專利名稱：激光功率控制電路及具有該電路的激光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光功率控制電路及具有該功率控制電路的激光裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于自由空間光通信(Free SpaceOptics，F(xiàn)SO)系統(tǒng)的激光功率控制電路及具有該電路的激光裝置。
背景技術(shù)：
用電纜連接兩個(gè)或多個(gè)地點(diǎn)的傳統(tǒng)通信系統(tǒng)通常受限于相對低速、低容量的應(yīng)用中，為克服這些缺陷，近年來，開發(fā)的系統(tǒng)使用了光纖。然而，光纖仍要求使用物理連接。為解決這個(gè)問題，已經(jīng)開發(fā)出利用自由空間發(fā)射一個(gè)或多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)的光束的系統(tǒng)。使用這種光束的系統(tǒng)安裝靈活，同時(shí)，避免了在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，鋪設(shè)光纜以物理連接系統(tǒng)中的各個(gè)地點(diǎn)所耗費(fèi)的基礎(chǔ)設(shè)施成本。
自由空間光通信技術(shù)是一種基于光傳輸方式、采用紅外激光承載高速信號的無線傳輸技術(shù)，它以激光為載體，以空氣為介質(zhì)，用點(diǎn)對點(diǎn)或者點(diǎn)對多點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)連接。
自由空間光通信系統(tǒng)是利用激光在空中傳輸信號，在空氣中傳輸?shù)募す饣蚨嗷蛏俚貢?huì)受到大氣的影響而造成能量的衰減，其衰減量跟空氣質(zhì)量有關(guān)。當(dāng)天氣晴朗，能見度高時(shí)，激光的衰減量??；如遇雨、雪、霧或沙塵暴時(shí)，空中能見度變低，激光的衰減量增大。另外，自由空間光通信系統(tǒng)的接收端如果接收到的激光信號太強(qiáng)，會(huì)使接收電路飽和而造成誤碼或通信中斷；如果接收到的激光信號太弱，低于接收電路的靈敏度，也會(huì)造成誤碼或通信中斷。另外，由于激光在空氣中傳輸時(shí)存在一定衰減，而且光程越遠(yuǎn)，衰減越強(qiáng)。
為了保證自由空間光通信系統(tǒng)的接收端接收到的激光功率大小適度，需要對發(fā)射激光的功率進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。目前，調(diào)整方式一般有分級分段調(diào)整和無級連續(xù)調(diào)整。一般調(diào)整原理是控制源發(fā)出功率調(diào)整信號(如果為數(shù)字信號還需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后改變激光器的驅(qū)動(dòng)電流，從而改變發(fā)光功率。實(shí)現(xiàn)這一過程一般有三種做法(1)機(jī)械開關(guān)控制采用波段開關(guān)，不同檔位接不同電平值或接不同的放大驅(qū)動(dòng)端電阻，進(jìn)而改變光發(fā)射功率。優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡單，成本低。缺點(diǎn)是必須現(xiàn)場調(diào)整，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，且檔位有限，功率的分級就少；(2)通過D/A轉(zhuǎn)換芯片，根據(jù)數(shù)字控制指令輸出連續(xù)或間斷的模擬電平，再通過后續(xù)的驅(qū)動(dòng)放大電路去改變光功率。優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)無級連續(xù)調(diào)整。缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)和控制復(fù)雜，成本稍高。
(3)在驅(qū)動(dòng)放大前級或后級使用數(shù)字電位器，改變驅(qū)動(dòng)電流，從而改變光功率。由于數(shù)字電位器電阻分檔較多，也可近似實(shí)現(xiàn)無級連續(xù)調(diào)整。實(shí)現(xiàn)、控制復(fù)雜度和成本方面，可能和采用D/A芯片差不多。
然而，在實(shí)際應(yīng)用中，自由空間光通信系統(tǒng)的激光發(fā)射功率設(shè)置成3檔到5檔即可，因此，無級連續(xù)調(diào)整意義不大，而且使用D/A芯片或數(shù)字電位器在性能和成本上又有些浪費(fèi)，電路實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。另外，使用機(jī)械開關(guān)，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在實(shí)際應(yīng)用中極不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)自由空間光通信系統(tǒng)的激光功率控制不能同時(shí)具有自動(dòng)控制、成本較低和電路簡單性能的缺陷，本實(shí)用新型提供一種成本較低、電路簡單，而且能自動(dòng)控制的激光功率控制電路。
本實(shí)用新型還提供一種具有上述激光功率控制電路的激光裝置。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是提供一種具有激光功率控制電路的激光裝置包括串接的電阻分壓單元、驅(qū)動(dòng)放大單元與激光管，該電阻分壓單元包括并聯(lián)的電阻R16、電阻R17和與該并聯(lián)的兩個(gè)電阻R16、R17串聯(lián)的電阻R18，而且該電阻R18接地，該電阻分壓單元還包括電平輸出端，該電平輸出端與該電阻R16、R17和R18的節(jié)點(diǎn)連接，用于將輸出電平傳輸給后續(xù)的驅(qū)動(dòng)放大單元，該激光裝置還包括串接的單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)單元，而且驅(qū)動(dòng)單元與電阻分壓單元串接，該單片機(jī)用于提供輸出控制信號的第一單片機(jī)I/O口與第二單片機(jī)I/O口，通過驅(qū)動(dòng)單元與電阻分壓單元，輸出電平信號給驅(qū)動(dòng)放大單元，最后由放大單元輸出放大信號給激光管，來決定激光管的輸出功率。
本實(shí)用新型還提供一種激光功率控制電路，包括電阻分壓單元，包括并聯(lián)的電阻R16、電阻R17和與該并聯(lián)的兩個(gè)電阻R16、R17串聯(lián)的電阻R18，而且該電阻R18接地；電平輸出端，該電平輸出端與該電阻R16、R17和R18的節(jié)點(diǎn)連接，用于將輸出電平傳輸給后續(xù)的驅(qū)動(dòng)放大電路；第一單片機(jī)I/O口與第二單片機(jī)I/O口，用于輸入控制信號；第一驅(qū)動(dòng)單元，包括串聯(lián)的電源V1、電阻R14與第一驅(qū)動(dòng)元件，該第一單片機(jī)I/O口接入電阻R14與第一驅(qū)動(dòng)元件之間，該第一驅(qū)動(dòng)元件與電阻R16連接；第二驅(qū)動(dòng)單元，包括串聯(lián)的電源V2、電阻R15與第二驅(qū)動(dòng)元件，該第二單片機(jī)I/O口接入電阻R15與第二驅(qū)動(dòng)元件之間，該第二驅(qū)動(dòng)元件與電阻R17連接。
本實(shí)用新型激光功率控制電路和具有激光功率控制電路的激光裝置中，都是通過采用單片機(jī)I/O接口來輸出光功率控制信號，通過驅(qū)動(dòng)單元與電阻分壓單元的作用可以輸出電平信號，從而達(dá)到對激光功率進(jìn)行控制的目的，因此，本實(shí)用新型激光功率控制電路和具有激光功率控制電路的激光裝置可自動(dòng)控制。另外，本實(shí)用新型激光功率控制電路和具有激光功率控制電路的激光裝置采用的電路簡單，各電路元件都是常用價(jià)格較低的電路元件，而且單片機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)低于D/A芯片或者數(shù)字電位器的價(jià)格。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型激光功率控制電路和具有激光功率控制電路的激光裝置都同時(shí)具有成本較低、電路簡單和自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型具有激光功率控制電路的激光裝置的示意圖。
圖2是圖1所示的激光裝置所采用的激光功率控制的電路圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖1，是本實(shí)用新型具有激光功率控制電路的激光裝置的示意圖。該具有激光功率控制電路的激光裝置包括串接的單片機(jī)1、驅(qū)動(dòng)單元2、電阻分壓單元3、驅(qū)動(dòng)放大單元4與激光管5。該單片機(jī)1用于提供輸出控制信號的單片機(jī)I/O口，通過驅(qū)動(dòng)單元與電阻分壓單元，輸出電平信號給驅(qū)動(dòng)放大單元，最后由放大單元輸出放大信號給激光管，來決定激光管的輸出功率。
請參閱圖2，是圖1所示的激光裝置所采用的激光功率控制的電路圖。該單片機(jī)1提供第一單片機(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12。該驅(qū)動(dòng)單元2包括第一驅(qū)動(dòng)單元(未標(biāo)示)與第二驅(qū)動(dòng)單元(未標(biāo)示)，第一驅(qū)動(dòng)單元包括串聯(lián)的電源V1、電阻R14與第一驅(qū)動(dòng)元件21，該第一單片機(jī)I/O口11接入電阻R14與第一驅(qū)動(dòng)元件21之間；第二驅(qū)動(dòng)單元包括串聯(lián)的電源V2、電阻R15與第二驅(qū)動(dòng)元件22，該第二單片機(jī)I/O口12接入電阻R15與第二驅(qū)動(dòng)元件22之間。電阻分壓單元3包括并聯(lián)的電阻R16、電阻R17和與該并聯(lián)的兩個(gè)電阻R16、R17串聯(lián)的電阻R18，而且該電阻R18接地，該電阻分壓單元3還包括電平輸出端30，該電平輸出端30與該電阻R16、R17和R18的節(jié)點(diǎn)連接，用于將輸出電平傳輸給后續(xù)的驅(qū)動(dòng)放大電路。另外，該第一驅(qū)動(dòng)元件21與電阻R16連接，該第二驅(qū)動(dòng)元件22與電阻R17連接。
光功率控制信號是第一單片機(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12發(fā)出的數(shù)字信號1或者0，實(shí)際是對應(yīng)一定的電平(分別對應(yīng)單片機(jī)供電電源V1、V2的VCC和0V)，第一單片機(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12輸出的電平經(jīng)電阻分壓單元3后，通過調(diào)整電阻R16、R17和R18的電阻值，可以輸出一個(gè)我們需要的控制光功率的電平，第一單片機(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12不同的編碼就會(huì)對應(yīng)一個(gè)不同的輸出電平。
下面舉例說明該激光功率控制電路的原理。該第一驅(qū)動(dòng)元件21與第二驅(qū)動(dòng)元件22都采用反相驅(qū)動(dòng)芯片74HC04，電阻R14、R15、R16、R17和R18的電阻值都是10KΩ，電源V1與V2提供的電壓都是5V。當(dāng)?shù)谝粏纹瑱C(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12輸出的數(shù)字信號都是1時(shí)，電平輸出端30輸出的電平為0V；當(dāng)?shù)谝粏纹瑱C(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12輸出的數(shù)字信號分別是1、0或者0、1時(shí)，電平輸出端30輸出的電平為2V；當(dāng)?shù)谝粏纹瑱C(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12輸出的數(shù)字信號都是0時(shí)，電平輸出端30輸出的電平為4V。
從上述過程表明第一單片機(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12都是高電平時(shí)，激光發(fā)射功率選擇最低檔；第一單片機(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O12口中一個(gè)選擇高電平，另一個(gè)選擇低電平時(shí)，激光發(fā)射功率選擇次低檔；第一單片機(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12都是低電平時(shí)，激光發(fā)射功率選擇最高檔。另外，可以調(diào)整電阻R16、R17、R18的阻值，而得到不同的輸出值。
該激光功率控制電路通過采用第一單片機(jī)I/O口11與第二單片機(jī)I/O口12來輸出光功率控制信號，通過驅(qū)動(dòng)單元2與電阻分壓單元3的作用可以輸出電平信號，從而達(dá)到對激光功率進(jìn)行控制的目的，因此，該激光功率控制電路自動(dòng)控制激光的輸出功率。另外，該激光功率控制電路的電路簡單，各電路元件都是常用價(jià)格較低的電路元件，而且單片機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)低于D/A芯片或者數(shù)字電位器的價(jià)格。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該激光功率控制電路同時(shí)具有成本較低、電路簡單和自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)，所以本實(shí)用新型采用該激光功率控制電路的激光裝置也同時(shí)具有成本較低、電路簡單和自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)。
另外，本實(shí)用新型激光裝置和該激光裝置采用的激光功率控制電路并不限于上述實(shí)施方式所述，例如該第一驅(qū)動(dòng)元件21與第二驅(qū)動(dòng)元件22可以采用其他電路或者芯片；當(dāng)激光功率具有更多的選擇檔時(shí)，可以通過相應(yīng)增加單片機(jī)的I/O口和分壓電阻來達(dá)到選擇不同檔的目的例如，當(dāng)激光功率具有4個(gè)選擇檔時(shí)，可以采用3個(gè)單片機(jī)I/O來實(shí)現(xiàn)激光功率的選擇等。
權(quán)利要求1.一種具有激光功率控制電路的激光裝置包括串接的電阻分壓單元、驅(qū)動(dòng)放大單元與激光管，該電阻分壓單元包括并聯(lián)的電阻R16、電阻R17和與該并聯(lián)的兩個(gè)電阻R16、R17串聯(lián)的電阻R18，而且該電阻R18接地，該電阻分壓單元還包括電平輸出端，該電平輸出端與該三電阻R16、R17和R18的節(jié)點(diǎn)連接，用于將輸出電平傳輸給后續(xù)的驅(qū)動(dòng)放大單元，其特征在于該激光裝置還包括串接的單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)單元，而且驅(qū)動(dòng)單元與電阻分壓單元串接，該單片機(jī)用于提供輸出控制信號的第一單片機(jī)I/O口與第二單片機(jī)I/O口，通過驅(qū)動(dòng)單元與電阻分壓單元，輸出電平信號給驅(qū)動(dòng)放大單元，最后由放大單元輸出放大信號給激光管，來決定激光管的輸出功率。
2.如權(quán)利要求1所述的激光裝置，其特征在于該驅(qū)動(dòng)單元包括第一驅(qū)動(dòng)單元，該第一驅(qū)動(dòng)單元包括串聯(lián)的電源V1、電阻R14與第一驅(qū)動(dòng)元件，該第一單片機(jī)I/O口接入電阻R14與第一驅(qū)動(dòng)元件之間，該第一驅(qū)動(dòng)元件與電阻R16連接。
3.如權(quán)利要求2所述的激光裝置，其特征在于該第一驅(qū)動(dòng)元件是74HC04芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的激光裝置，其特征在于該驅(qū)動(dòng)單元還包括第二驅(qū)動(dòng)單元，該第二驅(qū)動(dòng)單元包括串聯(lián)的電源V2、電阻R15與第二驅(qū)動(dòng)元件，該第二單片機(jī)I/O口接入電阻R15與第二驅(qū)動(dòng)元件之間，該第二驅(qū)動(dòng)元件與電阻R17連接。
5.如權(quán)利要求4所述的激光裝置，其特征在于該第二驅(qū)動(dòng)元件是74HC04芯片。
6.一種激光功率控制電路，包括電阻分壓單元，包括并聯(lián)的電阻R16、電阻R17和與該并聯(lián)的兩個(gè)電阻R16、R17串聯(lián)的電阻R18，而且該電阻R18接地；電平輸出端，該電平輸出端與該三電阻R16、R17和R18的節(jié)點(diǎn)連接，用于將輸出電平傳輸給后續(xù)的激光驅(qū)動(dòng)放大電路；其特征在于該激光功率控制電路進(jìn)一步包括第一單片機(jī)I/O口與第二單片機(jī)I/O口，用于輸入控制信號；第一驅(qū)動(dòng)單元，包括串聯(lián)的電源V1、電阻R14與第一驅(qū)動(dòng)元件，該第一單片機(jī)I/O口接入電阻R14與第一驅(qū)動(dòng)元件之間，該第一驅(qū)動(dòng)元件與電阻R16連接；第二驅(qū)動(dòng)單元，包括串聯(lián)的電源V2、電阻R15與第二驅(qū)動(dòng)元件，該第二單片機(jī)I/O口接入電阻R15與第二驅(qū)動(dòng)元件之間，該第二驅(qū)動(dòng)元件與電阻R17連接。
7.如權(quán)利要求6所述的激光功率控制電路，其特征在于該第一驅(qū)動(dòng)元件是74HC04芯片。
8.如權(quán)利要求6所述的激光功率控制電路，其特征在于該第二驅(qū)動(dòng)元件是74HC04芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有激光功率控制電路的激光裝置包括串接的電阻分壓單元、驅(qū)動(dòng)放大單元與激光管，該電阻分壓單元包括用于將輸出電平傳輸給后續(xù)的驅(qū)動(dòng)放大單元的電平輸出端，該激光裝置還包括串接的單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)單元，而且驅(qū)動(dòng)單元與電阻分壓單元串接，該單片機(jī)用于提供輸出控制信號的I/O口通過驅(qū)動(dòng)單元與電阻分壓單元，輸出電平信號給驅(qū)動(dòng)放大單元，最后由放大單元輸出放大信號給激光管，來決定激光管的輸出功率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型激光裝置同時(shí)具有自動(dòng)控制、電路簡單和成本較低的優(yōu)點(diǎn)。另外，本實(shí)用新型還涉及一種該激光裝置所采用的激光功率控制電路。
文檔編號H04B10/10GK2812410SQ20042009547
公開日2006年8月30日 申請日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者卜建宇, 劉自力 申請人:深圳市世紀(jì)人無線通訊設(shè)備有限公司