一种基于V-I转换的激光器电流控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于V

【技术实现步骤摘要】
一种基于V
‑
I转换的激光器电流控制电路


[0001]本技术涉及激光器电流控制
，更具体地说涉及一种基于V
‑
I转换的激光器电流控制电路。

技术介绍

[0002]在光电领域中，使激光器工作在锁定状态时，还需实时检测激光器工作的功率情况，传统的检测方式是使用一个PD受光器与一个激光器匹配，PD受光器感应激光器发射的激光，将其转换为电信号反馈至控制器，由控制器根据PD受光器反馈的电信号进行计算，从而得到激光器的功率，以判断是否需要调节对激光器输出的电压。
[0003]而在光模块的运用上，都离不开激光器的工作，而激光器的发光大小与电流又有密切关系。通常激光器一般可以采用专用IC输出偏置电流使其工作，但随着国产化的崛起和成本的控制，专用芯片的功能可以由外围的简单的电流实现，即通过电压（V）电流（I）转化电路实现，调节输出电压的大小结合外围电路即可实现电流的精准提供，再加激光器稳定工作特点，可通过检测到的信号大小实时动态调整输出电压，简称APC（自动功率控制）。
[0004]现有大多数可通过专用芯片直接控制芯片寄存器达到电流输出的功能，如ADI的ADUCM320芯片，有专门的IDAC输出端口，该芯片主要用于需要大电流输出的激光器，对于小电流工作的激光器如VCSEL就不是首选，需要另外选择合适的芯片，且集成电流输出的芯片成本通常偏高。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术中存在缺陷和不足，本技术提供了一种基于V
‑
I转换的激光器电流控制电路，本技术的专利技术目的在于解决上述现有技术存在的采用专用芯片成本较高，且需要对不同小电流工作的激光器而言，需要选择合适的芯片的问题。本技术的基于V
‑
I转换的激光器控制电路，包括PID控制器、激光器发射电路和采样电路，其中激光器发射电路中连接有多个比例电阻，可通过调整比例电阻实现不同激光器的工作电流运用，并结合激光器稳定工作的特点，可通过PID控制器实时调整输出电压实现激光器稳定工作。本技术的激光器电流控制电路，成本低，通过PID控制器的DAC端口输出电压，再辅以相应比例电阻，即可得到相应大小的电流，可通过调整电流的大小实现不同工作电流激光器的运用和相应的APC控制。
[0006]为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术是通过下述技术方案实现的。
[0007]本技术提供了一种基于V
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I转换的激光器电流控制电路，该控制电路包括PID控制器、激光器发射电路和采样电路，所述激光器发射电路与PID控制器的DAC电压输出端口连接，所述采样电路与PID控制器的ADC电压采集端口连接；所述激光器发射电路包括运算放大器、场效应管和激光器LD，PID控制器的DAC电压输出端口输出一电压，经比例电阻R2后接入运算放大器反相输入端，运算放大器同向输入端经比例电阻R5后接地；其中，R2=R5；运算放大器的输出端接入场效应管G级，并由场效应管S级输出后经电流比例电阻R4连接激
光器LD；在比例电阻R2与激光器LD之间还设置有一连接有比例电阻R1的支路；在PID控制器的DAC电压输出端口与比例电阻R2的连接电路上设置有连接电容C2后接地的支路；场效应管的D级经电容C1后接地；在场效应管与电流比例电阻R4之间设置连接电容C2并接地的支路；所述场效应管S级经连接支路连入到运算放大器反向输入端与比例电阻R5之间；且该连接支路上并联设置有比例电阻R6和电容C3，其中R1=R6。
[0008]进一步的，所述电流比例电阻R4的电阻值为0~1Ω。
[0009]进一步的，所述采样电路包括采样保持电路和受光器PD，采样保持电路一端接地，另一端接入受光器PD与PID控制器ADC电压采集端口之间的电路中。
[0010]所述采样保持电路包括并联设置的电容C5和采样电阻R7。
[0011]在激光器LD的前端电路中，串联有感应线圈L1，激光器LD另一端接地。
[0012]本技术还提供了一种基于V
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I转换的激光器电流控制电路，该控制电路包括PID控制器、激光器发射电路和采样电路，所述激光器发射电路与PID控制器的DAC电压输出端口连接，所述采样电路与PID控制器的ADC电压采集端口连接；所述激光器发射电路包括运算放大器、三极管和激光器LD，PID控制器的DAC电压输出端口输出一电压，经比例电阻R2后接入运算放大器反相输入端，运算放大器同向输入端经比例电阻R5后接地；其中，R2=R5；运算放大器的输出端经电阻R3接入三极管B管脚，并由三级管E管脚输出后经电流比例电阻R4连接激光器LD；在比例电阻R2与激光器LD之间还设置有一连接有比例电阻R1的支路；在PID控制器的DAC电压输出端口与比例电阻R2的连接电路上设置有连接电容C2后接地的支路；三级管的C管脚经电容C1后接地；在三级管与电流比例电阻R4之间设置连接电容C2并接地的支路；所述三级管E级经连接支路连入到运算放大器反向输入端与比例电阻R5之间；且该连接支路上并联设置有比例电阻R6和电容C3，其中R1=R6。
[0013]进一步的，所述电流比例电阻R4的电阻值为0~1Ω。
[0014]进一步的，所述采样电路包括采样保持电路和受光器PD，采样保持电路一端接地，另一端接入受光器PD与PID控制器ADC电压采集端口之间的电路中。
[0015]所述采样保持电路包括并联设置的电容C5和采样电阻R7。
[0016]在激光器LD的前端电路中，串联有感应线圈L1，激光器LD另一端接地。
[0017]与现有技术相比，本技术所带来的有益的技术效果表现在：
[0018]1、本技术的基于V
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I转换的激光器控制电路，包括PID控制器、激光器发射电路和采样电路，其中激光器发射电路中连接有多个比例电阻，可通过调整比例电阻实现不同激光器的工作电流运用，并结合激光器稳定工作的特点，可通过PID控制器实时调整输出电压实现激光器稳定工作。本技术的激光器电流控制电路，成本低，通过PID控制器的DAC端口输出电压，再辅以相应比例电阻，即可得到相应大小的电流，可通过调整电流的大小实现不同工作电流激光器的运用和相应的APC控制。
[0019]2、本技术中PID控制器主要实现电压输出和电压采集功能；电阻R1、R2、R5和R6为比例电阻，且R1=R6，R2=R5，主要是通过电阻的大小实现相应比例的倍数，即放大倍数A=R2/R1。运算放大器实现V
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I转换比例计算，场效应管可以提高电流输出能力；由于运算放大器输出电流能力通常偏小，因此需要场效应管提升电流输出能力。R4为电流比例电阻，通过PID控制器的DAC电压输出端口输出电压，再辅以相应比例（比例电阻得到的比例系数），除上R4的电阻值即可得到相应的电流大小（电流大小计算公式为I=V/A/R4），电流比例电阻
R4通常选取0~1Ω大小之间的电阻。
[0020本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于V
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I转换的激光器电流控制电路，该控制电路包括PID控制器、激光器发射电路和采样电路，所述激光器发射电路与PID控制器的DAC电压输出端口连接，所述采样电路与PID控制器的ADC电压采集端口连接；其特征在于：所述激光器发射电路包括运算放大器、场效应管和激光器LD，PID控制器的DAC电压输出端口输出一电压，经比例电阻R2后接入运算放大器反相输入端，运算放大器同向输入端经比例电阻R5后接地；其中，R2=R5；运算放大器的输出端接入场效应管G级，并由场效应管S级输出后经电流比例电阻R4连接激光器LD；在比例电阻R2与激光器LD之间还设置有一连接有比例电阻R1的支路；在PID控制器的DAC电压输出端口与比例电阻R2的连接电路上设置有连接电容C2后接地的支路；场效应管的D级经电容C1后接地；在场效应管与电流比例电阻R4之间设置连接电容C2并接地的支路；所述场效应管S级经连接支路连入到运算放大器反向输入端与比例电阻R5之间；且该连接支路上并联设置有比例电阻R6和电容C3，其中R1=R6。2.如权利要求1所述的一种基于V
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I转换的激光器电流控制电路，其特征在于：所述电流比例电阻R4的电阻值为0~1Ω。3.如权利要求1或2所述的一种基于V
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I转换的激光器电流控制电路，其特征在于：所述采样电路包括采样保持电路和受光器PD，采样保持电路一端接地，另一端接入受光器PD与PID控制器ADC电压采集端口之间的电路中。4.如权利要求3所述的一种基于V
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I转换的激光器电流控制电路，其特征在于：所述采样保持电路包括并联设置的电容C5和采样电阻R7。5.如权利要求1、2或4所述的一种基于V
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I转换的激光器电流控制电路，其特征在于：在激光器LD的前端电路中，串联有感应线圈L1，激光器LD另一端接地。6.一种基于V<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕代兵，
申请(专利权)人：成都蓉博通信技术有限公司，
类型：新型
国别省市：