激光脉冲发射电路制造技术

本发明专利技术涉及一种激光脉冲发射电路，具有门芯片、低压差稳压器、驱动集成芯片和场效应管；所述门芯片的两个输入端并联后与触发信号的输出端相连接，门芯片的输出端与驱动集成芯片的使能端相连，门芯片的电源端通过低压差稳压器后接电源，门芯片的接地端接地；所述驱动集成芯片的电源端接电源，驱动集成芯片的ENBA端接VDD1，AGND端和POND端均接地，驱动集成芯片的两个输出端并联后通过电阻接至场效应管的栅极；所述场效应管的源极接地，场效应管的栅极依次通过电阻、晶体管和晶体管后与漏极连接。本发明专利技术使得激光管在发射激光时，可以满功率发射激光功率。

Laser pulse emitting circuit

The present invention relates to a laser pulse emission circuit with gate chip, low dropout voltage regulator, driver IC and FET; two input ends of the parallel door chip connected with the output end of the trigger signal, and the output end of the driving chip enable end connected to the door of the chip, the chip power supply door by the end of low dropout voltage regulator is connected with the power supply chip door grounding end grounding; the power drive chip is connected with the power source, driver IC ENBA VDD1 terminal, AGND terminal and POND terminal grounded gate two outputs parallel drive IC through resistance connected to the field effect tube; the field effect transistor source grounding, FET gate turn through the resistor, transistor and transistor is connected with a drain after. The invention enables the laser tube to transmit laser power at full power when the laser is emitted.

【技术实现步骤摘要】
激光脉冲发射电路
本专利技术涉及激光脉冲测距仪
，特别涉及一种激光脉冲发射电路。
技术介绍
激光脉冲发射电路，在激光脉冲测距仪中是普遍使用的电路。它对发射的激光脉冲时有要求的。在相位式激光测距仪中，其发射的激光功率应该≤5mW，这是安全方面的标准要求。而在脉冲测距的应用中，其发射激光的功率应该≤0.4mW，其脉冲的上升沿、下降沿要求≤10ns，激光脉冲的宽度要求≤100ns。根据提出的技术要求，采用波长为n＝905nm，功率为75W的脉冲发射管电路，应用在激光脉冲测距仪中，其电路结构如图1，其激光管工作状态：在测量中，真正起作用的是脉冲信号上升沿或是下降沿及脉冲宽度。其上升沿、下降沿决定测量精度，脉冲宽度决定发射能量大小。所以应该尽量缩短脉冲信号的宽度，为一定值，使发射脉冲尽量接近规定的要求。(激光管规定的脉冲宽度为：≤100nS)在图1中，影响脉冲宽度的主要原因是：电阻R4对电容充电，激光管的正向导通电阻RD随着导通电压的减小而增加，其激光管的导通电阻RD不再是小阻抗，并联在激光管两端的电阻R3＝100Ω不是很小等造成。电容器的放电时间τ1就是激光管发射激光时的上升沿时间，电容器的反向恢复时间τ2就是激光管停止发射激光所需要的时间(决定激光脉冲的宽度)。其τ2为：τ2＝(RQ4+RD1||R5||R4)×C4导通状态时，R04≤1Ω，RD1||R5||R4≈R5＝100Ω，C4＝22nF，则：τ2≈2200nS。由于Q1，Q2，Q3组成的驱动器，其最大驱动电流约为800mA，在脉冲驱动过程中，驱动电流达不到场效应管需要的栅极电流，所以漏极电流达不到激光管发射激光时的最大电流，所以激光功率比较小。因为τ2≈2200nS所以激光脉冲宽度比较大。具体驱动激光管发光的驱动脉冲波形如图2，实际测试发射激光脉冲信号波形图如图3注：1.脉冲前沿约为：6ns2.脉冲总宽度约为：3000ns3.激光有效脉冲宽度约为：≥400ns由于激光功率的峰值是75W，在实际应用中，由于电路的特性，激光管的实际发射激光功率只有约13W，而由于光学结构的影响，实际物镜的出光功率仅为激光功率的十分之一左右，≤1.3W峰值。在脉冲发射的周期中，平均功率为：0.4mW左右。在安全方面基本符合要求，但是，对于脉冲上升沿、下降沿、脉冲宽度方面却存在很大问题，同时，脉冲重复频率不能提高，只有250HZ或以下。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种使得激光管在发射激光时，可以满功率发射激光功率，激光上升沿、下降沿、脉冲宽度都符合技术要求，而且脉冲宽度可调，触发脉冲的重复频率可以很容易达到100KHZ以上，脉冲平均功率符合安全标准的激光脉冲发射电路。实现本专利技术目的的技术方案是：一种激光脉冲发射电路，具有门芯片IC1、低压差稳压器IC2、驱动集成芯片IC3和场效应管IC4；所述门芯片IC1的两个输入端并联后与触发信号的输出端相连接，门芯片IC1的输出端与驱动集成芯片IC3的使能端相连，门芯片IC1的电源端通过低压差稳压器后接电源VDD1，门芯片IC1的接地端接地；所述驱动集成芯片IC3的电源端VDD接电源VDD1，驱动集成芯片IC3的ENBA端接VDD1，AGND端和POND端均接地，驱动集成芯片IC3的两个输出端并联后通过电阻R1接至场效应管IC4的栅极G；所述场效应管IC4的源极S接地，场效应管IC4的栅极G依次通过电阻R3、晶体管Q1和晶体管Q2后与漏极D连接。上述技术方案所述场效应管IC4的漏极D并联后依次通过电容C3和发光二极管D1后接地。上述技术方案所述晶体管Q1的基极接电阻R3，发射极接地，集电极接晶体管Q2的基极；所述晶体管Q2的发射极接场效应管IC4的漏极D，集电极通过电阻R4接至其自身的基极。上述技术方案所述驱动集成芯片IC3的电源端VDD与电源VDD1之间连接有接地的下拉电容C1和C2。采用上述技术方案后，本专利技术具有以下积极的效果：(1)本专利技术使得激光管在发射激光时，可以满功率发射激光功率，激光上升沿、下降沿、脉冲宽度都符合技术要求，而且脉冲宽度可调，触发脉冲的重复频率可以很容易达到100KHZ以上，脉冲平均功率符合安全标准。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1为传统的激光脉冲发射电路的电路图；图2为传统的激光脉冲发射电路的驱动脉冲宽度信号图；图3为传统的激光脉冲发射电路的实际测试发射激光脉冲信号波形图；图4为本专利技术的电路图；图5为本专利技术的驱动脉冲宽度信号图；图6为本专利技术的实际测试发射激光脉冲信号波形图；具体实施方式(实施例1)见图4至图5，本专利技术具有门芯片IC1、低压差稳压器IC2、驱动集成芯片IC3和场效应管IC4；所述门芯片IC1的两个输入端(1、2管脚)并联后与插座的输出端(3管脚)相连接，门芯片IC1的输出端(4管脚)与驱动集成芯片IC3的使能端EN(1管脚)相连，门芯片IC1的电源端(5管脚)通过低压差稳压器后接电源VDD1，门芯片IC1的接地端(3管脚)接地；所述驱动集成芯片IC3的电源端VDD(1管脚)接电源VDD1，驱动集成芯片IC3的ENBA端(3管脚)接电源VDD1、AGND端(4管脚)和POND端(5管脚)均接地，驱动集成芯片IC3的两个输出端(6、7管脚)并联后通过电阻R1接至场效应管IC4的栅极G(4管脚)；所述场效应管IC4的源极S(1、2、3管脚)接地，场效应管IC4的栅极G(4管脚)依次通过电阻R3、晶体管Q1和晶体管Q2后与漏极D(5、7、8管脚)连接。所述场效应管IC4的漏极D(5、7、8管脚)并联后依次通过电容C3和发光二极管D1后接地，且电容C3和发光二极管D1的公共连接处连接有接地的二极管D2和接地的电阻R5。所述晶体管Q1的基极接电阻R3，发射极接地，集电极接晶体管Q2的基极；所述晶体管Q2的发射极接场效应管IC4的漏极D(5、7、8管脚)，集电极通过电阻R4接至其自身的基极。所述驱动集成芯片IC3的电源端VDD(1管脚)与电源VDD1之间连接有接地的下拉电容C1和C2。驱动电路有三级管电路改成驱动集成电路UCC27322，其特性如下表：驱动电路UCC27322电路基本参数：从上述指标中可以看出：输入高电平电压应该大于2.7V输入低电平电压应该小于1.1V输出峰值电流应该≥9A有效电流应该≥3A(负载为容性，负载电容为10nF)。可以直接由MPU等IC驱动。场效应管有FDMC86160组成，其电路基本参数如下：从场效应管FDMC86160特性曲线可以看出：A.当VGS≥10V时，ID≥50A此时，BVSD＝0.8～1.0VB.栅极驱动电流为：其中：dt按照如下计算：在脉冲上升沿tr＝10ns内,驱动电压达到95％时所对应的时间为dt，则：所以：dt＝ln0.05×τ≈3τ＝3×10ns＝30ns即当时间为:td＝30ns时驱动电压为：VGS＝10V时，驱动栅极电流为：430mA,漏极电流可以达到：ID＝50A。有电路参数可以看出，当驱动电流为430mA时，流经电阻R1产生的压降为：VR1＝430mA×2Ω＝0.86V。因此，前级的驱动电压应该为：Uout＝0.86V+10V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光脉冲发射电路，其特征在于：具有门芯片IC1、低压差稳压器IC2、驱动集成芯片IC3和场效应管IC4；所述门芯片IC1的两个输入端并联后与触发信号的输出端相连接，门芯片IC1的输出端与驱动集成芯片IC3的使能端相连，门芯片IC1的电源端通过低压差稳压器后接电源VDD1，门芯片IC1的接地端接地；所述驱动集成芯片IC3的电源端VDD接电源VDD1，驱动集成芯片IC3的ENBA端接VDD1，AGND端和POND端均接地，驱动集成芯片IC3的两个输出端并联后通过电阻R1接至场效应管IC4的栅极G；所述场效应管IC4的源极S接地，场效应管IC4的栅极G依次通过电阻R3、晶体管Q1和晶体管Q2后与漏极D连接。

【技术特征摘要】
1.一种激光脉冲发射电路，其特征在于：具有门芯片IC1、低压差稳压器IC2、驱动集成芯片IC3和场效应管IC4；所述门芯片IC1的两个输入端并联后与触发信号的输出端相连接，门芯片IC1的输出端与驱动集成芯片IC3的使能端相连，门芯片IC1的电源端通过低压差稳压器后接电源VDD1，门芯片IC1的接地端接地；所述驱动集成芯片IC3的电源端VDD接电源VDD1，驱动集成芯片IC3的ENBA端接VDD1，AGND端和POND端均接地，驱动集成芯片IC3的两个输出端并联后通过电阻R1接至场效应管IC4的栅极G；所述场效应管IC4的源极S接地，场效应...

【专利技术属性】
技术研发人员：费凤祥，
申请(专利权)人：常州大地测绘科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32