QKD系统中相位调制器驱动电路设计

相位调制器是量子密钥分发系统中不可缺少的调制器件,其输出调制信号的脉宽影响量子比特误码率.本文提出一种利用高速高频模拟开关实现相位调制器驱动电路的设计方法,仿真结果显示驱动电路输出电压脉冲脉宽可低于10ns,并能很好地应用到量子密钥分发实验系统中,从理论及实验上对实验方案的可行性及可靠性进行了验证.     

基于光纤激光器的微振动信号保真拾取干涉仪

提出了一种新型的远距离微振动信号的测量和保真拾取系统.该系统基于迈克尔逊干涉仪结构,以窄线宽光纤激光器为光源,采用相位载波零差解调方案实现信号的还原.通过优化压电陶瓷堆(PZT)相位调制器驱动电路,有效地提升了系统的频率响应范围.通过引入移相电路提高了系统的信噪比.系统在50 Hz～4 kHz频率范围内线性度良好,输出信号的信噪比为60 dB,谐波抑制比为50 dB,系统的灵敏度为1×10-5rad/Hz1/2.     

一种混合集成DC/DC电源调制器的设计

介绍了一种混合集成DC/DC电源调制器的设计,并给出了实验结果。该电路包含延时电路、逻辑运算电路、驱动电路和输出电路,其主要功能是对输入的TTL控制信号进行逻辑运算和延时处理;通过驱动电路后,对 3.3 V、 5 V、 6 V、 12 V电源进行调制,可实现按规定时序为系统供电。     

用于冷原子干涉仪的声光调制器数字驱动系统

为了满足冷原子干涉实验对激光移频的需求、实现移频速率的精确可控,设计并实现了一个带有操作界面的声光调制器数字驱动与控制系统。该系统由三个部分组成,分别是上位机,微处理器控制芯片,射频信号产生芯片。其中上位机用于收集控制信息;微处理器控制芯片用于根据上位机发送来的控制信息实现对射频信号产生芯片的控制、产生驱动声光调制器晶体的射频信号,从而实现对实验中所需的激光进行移频。该系统可输出频率为0~150 MHz且相位噪声低至-116 dBc/Hz的射频信号,同时可有效控制输出信号的幅度、相位和扫频速率等,该系统提供了满足冷原子干涉实验需求的多种工作模式。     

光纤声光调制器的高频驱动器

光纤声光调制器驱动器作为光纤激光器的重要组成部分,其性能参数对激光品质具有重要影响。该文设计了高频、高功率驱动器方案。该方案通过20²00kHz脉冲信号控制模拟开关实现脉冲信号和150 MHz载波信号的二进制幅度键控(2ASK)调制,调制信号经功率放大器放大,进行阻抗匹配后输出到声光调制器,驱动声光调制器工作。驱动信号的频率为20200kHz脉冲信号控制模拟开关实现脉冲信号和150 MHz载波信号的二进制幅度键控(2ASK)调制,调制信号经功率放大器放大,进行阻抗匹配后输出到声光调制器,驱动声光调制器工作。驱动信号的频率为20²00kHz,功率为3 W。     

基于FPGA的光弹调制器用高压驱动电路设计

为满足光弹调制器对高电压、高稳定和精确易控制的驱动电压需求,设计了一种基于FPGA控制、全桥结构LC谐振升压的高压驱动电路。该电路与传统的光弹调制器驱动控制电路相比,大幅降低了直流电源的电压输入要求,通过DDS调节方波频率来控制光弹调制器工作频率,调节方波占空比来控制输出电压。该电路应用于光弹调制器实验,结果表明在光弹调制器的谐振频率下,外部直流电压为5 V时,方波占空比范围为0~50%,对应电压峰-峰值可调节范围为0~840 V。电路具有稳定可靠、操控方便、带负载能力较强等优点,能够实现光弹调制器驱动电压实时精确的控制。     

一种新型旋转超声电机驱动控制试验系统

介绍了一种新型旋转超声电机即压电定子和压电转子振型嵌合式旋转超声电机驱动控制试验系统。系统以LabVIEW作为开发平台,通过DAQ板卡和外围电路的设计进行输入输出采集与控制。该系统能输出幅值、频率、相位可调节信号,通过光电编码器检测超声电机转子位置反馈给系统用以保证电机下次启动时保持定转子振型嵌合位置关系。试验结果表明,该试验系统完全满足此新型旋转型超声电机驱动控制试验要求。     

基于AD9954的多模式调制器的设计

AD9954是采用先进的DDS技术生产的高集成度频率合成器,通过对幅度、频率、相位的编程来生成不同的信号.本方案以AD9954为核心设计平台,通过FPGA和单片机的控制,设计了一种功能齐全、性能优良的调制器.对所产生的信号作了理论分析,并阐述了该调制器的系统结构、软硬件设计和具体电路实现.本方案不仅能生成正弦波、方波和三角波,还能生成AM、FM、ASK、FSK、PSK、4PSK、线性扫频等通信中的各种信号,且具有更精确的输出频率和更高的稳定度,可以满足不同环境、不同条件下通信方式的需求.     

基于MZ调制器工作点控制的前端电路设计

设计了马赫-曾德尔(MZ)调制器工作点控制的前端电路.利用运放OP27设计文氏桥电路,产生1 kHz余弦波,作为扰动信号加到MZ调制器的RF端.运用运放OP27设计带通滤波器,从探测器分别提取一次谐波和二次谐波.利用乘法器MLT04实现对一次谐波和二次谐波的检波,分别得到一次谐波的幅度调制信号和二次谐波的幅度调制信号.这两个调制信号含有调制器工作点的相位信息,为后续的软件控制提供了两路含有相位信息的信号,使整个控制系统的实现更准确.     

波片相位延迟量测量和快轴标定系统

为了能够快速精确地测量波片相位延迟量和快轴方位角,实现测量系统的集成化和自动化,设计了基于弹光调制技术与数字锁相技术相结合的波片测量系统。采用弹光调制器对检测激光进行调制,运用基于FPGA的数字锁相技术提取调制信号的一、二倍频项,利用优化算法解调出波片相位延迟量和快轴方位角,步进电机带动波片转动使快轴到达零度位置,相位延迟量由LCD显示出来。搭建了实验系统,并对1/4波片进行了测量。实验结果表明:该系统对1/4波片快轴方位角的测量精度优于0.31,相位延迟量的测量精度和重复度分别优于99.47%和0.14。测量系统的弹光调制器驱动信号、电机驱动信号、数据运算都由FPGA控制,实现了光机电一体化。     

老年人健康信息管理系统的开发与应用

从电路模型上分析多路复用技术在压电微变形镜控制中的驱动特性,设计了基于双MOSFET开关的驱动电路,并对致动器的电压保持能力和抗干扰能力做了测试.实验和分析表明,一个高压运放驱动25个压电陶瓷(PZT)致动器时,工作频率可达400 Hz,致动器的变形控制精度在2%左右.与传统控制方法相比,该方法具有低功耗、低成本的优点,适用于自适应光学系统中多通道压电微变形镜的控制.     

高效率高精度LED控制驱动电路设计

分析了LED特性及其驱动要求,设计基于PT4115的LED控制驱动器,并以此为例研究和实验分析了目前主流LED驱动技术存在的问题及有待改进的方面,给出了降低电路功耗和提高电流控制精度的改进方案:通过对反馈信号差分放大使等效反馈电阻减小来达到降低电路功耗的目的;在反馈控制电路中引入双积分电路使电路输出恒流性能好,从而提高了电流控制精度。经实验验证说明设计方案可行有效,为LED的控制驱动提出了新的思路和方法。     

一种新型硅微陀螺仪闭环驱动方案的研究

研究了一种新的硅微陀螺仪闭环驱动方案,对推挽驱动方式的性能进行了分析,结果表明驱动力矩的频段与噪声信号频段是分离的,因此噪声信号不会影响到驱动效果。在此基础上,利用锁相技术满足正弦自激振荡的相角和增益条件,建立环路的自激振荡,实现了闭环控制。同时在闭环回路中利用正弦自激振荡的相角条件和锁相环的鉴相特性,消除了驱动信号对敏感信号的同频干扰,并抑制了环路中的噪声干扰,明显提高闭环性能。试验结果显示在1小时内交流信号频率和幅度的标准方差分别为0.132 H z和0.258 mV,实现了驱动稳幅稳频的目的,从而使陀螺仪精度和可靠性得到了显著提高。     

基于51单片机的步进电机控制系统设计与实现

结合51单片机的特点,研究设计步进电机的控制系统,以51单片机AT89S52为控制核心,选用ULN2003A芯片组成的驱动电路,提出一种步进电动机控制系统设计方案.完成控制系统的硬件电路设计和软件编程,实现步进电机的控制要求.该系统简便易操作、控制精度高,具有较高的使用价值.     

一种适用于大功率IGBT模块串联工作的新型驱动电路

介绍了一种基于IGD515EI构成的IGBT串联应用的驱动电路,能够提供最大15A的驱动电流,采用光纤传输控制信号,解决了所有与MOSFET和IGBT有关的驱动、保护和电位隔离问题。应用结果表明,该驱动电路使用简单、可靠,具有优良的驱动和保护性能,尤其是其联合运用端口的设计非常适用于IGBT的串联使用。采用串联IGBT作为刚管调制器的放电开关,解决了单只IGBT耐压不够的问题。文中还介绍了IGBT栅极驱动电路和IGBT电压均衡电路的设计方法,并给出调制器的输出波形。     

Precise phase control of resonant MOEMS mirrors by comb-drive current feedback

Accurate phase detection and control of nonlinear resonant micro-opto-electro-mechanical system (MOEMS) mirrors are crucial to achieve stable scanning motions and high resolution imaging as needed in precision applications. This paper proposes a precise phase detection method for an electrostatic actuated MOEMS mirror and a novel digital phase locked loop (PLL) that uses an asynchronous logic for high precision driving and immediate phase compensation, while the clock speed is kept low. The phase of the mirror is detected by an amplified current signal, generated by the movement of the comb drive electrodes, transimpedance amplifiers and a simple comparator circuit. An analysis of the proposed detection method reveals that the pointing uncertainty scales with the product of the driving voltage, the curvature of the comb drive capacitance and the angular velocity of the MOEMS mirror at the zero crossing. The developed fast start-up procedure brings the MOEMS mirror to its maximum amplitude within less than 100 ms with a minimum on required prior knowledge of the used device. The low optical pointing uncertainty of 0.3 mdeg obtained in closed loop operation, allows 19000 pixels with a precision of 10 sigma at a scanning frequency of 2 kHz.     

一种载波对消提高相位调制度的新技术

用连续波雷达测量运动目标或振动目标经常会遇到调相波的解调问题。对于无外向辐射的封闭系统,结合微波马赫-曾德尔干涉仪和灵敏高效的相位调制器,设计了一种简洁有效的技术架构,实现了载波对消。高效相位调制器提高了对振动的响应,干涉仪不但可以有效压制载波,而且极大压制了微波源的相位噪声,包括难以处理的1/ f 噪声。该技术适用于各种频段,可有效延伸到射频,用集中参数系统处理,这样,更加有利于调相传感器的优化和电路实现。文中给出了高效相位调制器和干涉仪系统的原理分析,验证方案和同轴系统的实验结果。该原理也适用于微带电路和集成化电路。     

一种高精度数控矢量调制器的设计

为了提高矢量调制器的技术指标,使得其所应用的射频干扰对消实现更好的性能,该文提出了数字控制矢量调制器的技术方案,可以实现稳定的高精度矢调步进控制。测试结果表明,研制的矢调模块可以实现满足系统要求的0.03dB的步进精度。     

Drive circuit for spatial light modulator with software preprocessing unit

A drive circuit, with software preprocessing unit, is developed for Multi-quantum-well (MQW) spatial light modulator (SLM). According to the characteristic values of different SLM reflective properties, software preprocessing unit fits the curve of reflectivity spectra for the modulator and generates photoelectric-conversion-controlling signals, which improve the commonality of the drive circuit. A new method of scanning was researched in this paper to substitute the old method of one-step scanning. The new method, that rough-scan is followed by fine-scan, could achieve high scanning speed and high output resolution. Apart from this, it could also effectively reduce the pixel size to be integrated with MQW SLM by flip-chip bonding. SPICE simulation and chip test results show that, the chip could work well, and the swing of drive voltage is from 0 to V _DD , the resolution of drive voltage could be up to 256. In a word, this circuit could meet the requirements of MQW SLM.     

双弹光调制器动态耦合及控制的一种新方法

针对双弹光调制器(PEM)中各调制器本征频率差异 及其随温度变化造成的调制效率降低问题,提出 了基于中心频率控制的解决方案。首先,建立了PEM机械特性等效电路,分析了驱 动电压、驱 动频率和谐振频率的动态耦合关系,确定了大光程差条件下驱动信号加载方法;其次,结合 不同谐振 频率PEM的幅频、相频特性曲线,提出了基于中心频率的双PEM控制方法;最后,采用 数字频率合成(DDS)技术和数字锁相环(DPLL)技术对双PEM进行驱动及谐振频率漂移跟踪,使 各PE M处于同频同相状态。实验结果表明,本文控制方法能够使双PEM调制光程差达 到单个PEM的2倍,达到1080μm。