一种高分辨率任意波形激光器驱动源制造技术

一种高分辨率任意波形激光器驱动源，涉及调频连续波激光测距技术领域。本实用新型专利技术是为了解决现有电流调谐半导体激光器无法保证良好的调频线性度，进而导致测量结果准确性低的问题。本实用新型专利技术所述的一种高分辨率任意波形激光器驱动源，ARM处理器用于采集上位机发送的波形数据、频率字数据和偏置电压数据，ARM处理器连接第一数模转换器和CPLD，第一数模转换器连接信号调理电路，电压发生电路连接第一数模转换器，电压发生电路连接第二数模转换器，CPLD连接RAM，RAM连接第二数模转换器，第二数模转换器连接信号调理电路，信号调理电路连接恒流源电路，恒流源电路输出驱动电流。恒流源电路输出驱动电流。恒流源电路输出驱动电流。

A high resolution arbitrary waveform laser driver

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨率任意波形激光器驱动源


[0001]本技术属于调频连续波激光测距


技术介绍

[0002]调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)激光雷达测距技术是激光测量技术和雷达测距技术相结合而产生的新兴技术。由于激光可以向固定的方向进行辐射，并且辐射的散开角度极小，因此利用激光测量得到的结果更加可靠，精度更高，并且激光的抗干扰能力更强。雷达测距技术能够不受天气的影响，应用场景更加丰富。调频连续波激光雷达测距技术充分的结合了激光测量技术和雷达测距技术的优点，对物体的绝对距离进行测量，分辨率更高，稳定性更强，并且可以实现非接触式测量，即使面对恶劣的环境，激光雷达测距技术也能提供准确的测量信息。
[0003]调频连续波激光雷达测距技术原理是在时间上对发射信号频率进行调制，发射信号照射到被测物体表面反射形成回波信号，通过测量回波信号与发射信号的差拍信号频率来分析出目标的绝对距离。而可调谐电流半导体激光器的输出频率是通过改变注入电流幅值来控制的，并且由于其小体积，成本低、调制速度快等优点成为了激光雷达测距技术的理想光源。
[0004]因此为保证调频连续波激光雷达测距技术的准确性，则必须保证可调谐半导体激光器输出光频率的稳定。而可调谐半导体激光器是通过控制注入电流幅值达到控制输出激光频率的目的，因此提高注入电流的精度是提高调频连续波激光雷达测距技术精度的关键。
[0005]在理想情况下，电流调谐半导体激光器输出频率随注入电流幅值的改变而发生线性变化。但是在实际应用中，由于电流调谐半导体激光器自身结构上的缺陷以及对温度变化非常敏感的特点，导致电流调谐半导体激光器不能得到良好的调频线性度，进而影响到测量结果的准确性。

技术实现思路

[0006]本技术是为了解决现有电流调谐半导体激光器无法保证良好的调频线性度，进而导致测量结果准确性低的问题，现提供一种高分辨率任意波形激光器驱动源。
[0007]一种高分辨率任意波形激光器驱动源，包括：ARM处理器1、基准电压电路2、任意波形发生电路3、信号调理电路4和恒流源电路5，基准电压电路2包括第一数模转换器2
‑
1和电压发生电路2
‑
2，任意波形发生电路3包括CPLD3
‑
1、RAM3
‑
2和第二数模转换器3
‑
3，
[0008]ARM处理器1用于采集上位机发送的波形数据、频率字数据和偏置电压数据，ARM处理器1的偏置电压数据输出端连接第一数模转换器2
‑
1的偏置电压数据输入端，ARM处理器1的频率字数据和波形数据输出端连接CPLD3
‑
1的输入端，
[0009]第一数模转换器2
‑
1的偏置电压输出端连接信号调理电路4的偏置电压输入端，
[0010]电压发生电路2
‑
2的一号基准电压输出端连接第一数模转换器2
‑
1的一号基准电
压输入端，电压发生电路2
‑
2的二号基准电压输出端连接第二数模转换器3
‑
3的二号基准电压输入端，
[0011]CPLD3
‑
1的地址与数据输出端连接RAM3
‑
2的地址与数据输入端，
[0012]RAM3
‑
2的数据输出端连接第二数模转换器3
‑
3的数据输入端，
[0013]第二数模转换器3
‑
3的差分电压输出端连接信号调理电路4的差分电压输入端，
[0014]信号调理电路4的单端电压输出端连接恒流源电路5的电压输入端，恒流源电路5的电流输出端输出驱动电流。
[0015]进一步的，上述电压发生电路2
‑
2包括：ADR03芯片、放大器N2A、放大器N3A、电容CR1～CR14、电阻R1和电阻R2，
[0016]ADR03芯片的2号引脚和电容CR7的一端同时连接电源正极，ADR03芯片的6号引脚分别连接电容CR8的一端、放大器N2A的同相输入端和放大器N3A的同相输入端，放大器N2A的输出端分别连接放大器N2A的反相输入端和电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电容CR5的一端和电容CR6的一端，放大器N3A的输出端分别连接放大器N3A的反相输入端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别连接电容CR13的一端和电容CR14的一端，放大器N2A的正极、电容CR1的一端、电容CR2的一端、放大器N3A的正极、电容CR9的一端和电容CR10的一端同时连接正电压源，放大器N2A的负极、电容CR3的一端、电容CR4的一端、放大器N3A的负极、电容CR11的一端、电容CR12的一端同时连接负电压源，
[0017]电阻R1的另一端作为电压发生电路2
‑
2的一号基准电压输出端，电阻R2的另一端作为电压发生电路2
‑
2的二号基准电压输出端，ADR03芯片的4号引脚、电容CR1～CR14的另一端均连接电源地。
[0018]进一步的，上述第一数模转换器2
‑
1包括：DAC8552芯片、放大器N2B、电容CR15～CR17和电阻R3，
[0019]DAC8552芯片的7号引脚作为第一数模转换器2
‑
1的偏置电压数据输入端，
[0020]DAC8552芯片的2号引脚作为第一数模转换器2
‑
1的一号基准电压输入端，
[0021]DAC8552芯片的4号引脚分别连接电容CR15的一端和放大器N2B的同相输入端，
[0022]放大器N2B的输出端分别连接放大器N2B的反相输入端和电阻R3的一端，
[0023]电阻R3的另一端分别连接电容CR16和CR17的一端，
[0024]电阻R3的另一端作为第一数模转换器2
‑
1的偏置电压输出端，
[0025]DAC8552芯片的8号引脚和电容CR15～CR17的另一端均连接电源地。
[0026]进一步的，上述第二数模转换器3
‑
3包括：LTC1668芯片、电容CF40～CF42、电阻RF12～RF13和电感LP1～LP2，
[0027]LTC1668芯片的IO0～IO15引脚是第二数模转换器3
‑
3的数据输入端，LTC1668芯片的16号引脚为第二数模转换器3
‑
3的二号基准电压输入端，LTC1668芯片的19和20号引脚为第二数模转换器3
‑
3的差分电压输出端，
[0028]LTC1668芯片的22、21和15号引脚分别连接电容CF40～CF42的一端，LTC1668芯片的25和23号引脚分别连接电感LP1和电感LP2的一端，LTC1668芯片的19和20号引脚分别连接电阻RF12和电阻RF13的一端，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率任意波形激光器驱动源，其特征在于，包括：ARM处理器(1)、基准电压电路(2)、任意波形发生电路(3)、信号调理电路(4)和恒流源电路(5)，基准电压电路(2)包括第一数模转换器(2
‑
1)和电压发生电路(2
‑
2)，任意波形发生电路(3)包括CPLD(3
‑
1)、RAM(3
‑
2)和第二数模转换器(3
‑
3)，ARM处理器(1)用于采集上位机发送的波形数据、频率字数据和偏置电压数据，ARM处理器(1)的偏置电压数据输出端连接第一数模转换器(2
‑
1)的偏置电压数据输入端，ARM处理器(1)的频率字数据和波形数据输出端连接CPLD(3
‑
1)的输入端，第一数模转换器(2
‑
1)的偏置电压输出端连接信号调理电路(4)的偏置电压输入端，电压发生电路(2
‑
2)的一号基准电压输出端连接第一数模转换器(2
‑
1)的一号基准电压输入端，电压发生电路(2
‑
2)的二号基准电压输出端连接第二数模转换器(3
‑
3)的二号基准电压输入端，CPLD(3
‑
1)的地址与数据输出端连接RAM(3
‑
2)的地址与数据输入端，RAM(3
‑
2)的数据输出端连接第二数模转换器(3
‑
3)的数据输入端，第二数模转换器(3
‑
3)的差分电压输出端连接信号调理电路(4)的差分电压输入端，信号调理电路(4)的单端电压输出端连接恒流源电路(5)的电压输入端，恒流源电路(5)的电流输出端输出驱动电流。2.根据权利要求1所述的一种高分辨率任意波形激光器驱动源，其特征在于，电压发生电路(2
‑
2)包括：ADR03芯片、放大器N2A、放大器N3A、电容CR1～CR14、电阻R1和电阻R2，ADR03芯片的2号引脚和电容CR7的一端同时连接电源正极，ADR03芯片的6号引脚分别连接电容CR8的一端、放大器N2A的同相输入端和放大器N3A的同相输入端，放大器N2A的输出端分别连接放大器N2A的反相输入端和电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电容CR5的一端和电容CR6的一端，放大器N3A的输出端分别连接放大器N3A的反相输入端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别连接电容CR13的一端和电容CR14的一端，放大器N2A的正极、电容CR1的一端、电容CR2的一端、放大器N3A的正极、电容CR9的一端和电容CR10的一端同时连接正电压源，放大器N2A的负极、电容CR3的一端、电容CR4的一端、放大器N3A的负极、电容CR11的一端、电容CR12的一端同时连接负电压源，电阻R1的另一端作为电压发生电路(2
‑
2)的一号基准电压输出端，电阻R2的另一端作为电压发生电路(2
‑
2)的二号基准电压输出端，ADR03芯片的4号引脚、电容CR1～CR14的另一端均连接电源地。3.根据权利要求1或2所述的一种高分辨率任意波形激光器驱动源，其特征在于，第一数模转换器(2
‑
1)包括：DAC8552芯片、放大器N2B、电容CR15～CR17和电阻R3，DAC8552芯片的7号引脚作为第一数模转换器(2
‑
1)的偏置电压数据输入端，DAC8552芯片的2号引脚作为第一数模转换器(2
‑
1)的一号基准电压输入端，DAC8552芯片的4号引脚分别连接电容CR15的一端和放大器N2B的同相输入端，放大器N2B的输出端分别连接放大器N2B的反相输入端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电容CR16和CR17的一端，电阻R3的另一端作为第一数模转换器(2
‑
1)的偏置电压输出端，DAC8552芯片的8号引脚和电容CR15～CR17的另一端均连接电源地。4.根据权利要求1所述的一种高分辨率任意波形激光器驱动源，其特征在于，第二数模
转换器(3
‑
3)包括：LTC1668芯片、电容CF40～CF42、电阻RF12～RF13和电感LP1～LP2，LTC1668芯片的IO0～IO15引脚是第二数模转换器(3
‑
3)的数据输入端，LTC1668芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖建新，王建凯，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：