[發明專利]一種基于單運放的光纖陀螺半導體激光器調制電路

有效

• 申請號: 201210123646.X
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102709809A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 宋凝芳;潘雄;張倩;張春熹;李彥;肖智;徐小斌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01S5/062
• 分類號: H01S5/062
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

技術領域

本發明涉及一種基于單運放的光纖陀螺半導體激光器調制電路，屬于光纖陀螺技術領域。?

背景技術

光纖陀螺可以實現高精度的自主角速度測量，在現代國防科技中占有十分重要的地位，具有特有的技術和性能優勢，如無運動部件、使用壽命長；全固化結構、抗沖擊能力強；測量動態范圍大、無預熱時間、啟動時間短；不受地球吸引力影響；工藝相對簡單，價格便宜；對捷聯應用有先天優勢等。?

調頻連續波干涉式光纖陀螺是一個采用窄譜光源的陀螺系統，而且對光源做了連續調頻。該光源所發出的光波同時走光纖環的快軸和慢軸，并通過扭轉對軸實現了快光和慢光的分別干涉，干涉信號中產生了一個固有相位差Φp，兩路干涉光中真正的有用信息是在光纖環中得到的相位差Φs，對兩路干涉信號進行差分可以消去固有相位差Φp，加倍轉動相位差變成2Φs。其中，與普通光纖陀螺的區別是采用調頻連續波技術，半導體激光器作為比較成熟的連續調頻波發射源，是利用半導體材料導帶中的電子和價帶中的空穴的復合來產生受激輻射，具有相干性好、方向性強、發散角小、亮度高等特點，并且還有體積小、效率高以及調制方便，最重要的特點是在發射閾值之后，隨著驅動電流的變化，形成頻率啁啾，并且頻率的變化與驅動電流成線性關系。。目前，調頻連續被干涉式光纖陀螺處于原理樣機設計中，針對這種新型光纖陀螺的調制電路是首次提出的。調制電路的主要應用有激光雷達、通信領域，但是已有的調制電路都相對較復雜，器件多，功耗大，抗干擾能力差，本發明采用的是單運放的直接調制方式，簡單、經濟、容易實現，器件少，功耗大大降低，并且可靠性高。?

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出的一種基于單運放的光纖陀螺半導體激光器直接調制電路，實現對半導體激光器輸出波長的連續調制，并且成功的應用于調頻連續波干涉式光纖陀螺系統中。?

本發明提出的一種基于單運放的光纖陀螺半導體激光器直接調制電路，包括精密基準電壓產生電路、調制信號發生電路以及恒流源驅動電路；?

所述的精密基準電壓產生電路的核心模塊采用ADR391B芯片，用以產生低噪聲且高精度的精密基準電壓，管腳VIN端、管腳SHDN端均與外接+5V輸入電壓端A連接，管腳VOUTF端輸出偏置電壓為2.5V；?

所述的調制信號發生電路的作用為將調頻電壓與直流偏置電壓相疊加，精密基準電壓產生電路的管腳VOUTF端輸出的直流偏置電壓信號信號與調頻信號U_IN經過電壓跟隨，接入集成運放器的輸入端，信號疊加之后形成帶有直流偏置的調頻信號，由外部信號發生器產生的交流信號V_m進入集成運放器前先通過RC低通濾波器，低通濾波后得到調頻信號U_IN；集成運放器U2A輸入管腳+IN1與精密基準電壓產生電路的VOUTF1端輸出偏置電壓通過電阻A連接，經RC低通濾波后的調頻信號U_IN經電阻B后輸入至集成運放器U2A的輸入管腳-IN1，集成運放器U2A的+Vs端與外接+5V輸入電壓端B連接，集成運放器U2A的-Vs端接地，集成運放器U2A輸出端OUT1端通過電阻C12與集成運放器的-IN2輸入端連接，集成運放器U2A輸出管腳OUT1還通過電阻E與U2A輸入管腳-IN1端連接，集成運放器U2B的輸入管腳+IN2通過電阻D連接核心模塊VOUTF端的2.5V輸出偏置電壓，集成運放器U2B的輸出信號連接恒流源驅動電路中三極管的發射極，輸出信號再次實現反相處理，U2A的OUT1端輸出信號經電阻C后，經電阻F實現深度負反饋后連接到三極管的發射極，三極管與集成運放器共同構成恒流源，三極管的發射極還通過電阻G與半導體激光器SLD18負極連接，電阻G起到分壓作用，半導體激光器SLD正極還與外接+5V電源端C經過電容D和電容E降噪處理后半導體激光器SLD，半導體激光器SLD負極還通過電阻H連接于電阻B和電阻E之間。?

本發明的優點：?

1、本發明提出一種基于單運放的光纖陀螺半導體激光器調制電路，該驅動電路簡單、實用、體積小并且抗干擾能力強；?

2、本發明提出一種基于單運放的光纖陀螺半導體激光器調制電路該驅動電路，電路設計有RC濾波電路，結合集成運放驅動，具有較高的調頻線性度；?

3、本發明提出一種基于單運放的光纖陀螺半導體激光器調制電路該驅動電路，采用大帶寬運放并結合電路布局設計，提高電路帶寬，可以實現高頻調制。?

附圖說明

圖1是本發明提出一種基于單運放的光纖陀螺半導體激光器調制電路結構圖；?