基于ADN8830的非制冷红外焦平面温度控制电路设计

这里利用AD公司的热电制冷控制器ADN8830设计出高性能、高稳定性的TEC控制电路.该电路通过简单的电容、电阻构成的外部PID(比例积分微分)补偿网络,能够使探测器温度在10 s内稳定在最佳工作点,温度控制精度可达0.01 ℃.实验结果表明该方案具有效率高、功耗低、体积小等优点,是一种较好的温控设计方案.     

用于半导体激光器的温控电路设计

针对半导体激光器(LD)出光稳定的应用要求,设计了一种有效的温度控制电路.电路基于单片热电制冷控制芯片ADN8830,采用闭环负反馈结构,使用恒流源测温电路代替普通H桥式测温电路,解决了非线性误差问题,通过比例积分微分(PID)补偿电路产生控制信号,驱动热电制冷器(TEC),实现了对LD工作温度的高精度控制.通过测试,LD工作温度在1 min内达到设定温度,30 min内.在25℃的工作温度下稳定度达±0.2℃.结果表明:该电路能快速、有效地控制TEC工作,达到稳定LD工作温度的目的.     

非制冷焦平面热像仪温度控制设计

在分析法国ULIS公司生产的320×240长波红外非制冷微测辐射热计焦平面阵列探测器UL01011技术参数的基础上,论述了微测辐射热计非制冷红外焦平面热像仪温度控制的必要性,指出了温度控制设计的实质。并讨论了单片机、线性模式单芯片热电制冷器控制器和开关模式单芯片热电制冷器控制器温控方案的优缺点。提出了使用AD公司生产的全新单芯片热电制冷器控制器ADN8830的温控设计方案,以该芯片为核心设计出适合320×240长波红外非制冷微测辐射热计焦平面阵列探测器UL01011的温度控制电路,该电路能够把焦平面阵列温度变化控制在30±0.01℃范围内,使探测器工作在最佳温度。该方案功耗低、效率高、体积小,是一种较好的温控设计方案。     

基于热电制冷器的恒温电路设计

采用热电制冷器实现对光电探测器G5852的恒温控制,探测器内部温度由负温度系数热敏电阻测量。通过对热电制冷器工作原理的分析,设计了基于LT1013的线性驱动电路和基于ADN8830的PWM驱动电路,并分别对电路在设定温度为-25℃时进行了测试。     

基于ADN8830的非制冷红外焦平面温度控制系统

在光电领域中,有许多光器件对温度稳定性的要求很高.非制冷红外焦平面作为不需制冷的红外探测器有很好的应用前景.为了保证焦平面上各敏感元的温度稳定性,设计了一个高性能、高精度的温度控制系统.介绍了采用赛贝克效应工作的热电制冷器(TEC)的工作原理,详细讨论了基于ADN8830的温度控制电路的设计.通过实验对所设计的温控系统...     

基于ADN8831实现红外单光子探测器的精密温度控制

分析了在红外通信波段对量子密钥分配的达到最好的探测效率和最小的暗计数,存在一个最佳工作温度;而且探测器噪声对温度相当敏感.介绍了基于ADN8831控制器控制半导体热电制冷器来实现红外单光子探测器的精密温度控制的方法.给出了ADN8831芯片的特点和应用电路.实验表明该电路控制精度可达±0.01℃.利用此精密温控电路来改变InGaAs/InP雪崩光电二极管的工作温度,得到几组不同温度下光电流、暗电流-电压特性曲线.     

基于TMS320F2812的半导体激光器温度控制

介绍了一种基于数字信号处理器的半导体激光器PWM温度控制系统,给出了一种采用比较放大的热电制冷器驱动电路.能避免MOSFET桥的直通短路.在数字控制系统中,采用32位TMS320F2812芯片作为控制核心,通过其GPIOA0口从数字式温度传感器DS18820中读取半导体激光器的工作温度.使用事件管理器输出的PWM信号来控制热电制冷器工作.针对半导体激光器对温度稳定性的要求,利用DSP强大的运算能力,采用参数自整定的模糊PID算法实现系统的温度控制.在实验室环境下.采用载波频率为50 kHz的PWM控制,系统在2 min内成功将半导体激光器的工作温度稳定在25.0±0.1℃,且超调量不大于0.5℃.实验结果证明:采用DSP技术,能更好地实现算法的控制效果.提高系统控制的精确度和稳定度;采用比较放大的TEC驱动电路,能有效解决传统驱动电路的"死区"问题.     

一种高精度非致冷红外焦平面温度控制系统的设计

非致冷红外焦平面基准温度的稳定性和均匀性直接决定了其应用系统的性能.分析了基于PID算法的温度控制原理,在此理论基础上,设计了针对非致冷红外焦平面的高精度微型温度控制系统,该系统利用专用控制芯片ADN8830对TEC进行PID闭环自动控制,温度恒定范围在0～45℃时,实现了温度稳定度±0.01℃的性能指标.该系统还具有高精度、小型化、低噪声、快速稳定等优点,为提高红外焦平面系统温度稳定性、迅速达到稳定工作状态提供了有益的参考.     

双通道半导体激光电源控制技术

研制了一种808 nm/635 nm双通道半导体激光器驱动电源,主要由恒流源驱动和温控电路两部分组成。通过12位DA的输出电压对两个通道的驱动电流进行控制,808 nm和635 nm通道的电流驱动范围分别为0~3 A和0~1 A,控制精度分别为0.73 m A和0.24 m A。温控电路由温度传感器、差分放大电路、比例积分微分(PID)控制电路和半导体制冷器(TEC)驱动电路组成,采集的温度信号与设定的温度值进行差分放大后通过硬件PID控制驱动TEC进行制冷制热,实现温度控制以保证输出功率和波长的稳定。在室温23℃下进行应用测试(设定工作温度为25℃),10 min内,808 nm通道在2.2A驱动时,功率不稳定度为1.805%;635 nm通道在640 m A驱动时功率不稳定度为1.233%。两个通道的P/I特性曲线线性拟合结果的校正决定系数(Adj.R-Square)都大于0.998。     

太阳光谱辐照度仪自动跟踪装置的设计与测试

为了实现太阳光谱辐照度的高精度观测,提出了视日运动轨迹和光电跟踪相结合的太阳自动跟踪方案,详细论述了视日运动跟踪计算原理和基于四象限探测器的跟踪装置设计。为检测该装置的跟踪精度,设计了基于线阵CCD探测器的跟踪精度检测系统,并开展了室外观测实验。测试结果表明,太阳跟踪精度为±0.030°,稳定性优于1.4%,所设计的太阳跟踪装置在跟踪精度和稳定上均能够满足太阳光谱辐照度观测的高精度跟踪要求。     

基于可调谐激光器的太阳光谱辐照度仪定标方法

太阳光谱辐照度仪是利用棱镜分光技术对太阳直射辐射进行连续光谱测量的新型仪器,为了实现高精度观测要求,开展了基于可调谐激光器的系统级定标方法研究。使用激光导入积分球产生的均匀辐照度场作为定标光源,利用标准辐照度探测器作为传递标准,将低温绝对辐射计的辐射标准传递到太阳光谱辐照度仪。在仪器的870 nm波段进行了定标实验,与标准灯法、Langley法得到的定标系数进行比对,偏差分别为2.84%和4.08%,验证了该方法的可行性。根据不确定度评估规范,这种定标方法的不确定度优于0.882%,可以用于高精度的太阳光谱辐射观测。     

具有自适应校正功能的红外成像系统设计

针对红外焦平面阵列（IRFPA）响应随温度及时间漂移的特点,及红外成像系统兼备测量和监视的要求, 设计了一种能够对环境自适应的长波非制冷红外成像系统。系统采用FPGA 单处理器架构,实现系统控制和图像处理等功能,简化了系统架构,降低了功耗。采用ADN8830 进行控温,使探测器工作在最佳工作温度点,保证了探测器的成像性能。提出了基于黑体快门的非均匀性校正技术,实现了红外图像的实时校正,并有效补偿了外部环境的影响。视频输出采用模拟和数字双输出方式,模拟视频输出为图像增强后输出,便于人眼观察,数字输出为12 bit 量化原始输出,可用于测量,系统可同时满足监视和测量的要求。试验结果表明,系统具有成像质量良好、环境适应性强、功耗低等特点。     

384×288非制冷红外焦平面阵列驱动电路的设计

在分析了法国ULIS公司的384×288元的长波红外非制冷微测辐射热计UL03191结构、性能及工作参数的基础上,针对该探测器数字与模拟两种输出模式设计了基于CPLD驱动电路。通过使用所设计电路采集黑体辐射的光信号转换成12位灰度图像来测试电路工作性能、成像质量和噪声特点,比较两种模式的测试结果,得出采用数字输出模式设计的电路具有体积小、功耗低及成像噪声小等特点。同时,设计了基于ADN8830单芯片热电制冷器控制器的温度控制系统,该系统设置电压由CPLD控制,可实现焦平面阵列根据环境温度变化采用不同工作温度点工作,从而较好的改善探测器工作性能和成像质量,降低探测器功耗。     

狭缝光阑面积高精度测量技术

为了达到在0.4 ? 1.0 ?m波段实现绝对不确定度0.05%以内、相对稳定性0.03%/年的太阳绝对光谱辐照度观测,在太阳绝对光谱辐照度仪研制过程中,入射狭缝光阑的面积需要实现高精度的测量。设计了激光扫描法和通量比较法相结合的测量方法。测量中以激光-积分球系统作为光源,用高精度Trap探测器接收信号,无需基准光阑,同时突破了激光扫描法测量中对小尺度光阑的限制。对标称为7 mm×0.1 mm光阑面积的测量中,相对不确定度为4.5× 10-4。     

神经网络在太阳辐射传感器设计中的应用

为了测量太阳辐照度以便达到使光伏电站的效率最大化,提出了一种新的基于反馈神经网络的太阳辐照度测量方法,该方法可用来直接使光伏电站的效率最大化。所提出的传感器由一个光伏电池、一个温度传感器和一个低成本的微控制器组成。计算表明,提出的传感器设计成本较低,因而该装置在光伏电站的大型部署中是一个很好的替代品。使用实验样机对所提出的方法进行了验证,结果显示与商用装置相比,本文设计的传感器更够更加精确地跟踪光伏电站内的太阳辐照度。