[发明专利]同步压控可调脉冲发生电路及光纤激光器

说明书

公开了一种同步压控可调脉冲发生电路及光纤激光器。本申请一实施例中，所述同步压控可调脉冲发生电路包括第一RC积分电路、脉宽调节与稳定控制电路、高速比较电路、第二RC积分电路、异或门电路、与门电路。本申请实施例满足了激光测距的需求，即脉冲信号的脉宽纳秒级，脉冲信号的脉宽纳秒范围内连续可调，并且脉冲信号与用户提供的触发时钟信号严格同步。

技术领域

本申请涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种同步压控可调脉冲发生电路及光纤激光器。

背景技术

用于测距的光纤激光器能够输出单脉冲能量为千瓦以上的脉冲激光，为了让脉冲的峰值功率足够高，通常激光的脉宽需要被设置在纳秒范围内。同时，为了适应不同探测系统的需求，激光的脉宽需要实现纳秒范围连续可调，并且脉宽需要在宽温范围内保持稳定。光纤激光器中的同步脉冲信号发生电路产生的电脉冲信号的形状和宽度决定了光纤激光器输出的激光脉冲的形状和宽度。同时，为了让光纤激光器满足激光测距的需求，还要求输出的激光脉冲同用户提供的触发时钟信号同步，即用户提供一个触发时钟沿，激光器即可发出一个脉冲激光，且该脉冲激光同触发时钟的时间延迟严格保持不变。

发明内容

为了部分地或全部地解决上述技术问题，本申请实施例期望提供一种新的同步压控可调脉冲发生电路及光纤激光器。

本申请的一个方面，提供了一种同步压控可调脉冲发生电路，包括：第一RC积分电路、脉宽调节与稳定控制电路、高速比较电路、第二RC积分电路、异或门电路、与门电路；其中，

第一RC积分电路，对来自外部的同步触发时钟信号进行积分后产生第一爬坡信号并输出给所述高速比较电路；

脉宽调节与稳定控制电路，产生脉宽调节电压信号并输出给所述高速比较电路，所述脉宽调节电压信号的电压值连续可调；

高速比较电路，正输入端接入所述第一爬坡信号，负输入端接入所述脉宽调节电压信号，基于所述脉宽调节电压信号和所述第一爬坡信号对所述同步触发时钟信号进行延时以输出一延时时钟信号；

第二RC积分电路，对所述同步触发时钟信号进行积分后产生第二爬坡信号并输出给所述异或门电路，以利用所述异或门电路的固定门翻转电压补偿所述高速比较电路内部门电路的延时；

异或门电路，一输入端接入所述延时时钟信号，另一输入端接入所述第二爬坡信号，针对所述延时时钟信号和所述第二爬坡信号执行异或逻辑布尔函数从而产生第一脉冲信号并输出给所述与门电路；

与门电路，一输入端接入所述同步触发时钟信号，另一输入端接入所述第一脉冲信号，通过所述同步触发时钟信号抑制所述第一脉冲信号中因所述同步触发时钟信号下降沿而产生的部分，从而输出第二脉冲信号。

一些示例中，所述第一爬坡信号的电压满足如下关系：

其中，V_t表示t时刻所述第一爬坡信号的电压值，V₁表示所述第一RC积分电路中的电容最终可充到的电压值，RC表示所述第一RC积分电路的RC参数。

一些示例中，所述高速比较电路，在所述同步触发时钟信号到达之前输出低电平；在所述同步触发时钟信号到达之时及之后，所述第一爬坡信号的电压超过所述脉宽调节电压信号并经过所述高速比较电路内部门电路的延时后，其输出电平开始翻转，输出高电平。

一些示例中，所述脉宽调节与稳定控制电路，利用脉宽单调连续压控可调的特性以及脉宽随温度单调连续变化的特性，对所述第二脉冲信号的脉宽进行温度补偿，产生所述脉宽调节电压信号并输出给所述高速比较电路。

一些示例中，所述脉宽调节与稳定控制电路包括：温度传感器、微控制器和数模转换器；其中，

所述温度传感器，配置为测量环境温度并将测得的环境温度值传送给所述微控制器；