【摘 要】
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本论文主要研究通过内调制的方法产生FMCW激光光源的过程,包括分布式反馈（DFB）激光器驱动电路的设计、超快宽带DDS扫频源电路的设计,以及通过ADS仿真软件设计微带阶梯阻抗低通滤波器,并将其应用于调频连续波激光测距系统。由于电流、温度因素会影响半导体激光器输出激光功率的稳定性,因此需要保证激光器驱动电路具备恒流驱动、恒温控制功能。并且调频连续波激光测距要求调制源具备调制带宽足够大、调制周期足够短
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本论文主要研究通过内调制的方法产生FMCW激光光源的过程,包括分布式反馈（DFB）激光器驱动电路的设计、超快宽带DDS扫频源电路的设计,以及通过ADS仿真软件设计微带阶梯阻抗低通滤波器,并将其应用于调频连续波激光测距系统。由于电流、温度因素会影响半导体激光器输出激光功率的稳定性,因此需要保证激光器驱动电路具备恒流驱动、恒温控制功能。并且调频连续波激光测距要求调制源具备调制带宽足够大、调制周期足够短的特点,所以实现超快宽带DDS扫频源是本论文的一个重点研究内容。本论文重点介绍了FMCW激光光源的设计方案,详细分析了DFB激光器驱动电路以及超快宽带DDS扫频源电路的设计。光源系统的恒流驱动电路采用的是电流反馈运放控制方式,从而使DFB激光器的驱动电流误差在±0.05m A内;基于半导体材料的帕尔帖效应,设计了DFB激光器的恒温控制电路,使工作温度误差在±0.1℃范围内;具备恒流驱动以及恒温控制功能的激光器驱动电路保证了激光功率输出误差在±0.1m W范围内;利用Tina-TI软件,对带宽为100MHz-1GHz的扫频信号调制激光二极管进行了仿真分析,结果表明取得了比较理想的调制效果;将DSP28335作为主控芯片,控制AD9914这款高性能DDS芯片,研制出了扫频范围为100MHz-1GHz且扫频周期为8.8us的超快宽带DDS扫频源;借助ADS仿真软件设计了微带阶梯阻抗低通滤波器,使通带内的衰减更小,输出曲线更平坦。通过版图仿真,验证了低通滤波器的实际特性符合方案设计指标。本论文通过内调制的方式将输出功率稳定的DFB激光器驱动电路与超快宽带DDS扫频源相结合,从FMCW激光光源的工作原理出发,详细阐述了各个功能模块的基本理论及其设计方案。并且为避免激光光源产生过流情况的发生,设计了LD静电保护电路以及TEC钳位控制电路这两种过流保护电路,最终完成了基于内调制的FMCW光源系统的设计。
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