[发明专利]一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路

权利要求书

1.一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：包括FPGA控制与处理模块(1)、高压驱动模块(2)、弹光调制器(3)、探测器(4)、模拟信号放大模块(5)、单端转差分模块(6)、AD采集模块(7)、USB传输模块(8)、Labview显示模块(9)和电源模块(10)，所述FPGA控制与处理模块(1)、高压驱动模块(2)、弹光调制器(3)、探测器(4)、模拟信号放大模块(5)、单端转差分模块(6)、AD采集模块(7)依次连接，所述AD采集模块(7)与FPGA控制与处理模块(1)连接，所述FPGA控制与处理模块(1)通过USB传输模块(8)与Labview显示模块(9)连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：所述FPGA控制与处理模块(1)的芯片选用EP1C6Q240C8，控制高压驱动模块(2)、模拟信号放大模块(5)和AD采集模块(7)，将采回的数据处理后通过USB传输模块(8)输出到Labview显示模块(9)。

3.根据权利要求1所述的一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：所述高压驱动模块(2)包括功率放大电路(11)、充放电回路(12)和阻抗匹配电路(13)，所述功率放大电路(11)接收FPGA控制与处理模块(1)的控制信号，所述充放电回路(12)为LC震荡提供充电和放电回路，所述阻抗匹配电路(13)将电感L和电容C相匹配，使负载电路谐振，通过对电容C的充电和放电实现谐振和电压放大。

4.根据权利要求1所述的一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：所述弹光调制器(3)的弹光晶体为硒化锌，在FPGA控制与处理模块(1)的控制下工作在谐振状态。

5.根据权利要求1所述的一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：所述探测器(4)的型号为PDA10A，探测波长为200-1100nm，带宽范围0-180MHZ，最小等效噪声功率3.5×10^-11W/Hz^1/2，充分将调制后的光信号转化为电信号输出。

6.根据权利要求1所述的一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：所述模拟信号放大模块(5)包括固定电压放大(14)和放大可调电路(15)，所述固定电压放大(14)接收探测器(4)的信号，将微弱信号进行电压放大，经放大可调电路(15)作为AD采集模块(7)的输入信号，所述放大可调电路(15)的放大器型号为AD8250，具有宽电源电压范围，数字式或引脚可编程，可编程增益：1、2、5、10。

7.根据权利要求1所述的一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：所述单端转差分模块(6)接收放大后的模拟信号，实现单端转差分信号。

8.根据权利要求1所述的一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：所述AD采集模块(7)接收单端转差分模块(6)转换后的模拟信号，FPGA输出控制信号，控制AD采集模块(7)采集，并将结果输入FPGA控制与处理模块(1)，所述AD采集模块(7)采用AD8138与AD9220芯片级联，AD8138实现单端至差分的转换和共模电平移位，模拟输入范围-4.7V-3.4V，具有10MHz的采样率，12位数字输出。

9.根据权利要求1所述的一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：所述USB传输模块(8)的控制芯片型号选用CY7C68013A-56PVXI，负责将FPGA控制与处理模块(1)采集并处理后的数据发送到Labview显示模块(9)进行显示。

10.根据权利要求1所述的一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路，其特征在于：所述电源模块(10)包括可调数字电源、模拟电源和数字电源，为其他模块进行供电。