一种CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源，包括：DAC控制器(1)、双通道DAC电路(2)、调制电压电路(3)、偏置电压电路(4)、电压复合电路(5)和压控恒流源(6)；DAC控制器(1)连接双通道DAC电路(2)的输入，所述DAC电路(2)的输出分为两路，分别给调制电压电路(3)和偏置电压电路(4)提供输入电压信号，调制电压电路(3)和偏置电压电路(4)的电压输出又作为电压复合电路(5)的输入形成一路输出电压，这路输出电压被输出至恒流源(6)的电压输入端用于控制激光电流。本实用新型专利技术能很好的实现细粒度调制和快速精确地控制激光开启、关断的电压。

【技术实现步骤摘要】
一种CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源
本技术属于气体浓度检测领域，具体涉及一种CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源。
技术介绍
光腔衰荡光谱技术(CRDS技术)是近几年来迅速发展起来的一种吸收光谱检测技术，CRDS气体浓度检测仪是基于CRDS技术进行气体浓度分析的检测装置。CRDS技术测量光在衰荡腔中的衰荡时间，该时间与衰荡腔反射镜的反射率和衰荡腔内介质的吸收有关。检测仪利用激光器发出一定波长的激光，光在衰荡腔内来回反射，衰荡腔中为被测气体，衰荡腔外部采用探测器监测随时间变化的输出光强，输出光强与反射镜的透过率、腔内物质的吸收率等有关。对于特定波长的光，介质的吸收系数是一定的，通过测量存在吸收介质和不存在吸收介质时的衰荡时间，可以计算出被测气体的浓度。激光的波长，由激光器的温度和电流确定。CRDS技术一般采用固定激光器温度和调制激光器电流的方法来调整激光的波长，从而控制衰荡的产生。同时，为了产生呈单指数衰减的信号，采用快速降低激光电流的方式关断激光。衰荡信号是整个量测的基础，由此可推，控制好激光器电流是量测的基础。然而，现有的对激光的控制，在速度、粒度和精度上均有所欠缺。
技术实现思路
本技术提出一种CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源，包括：DAC控制器、双通道DAC电路、调制电压电路、偏置电压电路、电压复合电路和压控恒流源；DAC控制器连接双通道DAC电路的输入，所述DAC电路的输出分为两路，分别给调制电压电路和偏置电压电路提供输入电压信号，调制电压电路和偏置电压电路的电压输出又作为电压复合电路的输入形成一路输出电压，这路输出电压被输出至恒流源的电压输入端用于控制激光电流。优选地，调制电压电路设置如下：调制波形是三角波、0～100Hz频率内可调节、幅度可以调节；设置有关断DA值；偏置电压电路设置如下：设置有开启的DA值；设置有关断的DA值；DAC控制器对偏置电路和调制电路的控制是同时开启或同时关断；偏置电压电路的最高输出电压是调制电路的最大调制幅度的数倍或数十倍；对偏置电路和调制电路控制的粒度是分开的，每路电路由其控制的DAC的位数决定；DAC的响应速度决定电路的响应速度，最终决定激光电流的响应速度。优选地，DAC控制器采用CPLD或FPGA。本技术对压控恒流源的输入端进行控制，达到准确控制激光电流的目的。本技术能很好的实现细粒度调制和快速精确地控制激光开启、关断的电压。附图说明图1所示为本专利技术的CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源各个模块的关系框图。图2所示为本专利技术的CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源电路图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面结合附图对实施例作简单地介绍，附图用于阐述基本原理，从而仅仅阐述对于理解基本原理所需的方面。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本技术基于CRDS气体浓度检测仪而设计的一种激光电流控制的电压源，如图1所示，本技术提出的激光电流控制电压源包括：DAC控制器1、双通道DAC电路2、调制电压电路3、偏置电压电路4、电压复合电路5和压控恒流源6；其中，DAC控制器1控制DAC电压或电流的输出；DAC电路2的输出分为两路，给调制电压电路3和偏置电压电路4提供电压信号，这两电路的电压输出又作为电压复合电路5的输入形成一路输出电压，这路输出电压便是压控恒流源6的输入。CRDS气体浓度检测仪通过激光器发出激光，光在衰荡腔内来回反射从而被检测气体吸收，进而根据衰荡时间检测出气体浓度。因此，衰荡信号的产生是基于CRDS气体浓度检测仪的基础，而对激光电流进行精确及时的控制是产生衰荡信号的必备条件。本技术为了解决激光电流的控制问题，进行如下的设置：DAC控制器对调制电路的控制：1)调制波形是三角波；2)0～100Hz频率内可调节；3)幅度可以调节；4)设置有关断DA值。DAC控制器对偏置电路的控制：1)设置有开启的DA值；2)设置有关断的DA值；3)DAC控制器对偏置电路和调制电路的控制是同时开启或同时关断；4)偏置电路的最高输出电压是调制电路的最大调制幅度的数倍或数十倍；5)对偏置电路和调制电路控制的粒度是分开的，每路电路由其控制的DAC的位数决定；6)DAC的响应速度决定电路的响应速度。图2示出了根据本技术技术方案所设计的一个具体实施电路。图2中虚线框示出了组成激光电流控制电压源的主要模块(未示出DAC控制和恒流电压源部分)，依次为双通道DAC电路2、调制电压电路3、偏置电压电路4和电压复合电路5。DAC控制器可采用CPLD或者FPGA，DAC电路2采用的数模转换器芯片为AD9767，AD9767是一种双通道、14位、125MSPS、CMOSDAC，采用了低成本的CMOS工艺制造，功耗较低。DAC电路采用的芯片不限于此，可替换的还可以采用其它芯片，例如DAC2904，或其它高速芯片稍修改线路也可适用。DAC控制器发送出的数字控制信号被输出至DAC电路2，DAC电路2的一路输出为Vib1和Via1，另一路输出为Vib2和Via2，两路输出分别被连接至调制电压电路3和偏置电压电路4，调制电压电路3的输出V1和偏置电压电路4的输出V2被连接至电压复合电路5，电压复合电路5将复合后的电压Vout用于控制恒流电压源。其中，V1＝Via1-Vib1，V2＝2*(1.2+Via2-Vib2)，Vout＝V2-V1。根据本技术，还可以设计出多种电路，不限于实施例所采用的电路和芯片，本技术能很好的实现细粒度调制和快速精确地控制激光开启、关断的电压。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源，其特征在于，所述电压源包括：DAC控制器、双通道DAC电路、调制电压电路、偏置电压电路、电压复合电路和压控恒流源；DAC控制器连接双通道DAC电路的输入，所述DAC电路的输出分为两路，分别给调制电压电路和偏置电压电路提供输入电压信号，调制电压电路和偏置电压电路的电压输出又作为电压复合电路的输入形成一路输出电压，这路输出电压被输出至恒流源的电压输入端用于控制激光电流。

【技术特征摘要】
1.一种CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源，其特征在于，所述电压源包括：DAC控制器、双通道DAC电路、调制电压电路、偏置电压电路、电压复合电路和压控恒流源；DAC控制器连接双通道DAC电路的输入，所述DAC电路的输出分为两路，分别给调制电压电路和偏置电压电路提供输入电压信号，调制电压电路和偏置电压电路的电压输出又作为电压复合电路的输入形成一路输出电压，这路输出电压被输出至恒流源的电压输入端用于控制激光电流。2.根据权利要求1所述的CRDS气体浓度检测仪的激光电流控制电压源，其特征在于：调制电压电路设置如下：调制波形是三角波；0～100...

【专利技术属性】
技术研发人员：江长海，阎文斌，张飞雄，
申请(专利权)人：内蒙古光能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15