一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路的製作方法

2023-10-05 04:40:14

一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型的目的是提供一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路，以解決現有技術中雷射信號測量精度不高、測量成本高的問題，它包括直流電源，還包括電壓轉換電路、多諧振蕩電路、濾波電路、功率開關電路，電壓轉換電路的輸入端連接直流電源，電壓轉換電路的輸出端連接多諧振蕩電路的輸入端，多諧振蕩電路輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路輸出端連接功率開關電路的輸入端，功率開關電路的輸出端輸出具有驅動能力的脈衝雷射信號；本實用新型通過多諧振蕩電路第一外接電阻的調節，改變其雷射信號的脈衝，實現脈衝雷射信號脈衝寬度的改變；通過第二外接電阻的調節，實現脈衝雷射信號輸出驅動能力的改變，從而提高雷射測距的測量精度。
【專利說明】—種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光纖傳感【技術領域】，具體涉及一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路。
【背景技術】
[0002]隨著光纖傳感技術的發展和廣泛應用，人們對雷射測距的應用越來越廣泛，對於精度的測量也提出了更高的要求。
[0003]在雷射測距中，目前應用最為廣泛的就是以功率金氧半場效電晶體MOSFET作為輸出功率開關，以功率MOSFET為控制開關，由於雷射信號通過功率MOSFET產生的脈衝沿就在幾十納秒，無法實現高精度的測量，其次功率MOSFET價格昂貴，設計成本高。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路，以解決現有技術中雷射信號測量精度不高、測量成本高的問題。
[0005]為此，本實用新型採用如下技術方案:一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路，包括直流電源，還包括電壓轉換電路、多諧振蕩電路、濾波電路、功率開關電路，所述電壓轉換電路的輸入端連接直流電源，所述電壓轉換電路的輸出端連接多諧振蕩電路的輸入端，所述多諧振蕩電路輸出端連接濾波電路的輸入端，所述濾波電路輸出端連接功率開關電路的輸入端，所述功率開關電路的輸出端輸出具有驅動能力的脈衝雷射信號。
[0006]進一步地，所述電壓轉換電路包括第一電路、第一電阻、第一電容、第二電容，直流電源通過第一電阻與第一電路輸入端連接，所述第一電路輸出端通過第二電容接地並給多諧振蕩電路供電。
[0007]進一步地，所述多諧振蕩電路包括第二電路，所述第二電路的I腳和9腳連接輸入雷射信號，所述第二電路的2腳、3腳、10腳、11腳連接電壓轉換電路的輸出端，所述第二電路的14腳與15腳之間串聯第三電容，所述第二電路的15腳通過串聯第二電阻連接電壓轉換電路的輸出端，所述第二電路的6腳與7腳之間串聯第四電容後連接第一外接電阻的一端，所述第一外接電阻的另一端連接電壓轉換電路的輸出端，所述第二電路的5腳與濾波電路連接。
[0008]進一步地，所述濾波電路包括第五電容、第三電阻，所述第五電容一端與多諧振蕩電路的輸出端連接，所述第五電容另一端與第三電阻一端相連後與功率開關電路連接，所述第三電阻的另一端接地。
[0009]進一步地，所述功率開關電路包括第一三極體、第二三極體，所述第一三極體的基極與濾波電路連接，所述第一三極體的集電極與第二三極體的基極相連並通過串聯第四電阻與直流電源連接，所述第一三極體的發射極接地，所述第二三極體的發射極為輸出並與第二外接電阻的一端連接，所述第二外接電阻的另一端連接直流電源，第二三極體的集電極接地，所述第二外接電阻與第二三極體的集電極之間並聯有第六電容。[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]1、將輸入的雷射信號，通過多諧振蕩電路第一外接電阻的調節，改變其雷射信號的脈衝，實現脈衝雷射信號脈衝寬度的改變；經過濾波器和功率開關電路採用功率三極體實現開關控制，實現雷射信號上升沿和下降沿均小於I納秒的脈衝雷射信號的調製和發射，通過第二外接電阻的調節，實現脈衝雷射信號輸出驅動能力的改變，從而提高雷射測距的測量精度。
[0012]2、採用厚膜混合集成電路工藝製造生產，採用裸晶片裝配，金屬雙列直插全氣密封裝，具有體積小、工作溫度範圍寬、可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型原理框圖；
[0014]圖2是本實用新型電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0016]如圖1所示，一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路，包括高壓+40V直流電源5，還包括電壓轉換電路1、多諧振蕩電路2、濾波電路3、功率開關電路4，電壓轉換電路I的輸入端連接直流電源5，電壓轉換電路I的輸出端連接多諧振蕩電路2的輸入端，多諧振蕩電路2輸出端連接濾波電路3的輸入端，濾波電路3輸出端連接功率開關電路4的輸入端，功率開關電路4的輸出端輸出具有驅動能力的脈衝雷射信號。
[0017]電壓轉換電路2包括第一電路IC1、第一電阻R1、第一電容Cl、第二電容C2，直流電源VCC通過第一電阻Rl與第一電路ICl輸入端Vin連接，第一電路ICl輸出端Vout通過第二電容C2接地並與多諧振蕩電路2連接給多諧振蕩電路2供電，第一電路ICl的公共端接地。
[0018]多諧振蕩電路2包括第二電路IC2，第二電路IC2的I腳和9腳連接輸入雷射信號5，第二電路IC2的2腳、3腳、10腳、11腳連接第一電路ICl輸出端Vout，第二電路IC2的14腳與15腳之間串聯第三電容C3，第二電路IC2的15腳通過串聯第二電阻R2連接輸出電壓VI，第二電路IC2的6腳與7腳之間串聯第四電容C4後連接第一外接電阻RXl的一端，第一外接電阻RXl的另一端連接第一電路ICl輸出端Vout，第二電路IC2的5腳與濾波電路3連接，將多諧振蕩電路2產生的脈寬可調的脈衝雷射信號接入濾波電路3。
[0019]濾波電路3包括第五電容C5、第三電阻R3，所述第五電容C5 —端與多諧振蕩電路2的輸出端連接，所述第五電容C5另一端與第三電阻R3 —端相連並與功率開關電路4連接，所述第三電阻R3的另一端接地，濾波電路3得到頻率與輸入雷射信號同頻率，脈衝寬度固定的脈衝雷射信號，將該信號接入功率開關電路4。
[0020]功率開關電路4包括第一三極體Q1、第二三極體Q2，第一三極體Ql的基極與濾波電路3連接，第一三極體Ql的集電極與第二三極體Q2的基極相連並通過串聯第四電阻R4與直流電源VCC連接，第一三極體Ql的發射極接地，第二三極體Q2的發射極為輸出OUT並與第二外接電阻RX2的一端連接，第二外接電阻RX2的另一端連接直流電源VCC，第二三極體Q2的集電極接地，第二外接電阻RX2與第二三極體Q2的集電極之間並聯有第六電容C6。
[0021 ] 本實用新型採用最高電壓可到+40V的直流電源VCC，通過電壓轉換電路I，給多諧振蕩電路2供電，輸入雷射信號5通過多諧振蕩電路2產生脈寬可調的脈衝雷射信號，其中脈衝寬度的大小由諧振電容和諧振電阻決定，第一外接電阻RXl可以調節脈衝雷射信號的脈寬，該電阻就是多諧振蕩電路2的諧振電阻，C4為諧振電容。將脈寬可調的脈衝雷射信號通過濾波電路3，濾除低頻幹擾，得到乾淨的脈衝雷射信號，該信號輸出幅值為5V，頻率與輸入雷射信號同頻率，脈衝寬度固定的脈衝雷射信號；該信號通過採用高壓+40V直流電源VCC供電的功率開關電路4輸出具有驅動能力的脈衝雷射信號，第二外接電阻RX2，可以根據輸出電流的最大值，選擇合適的外接電阻RX2，通過改變RX2得到具有一定驅動能力的脈衝雷射信號的輸出驅動能力，實現雷射的高精度測距。
[0022]本實用新型採用厚膜混合集成電路工藝製造生產，採用裸晶片裝配，金屬雙列直插全氣密封裝，具有體積小、工作溫度範圍寬、可靠性高等優點，第一集成電路ICl為LM7805，第二集成電路IC2為54HC123，第一三極體Ql為3DG130，第二三極體Q2為3CK130。
【權利要求】
1.一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路，包括直流電源，其特徵在於:還包括電壓轉換電路(I)、多諧振蕩電路(2)、濾波電路(3)、功率開關電路(4)，所述電壓轉換電路(I)的輸入端連接直流電源(VCC)，所述電壓轉換電路(I)的輸出端連接多諧振蕩電路(2)的輸入端，所述多諧振蕩電路(2)輸出端連接濾波電路(3)的輸入端，所述濾波電路(3)輸出端連接功率開關電路(4)的輸入端，所述功率開關電路(4)的輸出端輸出具有驅動能力的脈衝雷射信號。
2.根據權利要求1所述的一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路，其特徵在於:所述電壓轉換電路(I)包括第一電路(IC1)、第一電阻(R1)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)，直流電源(VCC)通過第一電阻(Rl)與第一電路(ICl)輸入端(V in)連接，所述第一電路(ICl)輸出端(Vout)通過第二電容(C2)接地並給多諧振蕩電路(2)供電，所述所述第一電路(ICl)公共端接地。
3.根據權利要求1所述的一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路，其特徵在於:所述多諧振蕩電路(2)包括第二電路(IC2)，所述第二電路(IC2)的I腳和9腳連接輸入雷射信號(5)，所述第二電路(IC2)的2腳、3腳、10腳、11腳連接電壓轉換電路(I)的輸出端，所述第二電路(IC2)的14腳與15腳之間串聯第三電容(C3)，所述第二電路(IC2)的15腳通過串聯第二電阻(R2)連接電壓轉換電路(I)的輸出端，所述第二電路(IC2)的6腳與7腳之間串聯第四電容(C4)後連接第一外接電阻(RXl)的一端，所述第一外接電阻(RXl)的另一端連接電壓轉換電路(I)的輸出端，所述第二電路(IC2)的5腳與濾波電路(3)連接。
4.根據權利要求1所述的一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路，其特徵在於:所述濾波電路(3 )包括第五電容(C5 )、第三電阻(R3 )，所述第五電容(C5 ) —端與多諧振蕩電路(2)的輸出端連接，所述第五電容(C5)另一端與第三電阻(R3)—端相連後與功率開關電路(4)連接，所述第三電阻(R3)的另一端接地。
5.根據權利要求1所述的一種基於雷射測距的脈衝開關驅動電路，其特徵在於:所述功率開關電路(4)包括第一三極體(Q1)、第二三極體(Q2)，所述第一三極體(Ql)的基極與濾波電路(3)連接，所述第一三極體(Ql)的集電極與第二三極體(Q2)的基極相連並通過串聯第四電阻(R4)與直流電源(VCC)連接，所述第一三極體(Ql)的發射極接地，所述第二三極體(Q2)的發射極為輸出(OUT)並與第二外接電阻(RX2)的一端連接，所述第二外接電阻(RX2)的另一端連接直流電源(VCC)，第二三極體(Q2)的集電極接地，所述第二外接電阻(RX2)與第二三極體(Q2)的集電極之間並聯有第六電容(C6)。
【文檔編號】H03K7/08GK203574621SQ201320720679
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】辛偉德, 盧豔 申請人:天水華天微電子股份有限公司