本发明涉及航天高功率光放大器领域,具体地说,尤其涉及一种低压供电的高功率光放驱动电路。
背景技术:
1、空间激光通信是一种利用激光束作为载波在空间进行图像、语音、信号等信息传递的通信方式。与传统微波通信相比,激光通信具有传输速率快、通信容量大、抗电磁干扰性能强、保密性高等优点,且其通信终端体积小、功耗低、实用性极高。光放大器作为空间激光通信中重要的重要部件,光放大器能够将输入的弱光信号放大到较高的功率水平,从而提高信号的传输距离和质量。这对于长距离光纤传输和光通信系统中的信号衰减问题非常关键。如公告号为cn202486646u的一种恒流电路,当供电过低会导致驱动电路中mos管无法开启,电流不能达到阈值。在传统的光放大器中,受到运算放大器输出电压、mos管开启电压、mos管发热等问题限制,光放大器中泵浦激光器的驱动电路不能提供较大电流,从而限制光放大器输出光功率。目前,在适用航天环境的电子元器件中,国内无轨到轨的运算放大器,无较低开启电压的mos管可做选择,因此该问题通过提升器件性能解决的方案短期内无法实现。
技术实现思路
1、本发明的目的,在于提供一种低压供电的高功率光放驱动电路,其在运算放大器输出端和mos管输入端通过增加上拉电阻、电容,从而提升mos管g端输入电压,使mos管ds端通过更大的电流;通过电阻电容的匹配提升mos管为泵浦激光器提供更大电流。
2、本发明是通过以下技术方案实现的:
3、一种低压供电的高功率光放驱动电路,包括运放放大器u1a和mos管q1,所述运放放大器u1a的输出引脚1和mos管q1的引脚3之间串联有电阻r3,电阻r3和mos管q1的引脚3之间还连接有电阻r1,电阻r1连接上拉电源vcc;mos管q1的引脚1连接有泵浦pump,mos管q1的引脚2通过分压电阻r7连接有电压放大电路,电压放大电路的输出端通过电阻r5连接运放放大器u1a的输入引脚2;还包括dac调节电路,dac调节电路连接运放放大器u1a的输入引脚3。
4、进一步地,所述的运放放大器u1a的输出引脚1和运放放大器u1a的输入引脚2之间连接有滤波电容c5,电阻r3两端并联有滤波电容c2,滤波电容c2和滤波电容c5有效地解决运放输出过程中出现的输出振荡现象,将系统的闭环系统的极点调整至s平面的左半平面,保证系统的稳定性。
5、进一步地,所述的dac调节电路包括dac电源,dac电源依次连接分压电阻r2和分压电阻r4,运放放大器u1a的输入引脚3连接于分压电阻r2和分压电阻r4之间,分压电阻r4并联有滤波电容c4。
6、进一步地,所述的电压放大电路包括运放放大器u2a,运放放大器u2a的输出引脚1与运放放大器u2a的输入引脚2之间连接有反馈电阻r8,反馈电阻r8并联有滤波电容c6,运放放大器u2a的输入引脚2还连接有输入电阻r9。
7、进一步地,所述的运放放大器u2a的输入引脚3通过平衡电阻r6连接mos管q1的引脚2。
8、进一步地,所述的电阻r1=10kω,电阻r3=15kω。
9、进一步地,运放放大器u1a输出0时,mos管q1的引脚3电压为vcc/(r1+r3)*r3=3v;运放放大器u1a输出为3.8v时,mos管q1的引脚3电压为4.5v,以覆盖其开启电压范围,mos管q1的引脚3电压为3v时,通过mos管的电流小于200ma,远小于泵浦激光器的开启电流1000ma。
10、进一步地,所述的分压电阻r7=10mω,通过8a电流时,压降为80mv,进一步降低了对vcc电压要求,同时也降低了系统功耗。
11、进一步地,所述的dac电源的输入电压最大值为2.5v,通过分压电阻分压后,进入到运放放大器u1a的输入引脚3的电压不超过1v,流过泵浦的电流值≤10a;分压电阻r2和分压电阻r4通过分压形式对输入泵浦pump的最大电流值进行限制,保证在前级电路失效的情况下,泵浦pump电流输出的最大电流不会超过其额定电流,从而对泵浦pump形成硬件级保护,提高系统的可靠性。
12、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
13、1.在运算放大器输出端和mos管输入端通过增加上拉电阻、电容,从而提升mos管g端输入电压,使mos管ds端通过更大的电流;通过电阻电容的匹配提升mos管为泵浦激光器提供更大电流。
14、2.减少了对国外航天领域的先进运算放大器和mos管等电子元器的依赖,本发明电路无需性能更优的运算放大器和mos管。
15、3.低压供电且在不增加其它器件情况下实现光放大器更大功率。
1.一种低压供电的高功率光放驱动电路,包括运放放大器u1a和mos管q1,其特征在于:所述运放放大器u1a的输出引脚1和mos管q1的引脚3之间串联有电阻r3,电阻r3和mos管q1的引脚3之间还连接有电阻r1,电阻r1连接上拉电源vcc;mos管q1的引脚1连接有泵浦pump,mos管q1的引脚2通过分压电阻r7连接有电压放大电路,电压放大电路的输出端通过电阻r5连接运放放大器u1a的输入引脚2;还包括dac调节电路,dac调节电路连接运放放大器u1a的输入引脚3。
2.根据权利要求1所述的低压供电的高功率光放驱动电路,其特征在于:所述的运放放大器u1a的输出引脚1和运放放大器u1a的输入引脚2之间连接有滤波电容c5,电阻r3两端并联有滤波电容c2。
3.根据权利要求1所述的低压供电的高功率光放驱动电路,其特征在于:所述的dac调节电路包括dac电源,dac电源依次连接分压电阻r2和分压电阻r4,运放放大器u1a的输入引脚3连接于分压电阻r2和分压电阻r4之间,分压电阻r4并联有滤波电容c4。
4.根据权利要求1所述的低压供电的高功率光放驱动电路,其特征在于:所述的电压放大电路包括运放放大器u2a,运放放大器u2a的输出引脚1与运放放大器u2a的输入引脚2之间连接有反馈电阻r8,反馈电阻r8并联有滤波电容c6,运放放大器u2a的输入引脚2还连接有输入电阻r9。
5.根据权利要求4所述的低压供电的高功率光放驱动电路,其特征在于:所述的运放放大器u2a的输入引脚3通过平衡电阻r6连接mos管q1的引脚2。
6.根据权利要求1所述的低压供电的高功率光放驱动电路,其特征在于:所述的电阻r1=10kω,电阻r3=15kω。
7.根据权利要求1所述的低压供电的高功率光放驱动电路,其特征在于:运放放大器u1a输出0时,mos管q1的引脚3电压为vcc/(r1+r3)*r3=3v;运放放大器u1a输出为3.8v时,mos管q1的引脚3电压为4.5v,以覆盖开启电压范围,mos管q1的引脚3电压为3v时,通过mos管的电流小于200ma。
8.根据权利要求1所述的低压供电的高功率光放驱动电路,其特征在于:所述的分压电阻r7=10mω,通过8a电流时,压降为80mv。
9.根据权利要求3所述的低压供电的高功率光放驱动电路,其特征在于:所述的dac电源的输入电压最大值为2.5v,通过分压电阻分压后,进入到运放放大器u1a的输入引脚3的电压不超过1v,流过泵浦的电流值≤10a。
