針對(duì)樣機(jī)陀螺儀中由于半導(dǎo)體激光器功率變化帶來(lái)的尋北精度降低問(wèn)題,設(shè)計(jì)一種基于位置敏感探測(cè)器控制的穩(wěn)恒功率控制系統(tǒng)。其原理是:在閾值電流以上,激光器的輸出功率具有與驅(qū)動(dòng)電流呈正比的特性,設(shè)定基準(zhǔn)電流,以測(cè)定電流與基準(zhǔn)電流的差值作為反饋信號(hào);在滿足設(shè)計(jì)要求情況下,盡量減少元器件等硬件的使用,提高系統(tǒng)可靠性;軟件設(shè)計(jì)上利用差值電流實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋。通過(guò)軟件與硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器功率的穩(wěn)恒控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與不增加功率穩(wěn)恒電路相比,新的控制方式使激光器輸出功率穩(wěn)定度提高了50%,基本保持在4.65 mW;陀螺儀尋北精度提高大約70%,極大改善了陀螺儀的尋北性能。

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【部分圖文】：

圖1激光照射一維PSD位置圖

以一維PSD為例，由于激光器光源的能量一般都不是均勻分布的，可以假設(shè)是多光束共同作用，合成激光器光束[9]。假設(shè)光斑由N個(gè)離散的光束組成，第i個(gè)光束作用在PSD上產(chǎn)生的總光電流為kiIt(ki為第i個(gè)光束電流占總電流的比例，It為總電流)，以雙光束為例，當(dāng)A、B光束分別單獨(dú)作用時(shí)....

圖2半導(dǎo)體激光器輸出功率穩(wěn)定控制方框圖

設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體激光器恒功率控制電路總體設(shè)計(jì)方案框圖如圖2所示。圖2中，Ir(ki)為設(shè)定電流，Ie(ki)為電流偏差，Ic(ki)為測(cè)量電流，U(ki)為測(cè)量的電壓值，U(t)為D/A轉(zhuǎn)換后的電壓值，Ic(t)為驅(qū)動(dòng)電流。整個(gè)系統(tǒng)由DSP2812處理芯片控制，采集的激光器功率信號(hào)為....

圖3電源系統(tǒng)電路圖

在進(jìn)行激光器自動(dòng)功率控制電路設(shè)計(jì)時(shí)，將環(huán)境溫度為25℃時(shí)穩(wěn)定的激光器工作狀態(tài)下的探測(cè)器光電流作為設(shè)定值。當(dāng)LD隨著溫度變化功率增大(減小)時(shí)，背向光檢測(cè)器PD上感應(yīng)到的電流也會(huì)隨之增大(減小)，將監(jiān)測(cè)的電流與設(shè)定的光電流對(duì)比，利用差值反饋決定注入LD的電流大小，最后通過(guò)DSP28....

圖4恒功率控制硬件電路圖

圖3電源系統(tǒng)電路圖電路中Laser1連接半導(dǎo)體激光器中的LD,Laser2連接半導(dǎo)體激光器的PD．在電路設(shè)計(jì)和器件選擇中，需要考慮系統(tǒng)中存在的振蕩和電路的穩(wěn)定性等。Q1選用NPN型三極管s9013，工作溫度為-55℃～150℃;激光器選用ADL-65053-TL-2型激光器，在....

本文編號(hào)：3931819