一种激光气体分析仪的激光驱动信号发生器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种激光气体分析仪的激光驱动信号发生器；解决的技术问题为：提供一种噪声低、输出频率灵活调节、输出频率范围宽的激光气体分析仪的激光驱动信号发生器；采用的技术方案为：FPGA芯片的两个信号输出端分别与数字电位器和DA转换芯片相连，数字电位器与第一运算放大器相连，第一运算放大器与频率可调的带通滤波器相连，带通滤波器与第一电压跟随器相连，DA转换芯片与第二运算放大器相连，第二运算放大器与第一低通滤波器相连，第一低通滤波器与第二电压跟随器相连，第二电压跟随器和第一电压跟随器均与加法器相连，加法器与第二低通滤波器相连，第二低通滤波器与第三电压跟随器相连，第三电压跟随器的输出端为所述信号发生器的输出端；适用于电路系统领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种激光气体分析仪的激光驱动信号发生器；解决的技术问题为：提供一种噪声低、输出频率灵活调节、输出频率范围宽的激光气体分析仪的激光驱动信号发生器；采用的技术方案为：FPGA芯片的两个信号输出端分别与数字电位器和DA转换芯片相连，数字电位器与第一运算放大器相连，第一运算放大器与频率可调的带通滤波器相连，带通滤波器与第一电压跟随器相连，DA转换芯片与第二运算放大器相连，第二运算放大器与第一低通滤波器相连，第一低通滤波器与第二电压跟随器相连，第二电压跟随器和第一电压跟随器均与加法器相连，加法器与第二低通滤波器相连，第二低通滤波器与第三电压跟随器相连，第三电压跟随器的输出端为所述信号发生器的输出端；适用于电路系统领域。【专利说明】一种激光气体分析仪的激光驱动信号发生器
本技术涉及激光领域，具体涉及一种激光气体分析仪的激光驱动信号发生器。
技术介绍
在激光在线气体分析系统中，激光器是非常重要的器件，在目前的激光在线气体分析系统中，采用的技术有两种:直接吸收光谱技术和波长调制光谱技术(WMS)，相较于直接吸收光谱技术，波长调制光谱技术(WMS)可将系统的测量灵敏度提高10(Γ1000倍，而其关键技术在于:实现对激光器的低噪声信号的驱动和解调；国外的DFB激光器在2234nm波段对应CO气体的吸收线强为10_21的数量级，系统要想达到ppb级气体的探测灵敏度，其前端电路驱动部分的电流噪声应该小于2 μ A, V-1部分的模拟电路部分的信号发生器的幅度噪声和相位噪声的信噪比(SNR)应该满足在80dB以上；而激光驱动信号直接关系到激光器的光谱噪声，会影响激光器的性能稳定性，乃至影响整个系统的测量性能、信噪比以及测量灵敏度，所以，激光气体分析仪的激光驱动信号发生器的幅度噪声、Jitter噪声以及温漂特性将会直接影响整个系统的测量准确度。 激光驱动信号实质上是由两个不同信号经过频率合成后而得到的，常用的频率合成技术有直接式、直接数字式和混合式，而市场上一般的数字频率合成器DDS芯片由于受限于DA量化噪声、与系统扫描信号为非同源驱动等因素，很难满足系统的需求；因此，一个低噪声、输出频率可灵活调节、输出频率范围较宽以及输出波形信号较稳定的激光气体分析仪的激光驱动信号发生器显得尤为重要。
技术实现思路
本技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为:提供一种噪声较低、输出频率可灵活调节、输出频率范围较宽的激光气体分析仪的激光驱动信号发生器。 为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为:一种激光气体分析仪的激光驱动信号发生器，包括=FPGA芯片，所述FPGA芯片的两个信号输出端分别与数字电位器和DA转换芯片相连，所述数字电位器与第一运算放大器相连，所述第一运算放大器与频率可调的带通滤波器相连，所述带通滤波器与第一电压跟随器相连，所述DA转换芯片与第二运算放大器相连，所述第二运算放大器与第一低通滤波器相连，所述第一低通滤波器与第二电压跟随器相连，所述第二电压跟随器和第一电压跟随器均与加法器相连，所述加法器与第二低通滤波器相连，所述第二低通滤波器与第三电压跟随器相连，所述第三电压跟随器与V/I转换器相连，所述V/I转换器的输出端为所述信号发生器的输出端。 所述第一运算放大器包括:运放芯片U1，所述运放芯片Ul的同相输入端串接电阻Rl后与所述数字电位器的输出端Al相连，所述运放芯片Ul的反相输入端并接电阻R2的一端后与电阻R3的一端相连，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的另一端与所述运放芯片Ul的输出端相连，所述运放芯片Ul的电源负端并接电容Cl的一端后与-5V电压相连，所述运放芯片Ul的电源正端并接电容C2的一端后与+5V电压相连，所述电容Cl的另一端和电容C2的另一端均接地；所述带通滤波器包括:运放芯片U2、运放芯片U3和运放芯片U4,所述运放芯片U2的反相输入端并接电阻R4的一端、电阻R5的一端、电容C3的一端和可调电阻RPl的一个固定端后与电容C4的一端相连，所述电阻R4的另一端与所述运放芯片Ul的输出端相连，所述电阻R5的另一端并接电容C3的另一端和运放芯片U2的输出端后与电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端并接所述运放芯片U3的反相输入端后与电阻R7的一端相连，所述可调电阻RPl的另一个固定端并接电容C4的另一端和电容C5的一端后与所述运放芯片U4的输出端相连，所述电容C5的另一端并接所述运放芯片U4的反相输入端后与可变电阻RP2的一个固定端相连，所述可变电阻RP2的另一个固定端并接所述电阻R7的另一端和所述运放芯片U3的输出端后与电容C6的一端相连，所述运放芯片U2的同相输入端、所述运放芯片U3的同相输入端和所述运放芯片U4的同相输入端均接地；所述第一电压跟随器包括:运放芯片U5，所述运放芯片U5的同相输入端并接电阻R8的一端后与电阻R9的一端相连，所述电阻R8的另一端与所述电容C6的另一端相连，所述电阻R9的另一端接地，所述运放芯片U5的反相输入端并接所述运放芯片U5的输出端后与电阻RlO的一端相连；所述第一低通滤波器包括:运放芯片U6，所述运放芯片U6的反相输入端并接电容C7的一端后与电阻Rll的一端相连，所述运放芯片U6的同相输入端串接电阻R12后接地,所述电阻Rll的另一端并接电阻R13的一端和电容C8的一端后与电阻R14的一端相连，所述电阻R14的另一端与所述第二运算放大器的输出端A2相连，所述电容CS的另一端接地，所述电阻R13的另一端并接所述电容C7的另一端后与所述运放芯片U6的输出端相连，所述运放芯片U6的电源负端并接电容C9的一端后与-5V电压相连，所述运放芯片U6的电源正端并接电容ClO的一端后与+5V电压相连，所述电容C9的另一端和电容ClO的另一端均接地；所述第二电压跟随器包括:运放芯片U7，所述运放芯片U7的同相输入端串接电阻R15后与所述运放芯片U6的输出端相连，所述运放芯片U7的反相输入端并接所述运放芯片U7的输出端后与电阻R16的一端相连；所述加法器包括:运放芯片U8，所述运放芯片U8的同相输入端并接所述电阻RlO的另一端后与所述电阻R16的另一端相连，所述运放芯片U8的反相输入端并接电阻R17的一端后与电阻R18的一端相连，所述电阻R17的另一端接地，所述电阻R18的另一端与所述运放芯片U8的输出端相连，所述运放芯片U8的电源负端并接电容Cll的一端后与-5V电压相连，所述运放芯片U8的电源正端并接电容C12的一端后与+5V电压相连，所述电容Cll的另一端和电容C12的另一端均接地；所述第二低通滤波器包括:运放芯片U9，所述运放芯片U9的反相输入端并接电容C13的一端后与电阻R20的一端相连，所述运放芯片U9的同相输入端串接电阻R21后接地，所述电阻R20的另一端并接电阻R22的一端和电容C14的一端后与电阻R19的一端相连,所述电阻R19的另一端与所述运放芯片U8的输出端相连，所述电容C14的另一端接地，所述电阻R22的另一端并接所述电容C13的另一端后与所述运放芯片U9的输出端相连，所述运放芯片U9的电源负端并接电容C15的一端后与-5V电压相连，所述运放芯片U9的电源正端并接电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光气体分析仪的激光驱动信号发生器，其特征在于：包括：FPGA芯片（1），所述FPGA芯片（1）的两个信号输出端分别与数字电位器（2）和DA转换芯片（3）相连，所述数字电位器（2）与第一运算放大器（4）相连，所述第一运算放大器（4）与频率可调的带通滤波器（5）相连，所述带通滤波器（5）与第一电压跟随器（6）相连，所述DA转换芯片（3）与第二运算放大器（7）相连，所述第二运算放大器（7）与第一低通滤波器（8）相连，所述第一低通滤波器（8）与第二电压跟随器（9）相连，所述第二电压跟随器（9）和第一电压跟随器（6）均与加法器（10）相连，所述加法器（10）与第二低通滤波器（11）相连，所述第二低通滤波器（11）与第三电压跟随器（12）相连，所述第三电压跟随器（12）与V/I转换器（13）相连，所述V/I转换器（13）的输出端为所述信号发生器的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武学春，段永亮，吕小云，张志星，
申请(专利权)人：山西森达源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14