FPGA激光器驱动电路设计指南

fpga的基本外围电路设计

fpga的基本外围电路设计FPGA的基本外围电路设计主要包括以下几个步骤：1. 电源电路设计：为FPGA芯片提供稳定的电源，通常采用线性稳压电源或开关电源。

根据FPGA芯片的功耗和电源要求，选择合适的电源芯片和滤波电容，确保电源稳定可靠。

2. 时钟电路设计：FPGA芯片需要稳定的时钟信号进行工作。

根据FPGA芯片的时钟要求，选择合适的晶振或PLL（锁相环）模块，并设计合适的时钟分配网络，确保时钟信号稳定、准确。

3. 配置电路设计：FPGA芯片可以通过外部配置引脚进行配置，也可以通过串行配置存储器进行配置。

根据FPGA芯片的配置要求，选择合适的配置芯片和接口电路，确保配置正确、可靠。

4. I/O接口电路设计：FPGA芯片具有丰富的I/O接口，可以与外部设备进行通信。

根据FPGA芯片的I/O接口类型和通信协议，设计合适的接口电路，确保数据传输稳定、可靠。

5. 保护电路设计：为了保护FPGA芯片免受外部干扰或损坏，需要设计保护电路。

常见的保护电路包括ESD保护、过流保护、过压保护等。

根据FPGA芯片的要求和实际应用场景，选择合适的保护电路和器件。

在设计基本外围电路时，还需要考虑以下几点：1. 参考设计和规范：参考FPGA厂商提供的参考设计和规范，可以快速设计出稳定可靠的FPGA外围电路。

2. 布局和布线：合理的布局和布线可以提高电路的可靠性和稳定性。

在设计过程中，要充分考虑信号的流向、器件的布局、布线的规则等因素。

3. 电源和地线处理：电源和地线是FPGA外围电路的重要组成部分。

要合理分配电源和地线，避免产生电磁干扰和噪声。

4. 仿真和测试：在设计过程中，可以使用仿真工具对电路进行仿真和测试，确保设计的正确性和可靠性。

总之，FPGA的基本外围电路设计需要考虑多个因素，包括电源、时钟、配置、I/O接口和保护等方面。

在设计过程中，要遵循参考设计和规范，合理布局和布线，处理好电源和地线，并进行仿真和测试。

基于FPGA的数字激光自动功率控制系统设计

２ＳｈｏｏｎｏｍｔｎＥｇｎｅｉ，ｈｇａｎｅｉ，ｉａ１０４，ｈｎ）．ｃｏｌｆＩｒａｉｎｅｒｇＣａ ’ ＵｉｒｔＸ ’ｎ７０６Ｃｉｆｏｉｎｎｎｖｓｙａ
ＡｂｔａｔｈｕｏｔｏｒｃｎｒｌｏｍｉｏｄｃｏｓｒＳａｍｐｒｎｙｔｏｖｅｐｏｌｍｆｈｅｈｌｒｔＩｓｒｃ：Ｔｅａｔｍａｉｐｗｅｏｔｆｅｃｎｕｔｒｌｅｓｉｎｉｏｔｔｃｏｓａａｗａｓｌｅｔｒｂｅｏｒｓｏｄｄｆｎｏｈｔｉ．ｔｉａｅｉｉｌｌｓｒＡｕｏｔｏｒＣｏｔｌＳｓｍｓｄｓｇｅｈｓｐｐｒａｄｇｔａｅｔｍａｉＰｗｅｎｒｙｔａｃｏｅｗａｅｉｎｄ，ｗｉｈｗａｏｏｅｆｌｓｒｄｔｃｉｎ，Ａ／ｈｃｓｃｍｐｓｄｏａｅｅｅｔｏＤ
其工作原理是：将半导体激光器Ｌ背向输出的光功率Ｄ经背向光探测器Ｐ进行检测后，换成模拟电压信号，模Ｄ转该拟电压信号经过ＡＤ转换芯片的采样和转换．转换成代表／
作者简介：文家（９８）男，西西安人，士，梁１７一，陕硕工程师。研究方向：电气自动化，交通信息工程及控制。
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《电子设计工程｝０２年第１２１期

半导体激光器驱动及温度控制电路

电路设计报告（姓名：_________学号：________）一、半导体激光器驱动电路激光二极管广泛用作于光纤通信中的光源，采用恒流驱动方式。

电路中，VT 1和VT 2构成恒流源，稳压二极管VD Z 为恒流源提供稳定的基准电压，RP 1限制该电路的电流，RP 2调节最佳工作点。

当电流很小时，激光二极管VD 1不发光，光电二极管VD 2检测不到光功率。

这时，比较器A 1输出高电平，监视发光二级管LED 不发光显示。

调节电路中电流使其超过激光二极管的阈值电平时，激光二极管获得足够大的功率而发光，VD 2中有光电流流过，LED 发光显示。

123456ABCD654321D CBATit leN u mb er Rev isio nSize B D ate:5-A p r-2012Sh eet o fFil e:E:\ED A\半导体激光器驱动电路.d d b D raw n By 0.1μF0.1μF100K Ω2K Ω10K Ω820Ω200Ω10K Ω22Ω10ΩRP2500ΩRP11K ΩLED9013V T1V T225C3039A 1LM339A 2LM339V D2PH OTO3.6VV DzV D1LDV CCV CCTTL 输入二、半导体激光器温度控制电路这种驱动电路也可作为热电冷却器TEC 中温度控制电路，如下图。

TEC 控制电路是基于比较器A 1的反馈系统。

若温度高于设定值，A 1反相输入端电压低于其低阈值电平，A 1输出高电平，通过R 1、VT 1和VT 2驱动TEC 。

TEC 电流由VD 1进行限制。

当TEC 被驱动导通时，它使激光制冷，A 1反相输入端电压增大到超过其高阈值电平，A 2输出低电平TEC 截止不工作。

RP 用于设定温度值。

123456ABCD654321D CB ATit leN u mb er Rev isio nSize B D ate:5-A p r-2012Sh eet o fFil e:E:\ED A\半导体激光器温度控制电路.d d b D raw n By 0.1μFV T225C3039V T19013A 1LM33920K ΩRP2.2KΩR110K Ω12Ω10K Ω1MΩV D 2.7VTEC热电冷却器参考书目[1]何希才．常用电子电路应用365例．电子工业出版社，2006.其他什么的大家自己写点吧O(∩_∩)O~。

fpga硬件电路设计书籍

fpga硬件电路设计书籍FPGA (Field-Programmable Gate Array) 是一种可编程逻辑设备，用于实现数字电路的硬件设计。

它由逻辑门阵列、可编程连线和输入/输出引脚组成，可以根据用户的需求进行编程和重新配置。

随着FPGA技术的发展和应用越来越广泛，对于硬件电路设计方面的知识和技能也日益重要。

在本文中，我将介绍一些关于FPGA硬件电路设计的经典书籍，帮助读者更好地了解和掌握该领域的知识。

1. "FPGA原理与VHDL设计"（编著：曹志鹏）《FPGA原理与VHDL设计》是一本介绍FPGA硬件设计基础知识的经典教材。

本书从理论与实践的角度，首先详细介绍了FPGA的基本原理，包括逻辑门阵列、可编程连线和I/O引脚等。

然后，结合VHDL硬件描述语言，讲解了FPGA的编程方法和流程，以及常用的硬件设计技术和方法。

最后，通过实例和实验，让读者动手实践，加深对FPGA硬件设计的理解和应用能力。

2. "FPGA设计从入门到精通"（编著：郑宝山）《FPGA设计从入门到精通》是一本适合初学者的FPGA硬件电路设计书籍。

本书首先介绍了FPGA的基本概念和原理，包括FPGA的结构、工作原理和发展历程等。

然后，通过详细的实例和步骤，引导读者进行FPGA的环境搭建、编程工具的使用和简单电路的设计。

同时，本书还介绍了FPGA与其他硬件设备的连接和通信方式，以及FPGA在数字信号处理、通信系统和嵌入式系统中的应用。

通过逐步学习和实践，读者可以从入门到精通掌握FPGA硬件电路设计的核心技术和方法。

3. "FPGA高级设计方法与实践"（编著：张彦卓）《FPGA高级设计方法与实践》是一本面向有一定FPGA硬件设计基础的读者的进阶教材。

本书首先回顾了FPGA的基本原理和常用设计方法，然后深入讲解了FPGA高级设计的技术和方法。

其中包括时序控制、高速接口设计、时钟管理、电源管理以及设计调优等方面的内容。

脉冲激光器驱动电路的设计与应用

脉冲激光器驱动电路的设计与应用介绍脉冲激光器是一种能够产生高峰值功率、短脉冲宽度的激光器。

它在许多领域中都有广泛的应用，包括激光加工、医学治疗、通信等。

脉冲激光器的驱动电路起着至关重要的作用，它能够确保激光器的稳定工作并产生所需的脉冲参数。

本文将详细介绍脉冲激光器驱动电路的设计原理和应用。

设计原理脉冲激光器的工作原理脉冲激光器通常由激光介质、泵浦源和驱动电路组成。

激光介质通过泵浦源的能量输入，产生激发态粒子的反转分布。

当反转分布达到一定程度时，通过光学谐振腔的反射作用，可以实现激光的正反馈放大，从而产生激光脉冲。

驱动电路的作用驱动电路的作用是提供适当的电流或电压信号，使激光介质能够产生所需的激发态粒子反转分布，从而产生脉冲激光。

驱动电路需要满足以下几个要求： 1. 提供稳定的电流或电压信号，确保激光器的稳定工作。

2. 控制激光器的脉冲宽度和重复频率，以满足不同应用需求。

3. 提供保护功能，避免激光器因过电流或过压而损坏。

驱动电路的设计电源设计脉冲激光器通常需要较高的电源电压和电流。

为了确保电源的稳定性和可靠性，可以采用稳压稳流电源或者直流稳压电源。

稳压稳流电源能够根据激光器的工作状态自动调整输出电流和电压，保持恒定。

直流稳压电源则需要通过电压和电流调节器手动调整输出参数。

控制电路设计控制电路主要用于控制激光器的脉冲宽度和重复频率。

其中，脉冲宽度由激光介质的特性和谐振腔的参数决定，可以通过调节激光介质的泵浦源和谐振腔的参数来实现。

重复频率则由驱动电路的时序控制器控制，可以通过改变时序控制器的频率来调节。

保护电路设计保护电路用于保护激光器免受过电流、过压等损坏。

常见的保护电路包括过流保护电路、过压保护电路和过温保护电路。

过流保护电路可以监测激光器的电流，当电流超过设定值时，及时切断电源以避免激光器损坏。

过压保护电路则可以监测激光器的电压，当电压超过设定值时，自动切断电源。

应用脉冲激光器驱动电路在许多领域中都有广泛的应用。

激光器驱动电路原理

激光器驱动电路原理咱先得知道激光器是个啥，就像那种超级厉害的能发射激光的小玩意儿。

那激光器要工作得好，就得靠驱动电路这个“幕后英雄”啦。

激光器驱动电路呢，就像是给激光器提供能量的魔法盒。

你想啊，激光器就像一个小懒虫，得有人给它足够的动力它才能发射出激光呢。

这个驱动电路的基本任务就是提供合适的电流或者电压给激光器。

比如说，有的激光器它需要一个稳定的直流电流，这时候驱动电路就得像一个超级稳定的电流源，源源不断地给激光器供应合适大小的电流。

就好比你给一个小水车供水，水流大小得刚刚好，水太大了水车可能会被冲坏，水太小了水车又转不起来，对于激光器来说，电流不合适它就不能好好发射激光啦。

那这个驱动电路是怎么做到提供合适的电流或者电压的呢？这就涉及到好多小零件的协同工作啦。

里面有像电阻这样的东西，电阻就像是马路上的减速带。

电流通过电阻的时候，就会受到一定的阻碍，这样就能调节电流的大小啦。

比如说，我们想要把电流变小一点，就可以选择一个合适阻值的电阻，让电流在这个“减速带”上消耗一点能量，从而达到我们想要的电流大小。

还有电容呢，电容就像是一个小水库。

它可以储存电荷，当电路里的电压或者电流有波动的时候，电容就可以释放或者吸收电荷来保持电路的稳定。

就像水库在旱季放水、雨季蓄水一样，让整个电路的环境更加平稳。

要是没有电容这个小水库，电路里的电压或者电流就可能像坐过山车一样，忽高忽低的，那激光器可受不了这样的折腾，就像你坐过山车的时候也会晕头转向一样，激光器在这种不稳定的条件下也没法正常工作。

再说说电感吧。

电感就像是一个对电流变化有意见的家伙。

当电流突然要变化的时候，电感就会产生一个相反的电动势来抵抗这种变化。

这就好像你在马路上突然加速或者减速，后面有个东西在拉着你，不让你变化得太突然。

在激光器驱动电路里，电感可以防止电流突然增大或者减小，保护激光器不被突然的电流冲击给弄坏了。

而且呀，驱动电路里还有一些控制芯片之类的东西。

半导体激光器驱动电路设计

半导体激光器驱动电路设计
1、确定参数：首先，根据所采用的半导体激光器进行相应参数的确定，主要包括输入电压、电流以及恒流模块的参数，根据具体的需要可以完成相应的参数确定。

2、结构设计：根据参数确定进行激光器驱动电路的结构设计，结构设计应考虑激光输出能力、负荷及恒流模块的输出的特性，满足激光器输出功率的要求；
3、计算电阻：对于激光驱动电路来说，为保持电流稳定，应据恒流模块的输入电流和输出电压计算电路上的各种电阻值，以便达到设计要求。

4、电路测试：经过上述步骤确定激光驱动电路的参数，在完成电路的组装后应对原装驱动电路进行相应的测量，在测量的时候需要考虑负载的幅值、波形及相位等因素，最后，验证激光输出的功率是否满足设计要求，同时检查电路中各部分是否运行正常。

5、微调激光器参数：最后，产品上线前将对激光器的参数进行微调，确保激光器的输出参数满足所设定的要求，同时可以调节激光的输出功率等参数，以规避在实际使用中出现的误差。

以上就是关于半导体激光器驱动电路设计的介绍，希望对大家有所帮助。

激光驱动电路

激光器驱动电路及其外部接口的设计摘要近几年以来，随着全球信息化的高速发展，干线传输、城域网、接入网、以太网、局域网等越来越多的采用了光纤进行传输，光纤到路边FTTC、光纤到大楼FTTB、光纤到户FTTH、光纤到桌面FTTD正在不断的发展，光接点离我们越来越近。

在每个光接点上，都需要一个光纤收发模块，模块的接收端用来将接收到的光信号转化为电信号，以便作进一步的处理和识别。

模块的发射端将需要发送的高速电信号转化为光信号，并耦合到光纤中进行传输，发射端需要一个高速驱动电路和一个发射光器件，发射光器件主要有发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）。

LED和LD的驱动电路有很大的区别，常用的半导体激光器有FP、DFB 和VCSEL三种。

激光器驱动电路调制输出接口电路是光模块核心电路之一，它主要包括激光器调制输出终端匹配和旁路RC匹配滤波以及激光器直流偏置三个部分电路，每一部分电路的设计将直接关系到模块光信号的输出质量。

关键词：激光器；驱动电路；光模块；温度控制；外部接口电路目录第1章半导体激光器概述第2章激光发射模块2.1 激光发射模块概述2.2 信标光发射模块的设计2.2.1 激光器驱动电路设计2.2.2 温度控制（ATC）电路设计第3章激光器驱动电路外部接口3.1 激光器驱动电路直流BLAS输出隔离3.2 激光器驱动电路调制匹配3.2.1 激光器直流耦合驱动3.2.2 激光器交流耦合驱动3.2.3 激光器直耦与交耦驱动方式的比较第4章激光器驱动电路调制输出信号分析与接口电路设计4.1 传输线理论概述4.2 激光器直流偏置4.3 RC补偿网络第5章结束语参考文献第一章：半导体激光器概述半导体激光器作为常用的光发射器件，其体积小、高频响应好、调制效率高、调谐方便，且大部分激光器无需制冷，是光纤通信系统理想的光源。

激光器有两种基本结构类型：（1）边缘发射激光器，有FP（Fabry-Perot）激光器和分布反馈式（DFB）激光器。

FPGA设计技巧关键路径

FPGA设‎计技巧如何减少关‎键路径上的‎组合逻辑单‎元数在FPGA‎中每条关键‎路径上的逻‎辑单元都会‎增加一定的‎时延。

因此为了保‎证关键路径‎能满足时序约束，设计时必须‎考虑在关键‎路径上如何‎减少逻辑单‎元的使用。

下面的例子‎说明了如何‎减少关键路‎径上的逻辑‎单元个数。

首先假设“criti‎c al”所经的路径‎是一条关键‎路径，在下面的例‎子中“criti‎c al”经过了2个‎逻辑单元。

为了减少“criti‎c al”所经过的逻‎辑单元数，对程序进行‎如下的修改‎，使“cr iti‎c al”经过的逻辑‎单元变为1‎个。

2.2资源共享‎资源共享能‎减少宏单元‎的使用数量‎，因此在设计‎时同样可以‎通过编写合‎适的程序来‎达到资源共‎享的目的。

下面举一个‎简单的例子‎来说明。

下面是1个‎二选一选择‎器和2个加‎法器。

为了能够加‎大资源的利‎用率，重新书写代‎码已达到资‎源共享目的‎。

2.3为优化逻‎辑而进行的‎复制设计人员在‎利用综合工‎具对可编程‎逻辑器件进‎行综合时，都会面临一‎个问题，即综合工具‎并不能对复杂‎的设计实现‎最佳的布局‎、布线结果。

大多数综合‎工具都有一‎个扇出控制‎。

因此，为了优化设‎计，建议在设计‎代码中产生‎复制逻辑，许多综合工‎具都可以优‎化复制，但必须告诉‎综合工具保‎持其重复逻‎辑。

2.3.1复制组合‎逻辑如果一个扇‎出大于1的‎组合逻辑不‎能在CLB‎内部实现，这时需要对‎组合逻辑进‎行复制。

下面给出组‎合逻辑复制‎的例子。

可以重新书‎写代码达到‎组合逻辑复‎制的目的。

‎2.3.2复制触发‎器为了优化设‎计，可对大扇出‎信号的触发‎器进行复制‎。

因为大扇出‎信号能减缓‎布线速度，并增加布线‎的难度。

可以通过复‎制触发器解‎决2个问题‎：减小扇出，缩短布线延‎迟；复制后每个‎触发器可以‎驱动芯片的‎不同区域，有利于布线‎。

下面给出复‎制触发器的‎例子。

fpga课程设计大纲

fpga课程设计大纲一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握FPGA的基本原理、设计和应用。

通过本课程的学习，学生将能够：1.理解FPGA的基本概念、结构和特点。

2.掌握FPGA的设计流程和开发工具。

3.学会使用FPGA进行数字电路设计和验证。

4.掌握FPGA在实际应用中的调试和优化方法。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.FPGA的基本概念、结构和特点：包括FPGA的定义、发展历程、主要厂商和产品介绍，以及FPGA的优势和局限性。

2.FPGA的设计流程：包括FPGA的设计原理、开发工具和使用方法，以及常见的FPGA设计和验证技巧。

3.数字电路设计：包括数字电路的基本概念、组成原理和设计方法，以及常见的数字电路模块和算法实现。

4.FPGA在实际应用中的调试和优化：包括FPGA的编程和配置方法、调试技巧和性能优化策略。

三、教学方法为了达到本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法进行授课，包括：1.讲授法：通过讲解FPGA的基本概念、设计和应用，使学生掌握FPGA的基本知识和技能。

2.案例分析法：通过分析实际的FPGA设计和应用案例，使学生了解FPGA在实际工程中的应用和调试方法。

3.实验法：通过进行FPGA实验，使学生掌握FPGA的设计和验证技巧，以及调试和优化方法。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的FPGA教材，为学生提供系统的学习资料。

2.参考书：提供相关的FPGA参考书籍，为学生提供丰富的学习资源。

3.多媒体资料：制作精美的教学PPT和视频，增强课堂教学的趣味性和生动性。

4.实验设备：准备FPGA开发板和实验工具，为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。

1.平时表现：通过课堂参与、提问和讨论等方式，评估学生在课堂上的积极性和主动性。

基于FPGA的LCD驱动显示电路的设计与实现

毕业设计（论文）任务书基于FPGA的LCD驱动显示电路的设计与实现摘要本课题主要任务是设计基于FPGA的LCD驱动电路的设计和实现，兼顾好程序的易用性，以方便之后模块的移植和应用。

控制器部分采用Verilog语言编写，主体程序采用了状态机作为主要控制方式。

最后实现使用FPGA在LCD上显示任意的英文字符和阿拉伯数字，另外要能根据输入数据的变化同步变化LCD上显示的内容。

同时要能将储存模块中的数据正常地显示在LCD上。

该课题的研究将有助于采用FPGA的系列产品的开发，特别是需要用到LCD的产品的开发。

同时可以大大缩短FPGA的开发时间。

另外，由于模块的易用性，也将使得更多的采用FPGA的产品之上出现LCD，增加人机之间的交互性，为行业和我们的生活带来新的变化。

本文中对FPGA，LCD，ModelSim，Xilinx ISE8.2i硬件设计工具等进行了简单的介绍，对其功能进行了简单的描述，并了解了LCD液晶显示器的发展历史，日常应用以及相对比于其他种类显示器的优缺点，并对基于FPGA的LCD液晶显示器驱动电路未来的发展趋势进行了展望。

关键词：FPGA，LCD，状态机，VerilogDesign and Implementation of LCD Drive DisplayCircuit based on FPGAAbstractIn this project, the main object is to design a LCD controller based on FPGA, and at the same time emphasize on the convenience for the later application and migration.The program of the controller is written by Verilog language, and the main body of the program used state machine as the primary control method. displayed picture which was put earlier.In this project, I finally realized the following function. The first one is to display any English and figureon character any position of the display screen. The second one is the display information will instantaneously update as the input data changes.The research of this project will contribute to the developing process of those products which use FPGAs, especially those products also use LCD. And at the same time, it can reduce dramatically on the developing time. In addition, for the convenience of this controller, more and more FPGA based products will come out with LCD screen. This change will enhance the interaction between human and the machine, and bring innovation to the industry and our lives.In this project, FPGA, LCD, ModelSim, Xilinx ISE8.2 I hardware design tools simply introduces its functions were a simple description, and understanding the LCD monitor the development history, and relative everyday applications than in other types of monitor based on FPGA advantages and disadvantages, and the LCD monitor driver circuit future development trends are discussed.Key words:, FPGA, LCD, State Machine, Verilog目录任务书 (I)摘要 ....................................................错误！未定义书签。

(RTXM)基于FPGA的数字光端机的设计与实现

安徽理ｊＩ＝大学硕士论文图中Ⅺ＋和Ⅺ．接收光收发模块传来高速低压差分串行数据信号，ＲＯＵＴ０到ＲＯＵＴ９为转化后的低速并行的ＬＶｌ］凡电平的数据信号，该数据信号直接和ＦＰＧＡ核心处理芯片的引脚相连。

ＦＰＧＡ再对低速的数据信号进行分接，传输到相应的模块。

３、发射端光收发部分电路设计光的收发主要有两种方式，一种是在发射端采用单独的激光器，配合控制驱动芯片（如ＡＧＣ、ＡＰＣ）来完成光的发射，在接收端采用独立的ＰＩＮ组件，再配以相应的放大电路来完成光的接收。

这种方式因为发射功率大，适合远距离传输，成本也低。

但是由于其电路结构复杂，集成度低，调试困难，可靠性差。

另一种方式是采用集成光模块。

发射模块集成了ＬＤ及控制驱动芯片，接收模块集成了ＰＩＮ和后续的放大电路，输出信号一般符合ＰＥＣＬ电平。

此种方式优点电路结构简单，集成度高，调试方便，可靠性高。

另外，随着科学技术不断提高，集成的光模块的价格也开始变的合理。

基于上述两种方案，综合考虑该数字光端机采用集成光模块。

该模块选用武汉电信器件公司的ＲＴＸＭｌ２３．３．３５．ＳＣ光收发一体模块【１６】。

其收发独立工作，３．３Ｖ供电电压，最高传输数据速率为６２２Ｍｂｐｓ；采用标准的ｌＸ９封装；单纤双向传输，由于其内部集成了波分复用器，发射端光纤波长为１３１０ｎｍ，接收端光纤波长为１５５０ｎｍ；接口形式为ＳＣ接口：信号传输的电平为ＰＥＣＬ电平。

其传输距离为２０ｋｍ。

其内部功能框图如下：ＳＤｌＲＤＵｒｎｉｔｉｎｇＡｍｐｌｉｆｉｅｒｏＤ石ｃ翻●－＿＿－＿＿＿一一）Ｓｉｇｎａｌ。

ＰｒｅａｍｐｌｉｆｉｅｒＤｅｔｅｃｔｏｒＲＤＴＤＭＱＷＬａｓｅｒＯｕｔｐｕｔＬＤＤｒｉｖｉｎｇＣｉｒｃｕｉｔ－—－－－－—啼ＴＤＴｌｌ·，、＾Ｉ。

Ｌ＿ＪＡＩｎＵｌ’１Ｉ图１４ＲＴＸＭｌ２３－３．３５．ＳＣ内部结构框图Ｆｉｇ１４ＲＴＸＭｌ２３·－３—·３５··ＳＣＩｎｔｅｒｎａｌＢｌｏｃｋＤｉａｇｒａｍ●●●●３数字光端机的硬件实现（２）、ＬＶＤＳ接口输入电路ＬＶＤＳ输入差分阻抗为１００Ｑ，为适应共模电压宽范围内的变化，输入极还包含一个自动电平调整电路，将共模电压调整为一固定值，该电路后面是一个施密特触发器，主要是为防止不稳定，设计有一定的回滞特性，后级是差分放大电路，其输入结构见下图：Ｐ，１ｒＫ件Ｄｆ狮ａＰＴ眦ＩＥⅧ．ＳＣＨＬ＾ｌｎ？ｒＳ丑卫ｒ嗽ＩＰａＱＯＥＲｈ图１８ＬＶＤＳ接口输入电路Ｆｉｇ１８ＬＶＤＳｉｎｔｅｒｆａｃｅｉｎｐｕｔｃｉｒｃｕｉｔＬＶＤＳ的接收端需要有终端匹配电阻，没有终端匹配电阻，ＬＶＤＳ无法工作。

脉冲激光器驱动电路的设计与应用

脉冲激光器驱动电路的设计与应用脉冲激光器驱动电路是一种专门用于控制和驱动脉冲激光器的电路。

它的主要作用是产生恰当电压脉冲以激发激光器发射出稳定、高能量的脉冲，控制激光器输出脉冲的形态，从而实现高精度激光加工、医疗和科研等领域的应用。

因此，脉冲激光器驱动电路的设计与应用具有重要意义。

在脉冲激光器驱动电路的设计中，关键是要理解激光器特性和对控制电路的要求，确定适合的电路拓扑结构和工作方式，选择合适的电路元器件，并进行仿真和实验测试。

在实际应用中，还需要考虑激光器和控制电路的匹配和稳定性、尺寸和重量限制等因素。

常见的脉冲激光器驱动电路包括调制式和非调制式两种类型。

调制式驱动电路采用外部信号调制激光器，可以实现高速率的激光脉冲输出；非调制式驱动电路则通过内部开关控制放电，可以实现高精度、高稳定性的激光脉冲输出。

在电路元器件的选择上，需要注意功率、速度、可靠性等方面的匹配，例如 MOSFET、Bipolar 等晶体管，快速恢复二极管等。

脉冲激光器驱动电路在精密微加工、医学、科学研究等领域的应用非常广泛。

在精密微加工领域，激光切割、打孔和焊接等加工过程需要高稳定性和精度的激光输出，脉冲激光器驱动电路的应用可以保证输出脉冲的精度和一致性。

在医学领域，激光治疗和激光手术需要控制激光器输出的能量和形态，以确保治疗效果和患者的安全。

在科学研究中，激光器的高精度测量和量子物理实验等需要高灵敏度和高稳定性的激光器输出。

总之，脉冲激光器驱动电路的设计和应用涉及多个领域的交叉应用，需要掌握电子、光学和机械等多学科知识和技能，并不断地改进和优化电路结构和性能，以满足不同应用领域的需求。

1.2 FPGA的设计方法与要求

利用HDL语言，采用“ Top→down”（自顶向下）设计方法具有以下优点： ①在“ Top→down”（自顶向下）的设计过程中，每一步都可以进行仿真，可以在系统设计过程发现设计存在的问题，可大大缩短系统的设计周期，降低费用，使电路设计更趋合理，其体积和功耗也可减小。 ②采用HDL语言，就可免除编写逻辑表达式或真值表的过程，使设计难度大幅度下降，，从而可以缩短设计周期。 ③采用HDL语言设计系统硬件电路时，主要的设计文件是用HDL语言编写的源程序，也可以将HDL语言编写的源程序转换成电原理图形式输出，降低了硬件电路设计难度，。 ④用HDL语言的源程序作为归档文件资料量小，便于保存，可继承性好。
EDA（Electronics Design Automation）即电子设计自动化。现在数字系统设计依靠手工已经无法满足设计要求，设计工作需要在计算机上采用EDA 技术完成。EDA技术以计算机硬件和系统软件为基本工作平台，采用EDA通用支撑软件和应用软件包，在计算机上帮助电子设计工程师完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至 PCB （印刷电路板）的自动设计等。在EDA软件的支持下，设计者完成对系统功能的进行描述，由计算机软件进行处理得到设计结果。利用EDA设计工具，设计者可以预知设计结果，减少设计的盲目性，极大地提高设计的效率。
利用HDL语言，采用“ Top→down”（自顶向下）设计方法的设计系统硬件电路，一般分为三个步骤，如图1.2.2所示。
图1.2.2 “ Top→down”（自顶向下）设计系统硬件的过程
①行为描述：
对系统进行行为描述的目的是在系统设计的初始阶段，通过对系统行为描述的仿真来发现系统设计中存在的问题。在行为描述阶段，考虑的是系统的结构及其工作过程是否能达到系统设计规格书的要求，并不考虑其实际的操作和算法用什么方法来实现。行为描述是对整个系统的数学模型的描述，其设计与器件工艺无关。

基于FPGA的可调谐激光器控制电路设计

控制技术・ 120 ・计算机测量与控制 2021 29(4)Computer Measurement & Control文章编号 1671 - 4598(2021)04 - 0120 -06 DOI ：10.16526/ki.11 — 4762/tp.2021. 04.024 中图分类号：TN248文献标识码：A基于FPGA 的可调谐激光器控制电路设计孔市委，任乾钰，王军，贾平岗(中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051)摘要：可调谐激光器是光纤光栅解调系统中最主要的部件之一，其输出波长和功率的稳定性影响整个解调系统的性能；文中对MG —Y 可调谐激光器的调谐原理进行了分析，设计了一种基于FPGA 的可调谐激光器控制电路；使用温度控制芯片ADN8834对MG —Y 激光器进行温度控制，通过改变电流源的输出电流，控制激光器的输出波长；利用光谱分析仪采集激光器的输出波长，并对激光器的输出波长进行标定，制作“波长一电流”查询表；FPGA 通过调用“波长一电流”查询表，实现激光器的波长在1 527〜1 567 nm 范围内以20 pm 间隔连续线性扫描。

同时搭建光纤布拉格光栅解调系统，验证了可调谐激光器解调光纤光栅中心波长的可行性。

关键词：MG —Y 激光器；波长控制；温度控制；“波长一电流”查询表Design of Tunable Laser Control Circuit Based on FPGAKong Shiwii , Ren Qianyu , Wang Jun , Jia Pinggang(Science and Technology on Electronic Test & Measurement Laboratory ,North University of China , Taiyuan 030051, China )Abstract : Tunable laser is one of the most important components in the fiber Bragg grating demodulation system. The stability ofits output wavelength and power affects the performance of the whole demodulation system. In this paper , the tuning principle of MG —Ytunablelaserisanalyzed ， andatunablelasercontrolcircuitbasedonFPGAisdesigned Thecircuitusesatemperaturecontrol chipADN8834tocontrolthetemperatureofthe MG —Ylaser ， andcontrolsoutputwavelengthofthelaserbychangingtheoutputcurrent of the current source. The output wavelength of the laser is analyzed by spectrum analyzer , and the output wavelength of la ser is calibrated , and the wavelength 一 current query table is made. The wavelength of the laser can be scanned continuously in the range of 1527 〜1567 nm at the interval of 20 pm by FPGA calling the wavelength 一current query table. At the same time , a fiberBragg grating demodulation system was built to verify the feasibility of the tunable laser to demodulate the center wavelength of the f — bergratingKeywords : Mg 一 Y laser ； wavelength control ； temperature control ； "wavelength —current" query table0引言随着光纤传感技术的迅速发展及其在各工程领域的广泛应用3］,光纤传感在全球范围内得到了大量的关注，在工程应用、学术研究等方面吸引着许多专家学者34］。

激光器驱动电路设计与应用

激光器驱动电路设计与应用激光器是一种利用受激辐射原理产生激光光束的装置。

它在现代科技领域有着广泛的应用，包括激光切割、激光打标、激光雷达等。

而激光器能够工作正常，离不开一个稳定可靠的驱动电路。

本文将探讨激光器驱动电路的设计原理与应用。

一、激光器驱动电路的基本原理激光器驱动电路主要包括激光二极管供电与电流控制两部分。

供电部分需要提供适当的电压和电流给激光二极管，而电流控制部分则需要保证激光二极管受到稳定的电流驱动。

在激光器的工作中，这两个部分必须配合协调，以确保激光器能够正常工作并产生所需的激光输出。

二、激光二极管供电设计在激光二极管供电设计中，需要考虑激光二极管的工作电压和电流需求。

一般情况下，我们可以使用直流电源来为激光二极管供电。

首先，根据激光二极管的额定工作电流和电压，选择合适的电源电压和额定电流。

其次，使用电源调节电路来保证供电的稳定性和精确性。

最后，通过合适的连接线路，将电源与激光二极管连接，以确保供电的可靠性和安全性。

三、激光二极管电流控制设计激光二极管电流控制设计是激光器驱动电路中非常重要的一部分。

在激光二极管的工作中，电流的稳定性对于激光输出的功率和频率具有直接影响。

因此，在设计电流控制环路时，需要考虑到以下几个方面。

1.电流控制模式的选择常见的电流控制模式有恒压模式和恒流模式。

恒压模式下，电路会根据激光二极管的电流需求来调整电压，保证其工作在恒定电流下；恒流模式下，则是通过电路控制来保持电流的恒定。

在实际应用中，应根据具体的需求选择合适的模式进行设计。

2.反馈控制环路的设计为了确保激光二极管电流的稳定，需要设计一个反馈控制环路。

这一环路通常包括一个比较器、一个误差放大电路和一个电流调整电路。

比较器用于比较实际电流与设定电流之间的差异，误差放大电路用于放大差异信号，而电流调整电路则用于根据差异信号调整输出电流。

3.稳定性和去抖动设计在电流控制环路的设计中，还需要考虑到稳定性和去抖动。

半导体激光器驱动电路设计

导通状态，电压输出端给调制电路、流保护电路由恒
２１慢启动电路．
在实际应用中，导体激光器往往会因为接在半
同一电网上的多种电器的突然开启或关闭而受到损
及半导体激光器供电。
图１慢启动电路原理图
模拟，结果显示该驱动电路满足设计需求，类似电路设计有很好的借鉴作用。对
关键词：动电路；导体激光器；启动电路驱半慢
中图分类号：Ｎ４．Ｔ２８４
文献标识码：Ａ
文章编号：６３５９（０１０－５４１７－６２２１）６６７３４
２ｃ０（＝一７ ℃ ，温下具有稳定的光功率输出。０常
在２ ℃的标准温度下，５该型激光器的阈值电流为
设计出具有抗干扰能力强、恒流稳定和过流保护等特性的驱动电路尤为必要。
２Ａ，５ｍ串联电阻是１光学输出功率的最小值为０Ｑ，
一
种高功率密度并具有极高量子效率的结型器件，ＤＬ
对于电流冲击的承受能力较差，电流微小的变化将导致光输出的极大变化和器件参数的变化，这些变
化直接危及器件的安全使用，因而在实际应用中对驱动电源的性能和安全保护有着很高的要求』。为了保证激光器稳定工作、性能可靠和使用寿命长，
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激光器及其驱动器电路原理与光模块核心电路设计讲解

激光器及其驱动器电路原理与光模块核心电路设计讲解激光器是将电能转化成光能的一种器件，它具有高亮度、高单频性和窄线宽等特点，广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。

本文将从激光器的原理和驱动器电路以及光模块核心电路的设计方面进行讲解。

激光器的原理是通过激发介质中的原子或分子的电子跃迁，使其产生受激辐射，从而放大光信号。

激光器的组成包括泵浦源、激光介质和谐振腔。

泵浦源提供能量激发介质，激光介质产生光子，而谐振腔则用于放大光信号。

其中，常见的泵浦源包括电流泵浦和光泵浦两种。

对于电流泵浦激光器，其驱动器电路一般采用直接驱动或恒流驱动。

直接驱动是将电流直接施加在激光二极管上，通过二极管的串联电阻来控制电流大小。

恒流驱动则是通过恒流源为激光二极管提供稳定的电流。

直接驱动简单、成本低，但对电流的稳定性要求较高；恒流驱动可以提供稳定的电流，但设计复杂且成本较高。

对于光泵浦激光器，其驱动器电路一般采用恒电源和调制驱动两种方式。

恒电源方式是将恒定的电流施加在光泵浦二极管上，通过二极管将电能转化成光能。

调制驱动方式是通过对光泵浦二极管施加调制信号来控制光泵浦的输出功率，常见的调制方式有频率调制和幅度调制。

在光模块核心电路的设计方面，首先需要考虑的是光电转换的过程。

光电转换一般采用光电二极管或光电导管来实现，其内部结构包括灵敏区、引入端和输出端。

灵敏区用于接收光信号并转换为电信号，引入端连接封装的光纤，输出端连接电路，并通过电路将电信号转换成适合后续处理的信号。

在光模块核心电路的设计中，还需要考虑信号的放大和滤波。

信号放大可以使用放大器来实现，常见的放大器有前置放大器和后级放大器。

前置放大器用于放大光电转换器输出的微弱信号，后级放大器用于进一步放大信号以达到需要的功率。

信号滤波可以使用滤波器来实现，滤波器可以滤除不需要的频率成分，提高信号的纯度和质量。

除了信号的放大和滤波，光模块核心电路的设计还需要考虑功率的稳定性和保护电路的设计。