一种基于激光器电源的主动降噪装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于激光器电源的主动降噪装置及方法，所述装置包括稳压模块、噪声采集电路、ADC转换电路、噪声处理模块和DAC电路模块，稳压模块的输入端连接激光器的供电电源，稳压模块的输出端连接激光器模块；噪声采集电路的输入端连接稳压模块的输出端，噪声采集电路的输出端通过ADC转换电路连接噪声处理模块的输入端，噪声处理模块的输出端通过DAC电路模块连接稳压模块的反馈输入端，噪声处理模块对电源噪声信号进行实时读取和处理分析，生成与电源噪声信号幅度相同、相位相反的反馈信号给稳压模块。本发明专利技术实现激光器电源的实时主动降噪功能，解决了激光器电源噪声的问题，达到激光器输出光功率稳定，相对强度噪声降低的目的。的目的。的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光器电源的主动降噪装置及方法


[0001]本专利技术涉及激光器
，特别是涉及一种基于激光器电源的主动降噪装置及方法。

技术介绍

[0002]随着激光技术的不断发展，全球激光行业快速发展，光纤激光器应用越来越广泛，在激光检测、激光探测、光纤激光传感等领域对光源的稳定性与低噪声要求越来越高。为得到高精度的激光光源，需降低相对强度噪声。相对强度噪声是反映光源出光功率稳定性的指标，是光强度噪声除以平均光功率的结果。当前常用的方法有光学上的SOA抑制法，强度调制器抑制法等，需要通过增加光学元器件实现；也有电学上的光电反馈抑制法、驱动电流内调法、电路相减法，这些方法的基本原理都是通过输出光取样，反馈至泵浦光源驱动电路中进行相应降噪处理。然而，上述方法存在以下不足：产品随着生产完成而被固定，不能根据环境变化自动调整，不够灵活。也有采用对激光器的供电电源进行降噪的方法，但目前，对供电电源降噪的常用做法为添加电容器滤波、改善电容器性能、使用LC专用滤波器等方法，但此类方法均为被动降噪技术，易受限于电容器种类、电感器体积、温度变化、工作环境变化等因素影响，只能降低部分噪声，而对于像温度变化、工作环境变化、工作条件改变引起的电源噪声则难以滤除。针对此问题，本专利技术提出一种应用于激光器的电源主动降噪技术。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种基于激光器电源的主动降噪装置及方法，其能有效降低激光器的电源噪声，达到激光器输出光功率稳定、相对强度噪声降低的目的。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于激光器电源的主动降噪装置，包括带有反馈输入端的稳压模块、用于采集电源噪声信号的噪声采集电路、ADC转换电路、噪声处理模块和能数模转换的DAC电路模块，所述稳压模块的输入端连接激光器的供电电源，所述稳压模块的输出端连接激光器模块；所述噪声采集电路的输入端连接所述稳压模块的输出端，所述噪声采集电路的输出端通过所述ADC转换电路连接噪声处理模块的输入端，噪声处理模块的输出端连接所述DAC电路模块的输入端，所述DAC电路模块的输出端连接所述稳压模块的反馈输入端，所述噪声处理模块对采集的电源噪声信号进行实时读取和处理分析，并生成与电源噪声信号幅度相同、相位相反的反馈信号给稳压模块，使电源噪声信号与所述反馈信号叠加抵消。
[0005]进一步地，所述噪声处理模块为FPGA电路模块，该FPGA电路模块实时读取和同步处理分析所述电源噪声信号，使所述电源噪声信号由傅里叶变换算法提取频域和相对强度噪声信息，并生成所述反馈信号。
[0006]进一步地，所述稳压模块包括逐级相连接的多级线性稳压电路，该多级线性稳压
电路中，首级线性稳压电路的输入端构成所述稳压模块的输入端，末级线性稳压电路的输出端构成所述稳压模块的输出端，且末级线性稳压电路带有所述反馈输入端。
[0007]进一步地，所述首级线性稳压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、MOS管Q1、电容C1、运算放大器U1和稳压二极管D1，电阻R1的一端连接所述供电电源的正极，电阻R1的另一端连接MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的栅极连接电容C1的一端、电阻R3的一端和电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接运算放大器U1的输出端，运算放大器U1的正输入端连接第一参考电压，MOS管Q1的源极与电阻R2的一端连接在一起，并构成所述首级线性稳压电路的输出端，电阻R2的另一端、运算放大器U1的负输入端、电阻R5的一端和稳压二极管的负极连接在一起，电容C1的一端、电阻R4的另一端、电阻R5的另一端和稳压二极管的正极分别连接所述供电电源的负极。
[0008]进一步地，所述末级线性稳压电路包括MOS管Q2、电容C2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和运算放大器U2，MOS管Q2的漏极构成所述末级线性稳压电路的输入端，MOS管Q2的栅极连接电容C2的一端、电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R6的另一端连接运算放大器U2的输出端，运算放大器U2的正输入端通过电阻R11连接第二参考电压，运算放大器U2的负输入端构成所述反馈输入端，并连接电阻R4的一端，电阻R8的另一端连接电阻R9的一端和电阻R10的一端，电阻R9的另一端和MOS管Q2的源极连接在一起，并构成末级线性稳压电路的输出端；电容C2的另一端、电阻R7的另一端和电阻R10的另一端分别连接所述供电电源的负极。
[0009]进一步地，所述噪声采集电路包括噪声采集部分和信号放大部分，噪声采集部分的输入端连接所述稳压模块的输出端，噪声采集部分的输出端连接所述信号放大部分的输入端，信号放大部分的输出端构成所述噪声采集电路的输出端。
[0010]进一步地，所述噪声采集部分包括电容C3、电阻R12、电阻R13，所述信号放大部分包括电阻R14、电阻R15、电阻R16和运算放大器U3，电容C3的一端连接所述稳压模块的输出端，电容C3的另一端连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接电阻R13的一端和运算放大器U3的正输入端，运算放大器U3的负输入端连接电阻R16的一端和电阻R15的一端，电阻R13的另一端和电阻R16的另一端分别连接所述供电电源的负极；运算放大器U3的输出端连接电阻R15的另一端和电阻R14的一端，电阻R14的另一端构成所述噪声采集电路的输出端。
[0011]进一步地，所述DAC电路模块包括DAC转换电路和运算放大器U4，DAC转换电路的输入端构成所述DAC电路模块的输入端，DAC转换电路的输入端连接运算放大器U4的正输入端，所述运算放大器U4的输出端构成所述DAC电路模块的输出端，并连接运算放大器U4的负输入端。
[0012]进一步地，所述DAC电路模块的输出端与所述稳压模块的反馈输入端之间连接的电路上串联连接有电阻R17。
[0013]本专利技术另提供一种基于激光器电源的主动降噪方法，包括以下步骤：
[0014]采用带有反馈输入端的稳压模块对激光器的供电电源进行稳压处理后输出给激光器模块；
[0015]实时采集所述稳压模块的输出端的电源噪声信号，或者，实时采集和放大所述稳压模块的输出端的电源噪声信号；
[0016]对所述电源噪声信号进行模数转换和处理分析后，生成与电源噪声信号幅度相
同、相位相反的反馈信号；
[0017]将所述反馈信号进行数模转换后输出至所述稳压模块的反馈输入端，使电源噪声信号与所述反馈信号叠加抵消。
[0018]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]1、本专利技术采集激光器的电源噪声和分析噪声特征，根据噪声特征，分析噪声的频域信息和噪声强度信息，并产生与噪声信号幅度相同、相位相反的信号，使得此反馈信号与电源噪声抵消，实现激光器电源的实时主动降噪功能，从而既解决了激光器电源噪声问题，也从根本上解决了被动降噪易受电子元器件、环境变化、温度变化、工作条件改变等约束，进而有效降低激光器的电源噪声，达到激光器输出光功率稳定，相对强度噪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光器电源的主动降噪装置，其特征在于：包括带有反馈输入端的稳压模块、用于采集电源噪声信号的噪声采集电路、ADC转换电路、噪声处理模块和能数模转换的DAC电路模块，所述稳压模块的输入端连接激光器的供电电源，所述稳压模块的输出端连接激光器模块；所述噪声采集电路的输入端连接所述稳压模块的输出端，所述噪声采集电路的输出端通过所述ADC转换电路连接噪声处理模块的输入端，噪声处理模块的输出端连接所述DAC电路模块的输入端，所述DAC电路模块的输出端连接所述稳压模块的反馈输入端，所述噪声处理模块对采集的电源噪声信号进行实时读取和处理分析，并生成与电源噪声信号幅度相同、相位相反的反馈信号给稳压模块，使电源噪声信号与所述反馈信号叠加抵消。2.根据权利要求1所述的基于激光器电源的主动降噪装置，其特征在于：所述噪声处理模块为FPGA电路模块，该FPGA电路模块实时读取和同步处理分析所述电源噪声信号，使所述电源噪声信号由傅里叶变换算法提取频域和相对强度噪声信息，并生成所述反馈信号。3.根据权利要求1所述的基于激光器电源的主动降噪装置，其特征在于：所述稳压模块包括逐级相连接的多级线性稳压电路，该多级线性稳压电路中，首级线性稳压电路的输入端构成所述稳压模块的输入端，末级线性稳压电路的输出端构成所述稳压模块的输出端，且末级线性稳压电路带有所述反馈输入端。4.根据权利要求3所述的基于激光器电源的主动降噪装置，其特征在于：所述首级线性稳压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、MOS管Q1、电容C1、运算放大器U1和稳压二极管D1，电阻R1的一端连接所述供电电源的正极，电阻R1的另一端连接MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的栅极连接电容C1的一端、电阻R3的一端和电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接运算放大器U1的输出端，运算放大器U1的正输入端连接第一参考电压，MOS管Q1的源极与电阻R2的一端连接在一起，并构成所述首级线性稳压电路的输出端，电阻R2的另一端、运算放大器U1的负输入端、电阻R5的一端和稳压二极管的负极连接在一起，电容C1的一端、电阻R4的另一端、电阻R5的另一端和稳压二极管的正极分别连接所述供电电源的负极。5.根据权利要求3所述的基于激光器电源的主动降噪装置，其特征在于：所述末级线性稳压电路包括MOS管Q2、电容C2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和运算放大器U2，MOS管Q2的漏极构成所述末级线性稳压电路的输入端，MOS管Q2的栅极连接电容C2的一端、电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R6的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈捷植，李茜，
申请(专利权)人：厦门彼格科技有限公司，
类型：发明
国别省市：