱动系统及半导体激光模块
CN110265867A (zh) * 2019-05-06 2019-09-20 北京雷动智创科技有限公司 一种基于SiP封装的纳秒级大电流激光驱动芯片

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03227111A (ja) * 1990-01-31 1991-10-08 Nec Corp ドライバ出力回路

Also Published As

Publication number Publication date
CN111064450A (zh) 2020-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0273682A (ja) レーザダイオード駆動方法及び装置
US20060092099A1 (en) Light emitting diode driving device and optical transmission device including the same
JP4308812B2 (ja) 発光素子駆動装置
CN102932066A (zh) 一种光模块
CN104135253A (zh) 一种窄脉宽高重复频率脉冲电流源的电路结构
CN102739233B (zh) 接收电路
CN111064450B (zh) 一种纳秒级soa驱动电路及控制方法
CN112436719B (zh) 一种pwm恒流双反馈激光器驱动电路
CN109149935B (zh) 一种开关电源不同工作模式自由切换的控制电路
CN116938338A (zh) 激光信号传输系统
CN109883335A (zh) 一种微型数字cmos激光位移传感器电路系统
CN109088306B (zh) 激光二极管驱动器消光比控制的控制电路及其方法
CN207937811U (zh) 氮氧传感器加热装置
CN114185052A (zh) 激光发射驱动电路及激光雷达
CN103986052A (zh) 激光器系统、光收发模块及激光器系统光源调整方法
CN116800340B (zh) 信号传输系统
CN108200712A (zh) 一种用于激光测距机光源的控温电路
CN216289482U (zh) 一种时间和幅度可调的脉冲发生器
CN110120627A (zh) 发光元件驱动电路
CN110752507B (zh) 脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置
SU1305537A1 (ru) Датчик перемещений
JP2002324937A (ja) 半導体レーザ制御装置
SU472445A1 (ru) Формирователь импульсов
SU853780A1 (ru) "Оптоэлектронный генератор
JPS5856271B2 (ja) 発光ダイオ−ド駆動回路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant