[发明专利]基于SoC FPGA的半导体激光器功率控制系统有效
| 申请号： | 202010094098.7 | 申请日： | 2020-02-15 |
| 公开（公告）号： | CN111276866B | 公开（公告）日： | 2021-04-20 |
| 发明（设计）人： | 张丽;卢新硕;刘欣;邓霄;崔丽琴;韩国华;林洪太 | 申请（专利权）人： | 太原理工大学 |
| 主分类号： | H01S5/068 | 分类号： | H01S5/068;H01S5/0683 |
| 代理公司： | 太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 14110 | 代理人： | 任林芳 |
| 地址： | 030024 *** | 国省代码： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 soc fpga 半导体激光器 功率 控制系统 | ||
1.一种基于SoC FPGA的半导体激光器功率控制系统，其特征在于包括：达林顿管(7)、采样电阻(8)、AD转换器、SoC FPGA、DA转换器、加法器(3)和半导体激光器驱动电路，
半导体激光器驱动电路的输出端通过达林顿管(7)与半导体激光器相连；达林顿管(7)的发射极通过采样电阻(8)接地，在达林顿管(7)与采样电阻(8)之间设置监测端口，监测端口与AD转换器输入端相连，AD转换器的控制端与SoC FPGA相连，SoC FPGA包括FPGA和片上协同处理器，片上协同处理器与FPGA之间通过AXI总线相连，SoC FPGA的输出端与DA转换器的控制端相连，DA转换器的输出端分别通过第一转换通道(1)和第二转换通道(2)与加法器(3)相连，加法器(3)与半导体激光器驱动电路相连；第一转换通道(1)用来输送控制半导体激光器的驱动电压，第二转换通道(2)用来输送控制半导体激光器的修正电压；
当监测端口处的采样电压与理想驱动电压的差值大于设定值时，片上协同处理器将采样电压与当前半导体激光器的驱动电压的差值作为偏移量通过位置式PID计算，得到的运算结果返回FPGA，FPGA控制DA转换器产生修正电压，加法器(3)对驱动电压和修正电压求和，得到新的驱动电压并输入半导体激光器驱动电路，使得半导体激光器实际驱动电流达到输出所需功率的精准值；
其中，位置式PID计算的计算公式为:其中，Kp为比例控制系数，为积分控制系数，TD为微分控制系数，u(t)为PID的运算结果，e(t)为采样电压与当前半导体激光器的驱动电压的差值。
2.根据权利要求1所述的基于SoC FPGA的半导体激光器功率控制系统，其特征在于：所述半导体激光器驱动电路包括RC滤波器(4)、电压跟随器(5)和PID控制回路(6)，电压跟随器(5)同相输入端与所述加法器(3)的输出端相连，电压跟随器(5)反相输入端与RC滤波器(4)相连，RC滤波器(4)与PID控制回路(6)相连，PID控制回路(6)用于将所述达林顿管(7)的基极电压控制在设定的电压阈值。
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