一种DFB激光器的温度控制电路制造技术

本发明专利技术提出了一种DFB激光器的温度控制电路，其特征在于设有DB9通信接口、RS232通信器件、单片机控制器、DAC数模转换器、基于桥电路的仪表运放电路、基于双运放的BTL桥接负载驱动电路和DFB分布式反馈激光器，该温度控制电路采用2块具有大电流驱动能力的运放构成BTL桥接负载驱动，替代了目前以开关控制为主的温控模块，简化了电路设计，也抑制了驱动电路对电源及系统的电磁干扰；温度控制电路采用硬件电路实现PID，无需复杂的数学算法。

A Temperature Control Circuit for DFB Laser

The invention provides a temperature control circuit for DFB laser, which is characterized by DB9 communication interface, RS232 communication device, single chip computer controller, DAC digital-analog converter, instrument operation circuit based on bridge circuit, BTL bridge load driving circuit based on double operational amplifiers and DFB distributed feedback laser. The temperature control circuit adopts two operational amplifiers with high current driving capability. The BTL bridge load driver replaces the temperature control module which is mainly controlled by switch, simplifies the circuit design and restrains the electromagnetic interference of driving circuit to power supply and system. The temperature control circuit uses hardware circuit to realize PID without complicated mathematical algorithm.

【技术实现步骤摘要】
一种DFB激光器的温度控制电路
：本专利技术涉及激光器
，具体的说是一种DFB激光器的温度控制电路。
技术介绍
：近年来，随着半导体材料及工艺的进步，激光器的线宽越来越窄，从而使得DFB激光器在诸如科技、国防和工业等领域应用中性能得到大幅度提升。在分布式光纤测温系统(DistributedTemperatureSensing，DTS)的应用中，DFB激光器的中心波长应保持不变，如果其中心波长随温度发生了漂移，则会影响测量精度，因此为了保证测量系统的稳定性和可靠性，确保DFB激光器的工作温度从而稳定中心波长至关重要。现有技术中，研究了多种温度控制系统。有些技术，其数字式温控系统虽然硬件结构简单，但需要复杂的数学算法来达到高精度，在工作负载较大时不易满足系统工作的实时性；另有一些，外部电路采用金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)或者电感的半导体致冷器(ThermoElectricCooler,TEC)专用驱动芯片来实现，虽然也实现了电路的简洁，但频繁的开关操作加剧了系统的电磁干扰。
技术实现思路
：本专利技术针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种结构合理、生产成本低、准确可靠，特别适用于DTS温度检测应用环境的一种DFB激光器的温度控制电路。本专利技术可以通过以下措施达到：一种DFB激光器的温度控制电路，其特征在于设有DB9通信接口、RS232通信器件、单片机控制器、DAC数模转换器、基于桥电路的仪表运放电路、基于双运放的BTL桥接负载驱动电路和DFB分布式反馈激光器。本专利技术中所述的DB9通信接口和RS232通信器件构成RS232通信及接口电路，其特征在于电容C4的两端分别接RS232通信器件的2和4引脚；电容C6的两端分别接RS232通信器件的5和6引脚；电容C5的一端接RS232通信器件的3引脚，另一端接地；电容C7的一端接RS232通信器件的7引脚，另一端接地；RS232通信器件的1和14引脚接地；RS232通信器件的12、15和16引脚接地3.3电源；RS232通信器件的8引脚接DB9通信接口的3引脚；RS232通信器件的13引脚接DB9通信接口的2引脚；DB9通信接口的5、10和11引脚接地；DB9通信接口的1引脚接5V电源；该RS232通信器件采用TI公司的MAX3221。本专利技术中所述的DAC数模转换器接收单片机控制器输出的SPI总线，并将其转换成对应的模拟输出电压，具体是DAC数模转换器的8、7和6引脚分别与单片机控制器的17、18和19引脚相连；DAC数模转换器的3和4引脚接地；DAC数模转换器的5引脚接电容C3的一端，C3的另一端接地；DAC数模转换器的9引脚和电容C2的一端接3.3V电源，C2的另一端接地；DAC数模转换器的10引脚接2.048V电源；该DAC数模转换器采用ADI公司的AD5663。本专利技术中所述的基于桥电路的仪表运放电路包括惠斯登桥电路和仪表运放；惠斯登桥电路，其特征在于包括7个固定值电阻和3个接口输入端；电阻R4、R5、R1和R2的公共端与仪表运放的2脚相连，电阻R4和R5另一公共端与地相连，R1的另一端与DAC数模转换器的输出端1脚相连，电阻R2和R6公共端与电压2.048V相连，电阻R6和R82的公共端与仪表运放的3脚和DFB分布式反馈激光器的1脚相连，R8的另一端与单片机控制器的输出端26脚相连，电阻R3的两端分别与仪表运放的1脚和8脚相连。仪表运放的7脚和电容C1的一端接5V电源；仪表运放的4脚和电容C1的另一端接地；仪表运放的5脚和电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端接3.3V电源。仪表运放采用ADI公司的AD623。本专利技术中所述的基于双运放的BTL桥接负载驱动电路，其特征在于包括2个运放构成BTL桥接负载驱动；电容C11和电阻R11的公共端与仪表运放U2的输出端6引脚相连，电容C11和电阻R11的另一公共端、电容C8及电阻R10公共端和运放U5的5引脚相连，电容C8和电阻R10另一公共端、电容C9和C10的公共端相连，电容C9和C10的另一公共端、电阻R14的一端和运放U5的14和15引脚相连；电阻R14的另一端、电容C14及电阻R15公共端和运放U7的5引脚相连；电容C14和电阻R15的另一公共端和运放U7的14和15引脚相连；两路运放的1、10、11、17、18和20引脚均接地；两路运放的6、12和13引脚均接地3.3V电源；电容C12的两端分别接运放U5的11和12引脚；电阻R9的一端接运放U5的3引脚；电阻R12的一端接运放U5的6引脚；电容C15的两端分别接运放U7的11和12引脚；电阻R13的一端接运放U7的3引脚；电阻R9、R12和R13的另一端接地；运放U5及外围器件构成了PID电路；运放U7及外围器件构成了PI电路。构成BTL桥接负载驱动的运放采用TI公司的OPA569。本专利技术中所述的DFB分布式反馈激光器，其特征在于电容C13的一端、运放U5的14和15引脚与激光器6引脚相连；电容C13的另一端、运放U7的14和15引脚与激光器7引脚相连；激光器的2、8、9、10和14引脚接地。激光器类型为DFB分布式反馈激光器。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术针对激光器需要保持在恒温状态来稳定输出波长的特性，根据激光器的内部结构和制冷器工作特性，设计了一种DFB激光器的温度控制电路。该温度控制电路采用具有大电流驱动能力的运放作为核心器件，简化了电路设计，也抑制了驱动电路对电源及系统的电磁干扰；采用硬件电路实现PID，无需复杂的数学算法。附图说明：附图1是本专利技术一种DFB激光器的温度控制电路的原理框图。附图2是本专利技术一种DFB激光器的温度控制电路的电路图。附图标记：DB9通信接口1、RS232通信器件2、单片机控制器3、DAC数模转换器4、基于桥电路的仪表运放电路5、基于双运放的BTL桥接负载驱动电路6、DFB分布式反馈激光器7。具体实施方式：下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如附图1所示，本专利技术提出了一种DFB激光器的温度控制电路的原理框图，包括：DB9通信接口1、RS232通信器件2、单片机控制器3、DAC数模转换器4、基于桥电路的仪表运放电路5、基于双运放的BTL桥接负载驱动电路6和DFB分布式反馈激光器7。如附图2所示，本专利技术提出了一种DFB激光器的温度控制电路的原理图，所述的DB9通信接口J1和RS232通信器件U4构成RS232通信及接口电路，电容C4的两端分别接RS232通信器件U4的2和4引脚；电容C6的两端分别接RS232通信器件U4的5和6引脚；电容C5的一端接RS232通信器件U4的3引脚，另一端接地；电容C7的一端接RS232通信器件U4的7引脚，另一端接地；RS232通信器件U4的1和14引脚接地；RS232通信器件U4的12、15和16引脚接地3.3电源；RS232通信器件U4的8引脚接DB9通信接口J1的3引脚；RS232通信器件U4的13引脚接DB9通信接口J1的2引脚；DB9通信接口J1的5、10和11引脚接地；DB9通信接口J1的1引脚接5V电源；所述的DAC数模转换器U1接收单片机控制器U3输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DFB激光器的温度控制电路，其特征在于设有：DB9通信接口、RS232通信器件、单片机控制器、DAC数模转换器、基于桥电路的仪表运放电路、基于双运放的BTL桥接负载驱动电路和DFB分布式反馈激光器。

【技术特征摘要】
1.一种DFB激光器的温度控制电路，其特征在于设有：DB9通信接口、RS232通信器件、单片机控制器、DAC数模转换器、基于桥电路的仪表运放电路、基于双运放的BTL桥接负载驱动电路和DFB分布式反馈激光器。2.根据权利要求1所述的一种DFB激光器的温度控制电路，其特征在于DB9通信接口和RS232通信器件构成RS232通信及接口电路，其特征在于电容C4的两端分别接RS232通信器件的2和4引脚；电容C6的两端分别接RS232通信器件的5和6引脚；电容C5的一端接RS232通信器件的3引脚，另一端接地；电容C7的一端接RS232通信器件的7引脚，另一端接地；RS232通信器件的1和14引脚接地；RS232通信器件的12、15和16引脚接地3.3电源；RS232通信器件的8引脚接DB9通信接口的3引脚；RS232通信器件的13引脚接DB9通信接口的2引脚；DB9通信接口的5、10和11引脚接地；DB9通信接口的1引脚接5V电源。3.根据权利要求1所述的一种DFB激光器的温度控制电路，其特征在于DAC数模转换器接收单片机控制器输出的串行外设接口总线，并将其转换成对应的模拟输出电压，具体是DAC数模转换器的8、7和6引脚分别与单片机控制器的17、18和19引脚相连；DAC数模转换器的3和4引脚接地；DAC数模转换器的5引脚接电容C3的一端，C3的另一端接地；DAC数模转换器的9引脚和电容C2的一端接3.3V电源，C2的另一端接地；DAC数模转换器的10引脚接2.048V电源。4.根据权利要求1所述的一种DFB激光器的温度控制电路，其特征在于基于桥电路的仪表运放电路包括惠斯登桥电路和仪表运放；惠斯登桥电路，其特征在于包括7个固定值电阻和3个接口输入端；电阻R4、R5、R1和R2的公共端与仪表运放的2脚相连，电阻R4和R5另一公共端与地相连，R1的另一端与DAC数模转换器的输出端1脚相连，电阻R2和R6公共端与电压2.048V相连，电阻R6和R82的公共端与仪表运放的3脚和DFB分布式反馈激光器的1脚相连，R8的另一端与单片机控制器的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德和，贺春芝，刘伟，
申请(专利权)人：威海北洋电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37