基于PSpice的半导体激光高频调制系统设计
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设计课题:基于PSPICE和EWB的高频小信号放大器的设计专业名称:电子信息工程技术学生班级:学生姓名:学生学号:指导教师:时间:前言随着电子技术的飞跃发展,社会发展步入了信息时代,随着信息时代对人才高素质和信息化的要求,随着高等教育发展的趋势,人们的生活水平提高,对精神文明生活的要求也跟着提高,这对电子领域提出了跟更高的要求。
电子学是一门应用很广泛的科学技术,发展及其迅速。
要想学好这门技术,首先是基础理论的系统学习,然后要技术训练,进而培养我们对理论联系实际的能力,设计电路的能力,实际操作的能力,以及培养正确处理数据、分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。
同时也加深我们对电子产品的理解。
在无线通信中,发射与接收的信号应当适合于空间传输。
所以,被通信设备处理和传输的信号是经过调制处理过的高频信号,这种信号具有窄带特性。
而且,通过长距离的通信传输,信号受到衰减和干扰,到达接收设备的信号是非常弱的高频窄带信号,在做进一步处理之前,应当经过放大和限制干扰的处理。
这就需要通过高频小信号放大器来完成。
这种小信号放大器是一种谐振放大器。
高频小信号放大器广泛用于广播、电视、通信、测量仪器等设备中。
高频小信号放大器可分为两类:一类是以谐振回路为负载的谐振放大器;另一类是以滤波器为负载的集中选频放大器。
它们的主要功能都是从接收的众多电信号中,选出有用信号并加以放大,同时对无用信号、干扰信号、噪声信号进行抑制,以提高接收信号的质量和抗干扰能力。
高频调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在发射机的接收端,从天线上感应的信号是非常微弱的,这就需要用放大器将其放大。
高频信号放大器理论非常简单,但实际制作却非常困难。
其中最容易出现的问题是自激振荡,同时频率选择和各级间阻抗匹配也很难实现。
本文以实际制作为基础,用LC振荡电路为辅助,来消除高频放大器自激振荡和实现准确的频率选择;另加其它电路,实现放大器与前后级的阻抗目录第一章、课程设计任务书 (1)第二章、放大器的设计原理 (2)2.1、基本原理 (2)2.2、典型信号放大器简介 (3)2.2.1单调谐放大器 (3)2.2.2 双调谐放大器 (6)第三章、高频小信号电路的设计........................................ . (9)3.1电路结构 (9)3.2.单元电路参数计算及器件的选择 (10)3.3. 数据处理与分析 (13)第四章、仿真与电路板的制作 (15)4.1.EWB仿真图 (15)4.2 PROTEUS仿真图 (16)第五章、总结与体会 (17)第六章、参考文献 (18)第1章设计目的1、掌握小信号调谐放大器的基本工作原理;2、掌握谐振放大器电压增益、通频带及选择性的定义、测试及计算;3、了解高频小信号放大器动态范围的测试方法;4、通过设计实验掌握各种仿真软件的使用。
实验报告课程名称:___模拟电子技术实验____________指导老师:__蔡忠法___ _成绩:__________________ 实验名称: PSpice 的使用练习——半导体器件特性仿真 实验类型:_EDA___同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得实验目的1. 了解PSpice 软件常用菜单和命令的使用。
2. 掌握PSpice 中电路图的输入和编辑方法。
3. 学习PSpice 分析设置、仿真、波形查看的方法。
4. 学习半导体器件特性的仿真分析方法。
一. 实验器材PSpice 软件二. 实验内容1. 二极管伏安特性测试电路如图1所示。
输入该电路图,设置合适的分析方法及参数,用PSpice 软件仿真分析二极管的伏安特性。
图1 二极管特性测试电路2. 在直流分析中设置对温度的内嵌分析,仿真分析二极管在不同温度下的伏安特性。
3. 将图1所示电路中的电源VS 用VSIN 元件代替,并设置合适的元件参数,仿真反系二极管两端的输出波形。
4. 三极管特性测试电路如图2所示,用PSpice 程序仿真分析三极管的输出特性,并估算其电流放大倍数。
专业: 姓名: 学号:_日期:_2010/5/10 地点:紫金港东三212装订线实验名称:_____pspice的使用_____姓名:______学号:_图2 三极管特性测试电路四.实验原理1.二极管特性的仿真分析 1.1二极管伏安特性 (1)输入图5.1电路图(2)仿真二极管伏安特性时的设置直流扫描(DC Sweep )分析参数设置:扫描变量类型为电压源,扫描变量为Vs ,扫描类型为线性扫描,初始值为-200V ,终值为40V ,增量为0.1V 。
(3)运行仿真分析程序 (4)查看仿真结果装订线P.2①在Probe程序中显示I(D)曲线,结果如图3显示。
目录1.现实要求 (1)2.电路设计 (1)2.1设计思路 (1)2.2电路原理图 (1)3.电路分析 (4)3.1理论分析 (4)3.2静态分析 (6)3.3动态分析 (7)4.心得体会 (9)1.现实要求在军事应用当中,很多时候需要监测高频微弱声音信号。
本课程设计内容为运用orcad capture/pspice 9.0 完全版设计模拟电路实现高频微弱声音监测,并发现信号以后点亮信号灯。
要求监测10k--50kHz的声音信号,该信号的交流幅值为0.01mV, 信号灯的点亮驱动为直流(整流)信号,幅值需超过1mV(三极管)。
电路秩序实现微弱交流输入到直流(整流)信号输出即可。
2.电路设计2.1设计思路首先设计电路的一部分,这一部分的电路功能是一个带通滤波器,将负责筛选一定频率范围内的声音信号,将所要求监测的频率信号筛选出来;再设计电路的第二部分,这一部分的电路是一个放大电路,功能是将选中的信号进行放大并使其达到要求;最后设计电路的第三部分,这一部分的电路是一个整流电路,功能是将交流信号进行整流实现直流输出。
2.2电路原理图带通滤波电路:图1 带通滤波电路原理图下限截止频率:13.1kHz上限截止频率:68.8kHz 信号放大电路:图2 放大电路原理图输入交流信号幅值:1uV输出交流信号幅值200mV 交流整流电路:图3 交流整流原理图完整原理电路:图4 完整电路原理图3.电路分析3.1理论分析如图1所示,带通滤波电路为同向比例运算电路,Up为该电路的输入,比例系数为:151R R Up Uo Auf +== 且C1=C2=5.3uF ,R1=1K,R2=2K,此时电路的传递函数为:2)(]3[1u sRC sRC Auf sRC Auf A +-+•= 令中心频率RCfo π21=,电压放大倍数为: )(31113f fo fo f Auf j Auf Auf Au --+•-=令上式分母的模为2,即分母虚部的绝对值为1,即1)(uf -31=-fpfo fo fp A 解方程,取正根,就可以得到下限截止频率fp1和上限截止频率fp2分别为:)]3(4)3([212Auf Auf fo fp --+-= )]3(4)3([222Auf Auf fo fp -++-= 代入上述数据,解得:fp1=10kHz,fp2=68kHz即带通滤波电路的功能基本可以满足要求,能筛选出所需频率范围内的声音信号。
射频大作业基于PSpice仿真的振幅调制电路设计数字调制与解调的集成器件学习目录题目一:基于PSpice仿真的振幅调制电路设计与性能分析一、实验设计要求 (3)二、理论分析1、问题的分析 (3)2、差动放大器调幅的设计理论 (4)2.1、单端输出差动放大器电路2.2、双端输出差动放大器电路2.3、单二极管振幅调制电路2.4、平衡对消二极管调幅电路三、PSpice仿真的振幅调制电路性能分析 (10)1、单端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形2、双端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形3、单二极管振幅调制电路设计图及仿真波形4、平衡对消二极管调幅电路设计图及仿真波形四、实验总结 (16)五、参考文献题目二数字调制与解调的集成器件学习一、实验设计要求 (17)二、概述 (17)三、引脚功能及组成原理 (18)四、基本连接电路 (20)五、参考文献 (21)六、英文附录 (21)题目一基于PSpice仿真的振幅调制电路设计摘要随着大规模集成电路的广泛发展,电子电路CAD及电子设计自动化(EDA)已成为电路分析和设计中不可缺少的工具。
此次振幅调制电路仿真设计基于PSpice,利用其丰富的仿真元器件库和强大的行为建模工具,分别设计了差分对放大器和二极管振幅调制电路,由此对线性时变电路调幅有了更进一步的认识;同时,通过平衡对消技术分别衍生出双端输出的差分对放大器和双回路二极管振幅调制电路,消除了没用的频率分量,从而得到了更好的调幅效果。
本文对比研究了单端输出和双端输出的差分对放大器调幅电路及单二极管和双回路二极管调幅电路,通过对比观察时域和频域波形图,可知平衡对消技术可以很好地减小失真。
关键词:PSpice 振幅调制差分对放大器二极管振幅调制电路平衡对消技术一、实验设计要求1.1 基本要求参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理,选择元器件、调制信号和载波参数,完成PSpice电路设计、建模和仿真,实现振幅调制信号的输出和分析。
半导体激光器的调制技术及电路设计摘要:随着光通信技术的快速发展,使得对半导体激光调制技术的要求越来越高,而激光调制源是光通信系统中发信装置的核心部分,它产生光通信系统所需要的光载波,其特性的好坏直接影响通信系统的性能,在本文中的光调制系统中核心部分是电光调制。
调制是光电系统中的一个重要环节。
光辐射的调制是指改变光波振幅、强度、相位或频率、偏振等参数使之携带信息的过程。
调制的目的是对所需处理的信号或被传输的信息进行某种形式的变换,使之便于处理、传输和检测。
目前用得较多的是电光调制、声光调制等方法。
文中介绍的电光调制模块主要是验证电光调制原理以及介绍电光调制在激光通信方面的应用,通过此系统了解晶体电光调制的原理,以便在此系统中测量晶体的半波电压、电光系数和消光比等参量。
本文还运用矢量折射定律、光线追迹等分析方法对激光器输出的激光的准直设计了两种方法。
通过比较改善后得出:当不考虑半导体激光器的固有像散时,非球面透镜加棱镜组准直系统理论上能将空间任意一条点光源发出光线完全准直;当考虑固有像散时,相互正交的柱透镜组准直系统理论上能将激光光束子午和弧矢面上的光线完全准直。
并且,两种设计方案均可将半导体激光器发出的椭圆光斑准直整形为一个直径约为2cm的对称圆光斑,有效提高了激光器光束质量。
本课题研究了各种激光调制的原理和技术现状,针对光通信中面临的低速率、光功率小以及光信号传输距离短等技术难题,使用间接调制的方法。
同时,基于对激光准直技术的理论分析和比较,得出一种适合该课题的准直方案。
最后,使用ZMAX对激光准直模块进行了计算机仿真实验。
关键词:激光调制技术,半导体激光器,激光准直,电光调制目录第一章绪论 11.1课题研究意义11.2 半导体激光器调制技术的国内外研究现状 21.2.1激光调制技术国外现状 21.2.2激光调制技术国内现状 31.3本论文的结构和个章内容安排 5第二章半导体激光器及调制 62.1 半导体激光器 62.1.1半导体激光器工作原理72.1.2 半导体激光器的输出光功率-电流特性92.2 半导体激光调制技术102.2.1半导体激光器直接调制技术102.2.2 半导体激光器的外调制技术122.3半导体激光调制方式选取14第三章半导体激光器调制源的设计153.1 半导体激光调制关键技术153.2 半导体激光调制源设计 163.3 通信中激光调制与信号携带的关系183.3.1电光调制原理193.3.2电光调制系统总体设计213.3.3电光调制在光通信中的应用223.4 本章小结 22第四章半导体激光器准直模块的设计234.1 准直设计理论分析 244.1.1 入射面剖面为凸双曲线244.1.2 入射面剖面为凹椭圆曲线254.2 点源半导体光束准直系统设计(不考虑固有像散) 26 4.2.1准直系统设计方案264.3考虑固有像散半导体光束准直系模块计28 4.3.1准直模块设计方案284.3.2准直系统设计模块及性能分析304.4 本章小结 31第五章全文总结33参考文献35致谢36第一章绪论1.1课题研究意义随着人类科学技术的不断进步和信息流量的爆炸性增长,信息的传输和交换技术不断的获得发展和飞跃,以往的通信技术逐渐暴露出其自身的弱点。
PSPICE在高频电子线路教学中的应用李伟英(娄底职业技术学院电子信息工程系湖南.娄底41700)摘要:本文主要介绍了PSPICE软件在幅度调制电路与幅度解调电路中的应用,并指出了PSPICE在高频电子线路教学中的效果。
关键词:PSPICE 高频电子线路仿真技术随着电子技术和计算机的发展,电子产品已与计算机系统紧密相连,电子产品的智能化日益完善,电路的集成度越来越高,而产品的更新周期却越来越短。
电子设计自动化(EDA)技术,使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印制电路版的自动设计,彻底改变了过去“定量估算”、“实验调整、的传统设计方法。
高频电子线路是一门理论性、工程性和实践性很强的课程。
它需要一定的电路分析、信号系统和模拟电子线路等学科的知识作为基础。
学生在学习本课程的过程中觉得很抽象,枯燥无味,尽管在教学中将PPT做成了FLASH形式,但是因为没有实验效果做基础,学生理解起来还是有一定的困难,为了提高教学效果,我们将仿真技术带入了课堂,利用先进的PSPICE软件,完成对电路性能的分析,以加深对高频电路的工作原理和电路性能的理解,学生的学习积极性明显得到了提高。
一、PSPICE简介:用于模拟电路仿真的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTR AN语言开发而成,主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。
PSPICE采用自由格式语言的5.0版本自80年代以来在我国得到广泛应用,并且从6.0版本开始引入图形界面。
1998年著名的EDA商业软件开发商ORCAD公司与Microsim公司正式合并,自此Microsim公司的PSPICE产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中。
不久之后,ORCAD公司已正式推出了ORCAD PSPICE Release 10.5,与传统的SPICE软件相比,PSPICE 10.5在三大方面实现了重大变革:首先,在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析的基础上,实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析;第二,不但能够对模拟电路进行,而且能够对数字电路、数/模混合电路进行仿真;第三,集成度大大提高,电路图绘制完成后可直接进行电路仿真,并且可以随时分析观察仿真结果。
题目:射频大作业题目一:基于PSpice仿真的振幅调制电路设计1.1 基本要求参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理,选择元器件、调制信号和载波参数,完成PSpice电路设计、建模和仿真,实现振幅调制信号的输出和分析。
1.2 实践任务(1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择晶体管和其它元件;搭建单端输出的差分对放大器,实现载波作为差模输入电压,调制信号控制电流源情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。
(2) 参考例5.3.1,修改电路为双端输出,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。
(3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择二极管和其它元件;搭建单二极管振幅调制电路,实现载波作为大信号,调制信号为小信号情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。
(4) 参考例5.3.2,修改电路为双回路,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。
摘要此次振幅调制电路仿真设计基于 Multisim ,利用其丰富的仿真元器件库和强大的行为建模工具,分别设计了差分对放大器和二极管振幅调制电路, 由此对线性时变电路调幅有了更进一步的认识; 同时,通过平衡对消技术分别衍生出双端输出的差分对放大器和双回路二极管振幅调制电路,消除了没用的频率分量,从而得到了更好的调幅效果。
关键词:振幅调制 Multisim 差分对放大器 二极管振幅调制电路 平衡对消技术一.差分队放大器调幅的设计1.1单端输出的差分对放大器调幅电路的设计原理如图1.1为单端输出的差分对放大器调幅电路图,c u (V1)为差模输入电压,在交流通路中加在晶体管Q1和Q2的基极之间,u Ω(V2)控制电流源的电流,即晶体管Q3的集电极电流3C i 。
第29卷第12期强 激光与 粒子束 Vol. 29, No. 122017 年 12 月 HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS Dec. , 2017基于PSpice 的半导体激光高频调制系统设计>王卫鹏,徐英添,邹永刚,徐莉,张贺,金亮,李洋,赵鑫,马晓辉(长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室,长春130022)摘要:为了实现高频率的调制激光输出,设计了一种驱动系统由信号放大、电流调制、过流保护和具有慢启动功能的直流偏置电路高度集成的半导体激光高频调制系统。
此系统采用了结构简单的直接调制方式,运用线性调频的高频信号去控制半导体激光器发射激光的强度,从而实现高频调制。
在运用O rC A D /P S p ic e 对高频调制驱动系统进行模拟仿真的基础上,最终研制出的半导体激光高频调制系统实现了频率为40. 02 M H z 、直流偏置为493.326 m A 、正弦波调制电流峰峰值为850 m A 的高频调制输出,调制激光平均功率为300 m W 。
关键词:半导体激光器;调制;直流偏置;PSpice 中图分类号:T N 242, T N 248.4 文献标志码:A doi :10. 11884/H P L PB 201729. 170106半导体激光器是以半导体材料为工作物质而产生受激辐射的光电子器件[1_2],又称为二极管激光器(LD )。
半导体激光器具有体积小、可靠性高、可直接调制等特点,它的发展一幵始就与激光通信、激光雷达等高新技术 联系在一起[]。
随着激光雷达、激光通信等技术的迅速发展,利用直接调制方式设计的高功率半导体激光高频 调制系统扮演的角色也越来越重要>6]。
由于激光脉冲的宽度、频率和形状等参数会影响半导体激光高频调制 系统的精度,而激光脉冲的参数由半导体激光器的驱动电脉冲决定[7],因此设计出性能优良的高频调制驱动系 统就有了非常重要的现实意义[8]。
目前,半导体激光直接调制驱动系统结构复杂、输出的调制电流低、频率通 常在10〜20MHz [9_10]。
本文依据半导体激光器高频调制特性设计了一种由信号放大电路、电流调制电路、过 流保护电路、具有慢启动功能的直流偏置电路高度集成的半导体激光高频调制系统,最终研制出的半导体激光 高频调制系统实现了频率为40.02 MHz 、直流偏置为493.326 mA 、正弦波调制电流峰峰值为850 m A 的高频 调制输出,调制激光平均功率为300 mW 。
1半导体激光高频调制驱动系统设计11半导体激光高频调制驱动系统设计方案半导体激光高频调制系统的发射机由激光器及其驱 动系统组成,本文所设计的半导体激光高频调制驱动系统框图如图1所示。
此半导体激光高频调制驱动系统由具有慢启动功能的直流偏置、信号放大、电流调制、过流保护电路构成。
驱动系统的工作原理为:信号发生器发出的调制信号利用信号放大电路放大之后,通过高速运算放大器OPA 2677将其与具有软启动功能的直流偏置电路输出的直流信号进行叠加,从而得到一个带有直流偏置的调制信号,带有直流偏置的调制信号作为射频大功率三极管MRF 240的基极输入信号,使得三极管的发射极输出带有直流偏置的调制电流,调制电流经过限流保护电路之后输入到带有防止反向电流击穿措施的高功率半导体激光器中,从而实现高频调制。
12半导体激光高频调制驱动系统仿真半导体激光高频调制驱动系统原理如图2所示。
Fig.1Block diagram of high frequency modulation drive system of semiconductor laser 图1半导体激光高频调制驱动系统框图*收稿日期:2017-04-05; 修订日期:2017-08-10基金项目:吉林省重大科技成果转化项目(20130303017G X );吉林省重点科学技术研究项目(20140204028G X)强 激光与粒子束Fig. 2 Schematic diagram of diode laser with high frequency modulation图2半导体激光高频调制驱动系统原理图方波信号为宽频信号,其作为高频调制驱动系统的调制信号时,驱动系统输出的调制电流波形容易产生畸 变,从而导致半导体激光器输出的激光波形产生畸变,使整个高频调制系统输出的激光信号失真;方波信号的 分辨率是单一的,在传输过程中容易受到干扰,相比于方波信号而言正弦波信号能够通过控制器自由切分以获 得所需的分辨率,它的抗干扰性强;而且当驱动系统输出的调制电流幅值和直流偏置大小相同时,正弦波调制 电流相对于方波调制电流来说,它的调制电流峰峰值有所提高(即调制深度提高)使得输出激光的峰峰值提高。
适当地提高激光峰峰值会降低激光调制系统的误码率,所以最终选择正弦波作为高频调制系统的输入信号,从而提升系统工作性能。
当幅值为5V、频率为40 M H z的正弦波调制信号输入到如图2所示的半导体激光高频调制驱动系统中,直流电压为10 V时,驱动系统实现的仿真结果如图3所示,电压幅值为5V,频率为40 MHz。
当如图3所示 的正弦波信号输入到高频调制驱动系统中,放大之后的调制信号如图4所示,电压的幅值为10 V,频率为40 MHz。
Fig. 3 Sine-wave modulation signal Fig. 4 Sine-wave modulation signal after amplification 图3正弦波调制信号图4放大之后的正弦波调制信号正弦波信号与信号放大后波形对比图如图5所示。
当如图3所示的正弦波信号输入到如图2所示的高频调制驱动系统中,直流电压为10V时,驱动系统输 出的调制电流如图6所示,驱动系统输出的调制电流为:幅值为1.5A,直流偏置为1A,频率为40 MHz。
当正弦波调制信号输入到高频调制驱动系统中,电流调制强度为0.5A,驱动系统输出的直流偏置的大小 可以通过改变直流偏置电压来调节,直流偏置不同时驱动系统输出的调制电流如图7所示。
当正弦波作为高频调制驱动系统的调制信号时,直流偏置为1A,驱动系统输出的电流调制强度可以通过王卫鹏等:基于PSpice 的半导体激光高频调制系统设计Fig. 5 Comparison of sine-wave signal and sine-wave signal after amplification 图5正弦波信号与信号放大后波形对比图Fig. 6 Sine-wave modulation current图6正弦波调制电流改变调制信号电压幅值或者改变信号放大电路的放大倍数来调节,电流调制强度不同时驱动系统输出的调制 电流如图8所示。
Fig. 7 Modulation current of drivesystem with different DC bias 图7不同直流偏置时驱动系统输出的调制电流Fig. 8 Modulation current of drive system with different current modulation intensity图8电流调制强度不同时驱动系统输出的调制电流本文所设计的高频调制驱动系统输出的直流偏置的大小和调制电流的峰峰值在1A 内连续可调,这样可以提高驱动系统输出电流的灵活性,在实验过程中电流调制强度与直流偏置的大小可以在适当的范围内调节以进行搭配使用,可以为实验提供方便。
如图9所示,直流偏置为475 m A ,电流调制强度为475 mA (即峰峰值为950mA )。
频率为45 MHz 、幅值为5V 的正弦波信号输入到高频调制驱动系统时,图10(a )所示为45 M H z 放大之后的正弦波信号,图10(b )所示为45 M H z 正弦波调制电流。
频率为50 MHz 、幅值为5V 的正弦波信号输入到高频调制驱动系统时,图11 (a )所示为50 M H z 放大之后的正弦波信号,图11(b )所示为50 M H z 正弦波调制电流。
从图10和图11中可以看出,当正弦波调制信号达到45,50 M H z 时,调制电流波形随着放大后的正弦波 调制信号波形的畸变而畸变。
主要原因是当运算放大器对信号放大幅度相同,而信号频率增大时,信号放大电 路中高速运算放大器的响应频率达不到信号的频率,从而引起放大后的信号产生畸变。
因为这个原因,本文最 终选用了 40 M H z 的正弦波信号作为调制信号。
Fig. 9 Modulation current of DC bias 475 mA and current modulation intensity 475 mA 图9直流偏置与电流调制强度都为475 m A 的调制电流强 激光与粒子束13高频调制驱动中的分布参数对调制电流的影响半导体激光高频调制驱动系统中的分布参数严重影响高频调制电流的质量。
因此本文分析了驱动系统中 串联电阻尺、串联电感L、寄生电容C对以正弦波为调制信号的半导体激光高频调制驱动系统输出的调制电流 的影响。
驱动系统中与L D串联的分布电阻尺的值分别为2,4,6n时,对调制电流的影响如图12所示。
从图中能 够看出,调制电流的幅值和峰峰值随着串联电阻尺的增大而减小,调制电流的峰值位置不变。
驱动系统中与L D串联的电感L的值分别为50,80,100n H时,对调制电流的影响如图13所示。
从图中 能够看出,随着分布电感L的增大,调制电流的峰值位置右移,调制电流的幅值和峰峰值减小。
驱动系统中与L D并联的分布电容C的值为50,100,150n F时,对调制电流的影响如图14所示。
从图中 能够看出随着寄生电容C的增大,调制电流的脉冲宽度增大,调制电流的幅值和峰峰值减小,其峰值右移。
图12不同串联电阻尺对调制电流的影响图13不同分布电感L对调制电流的影响图14不同寄生电容C对调制电流的影响因此通过以上分析发现驱动系统在设计过程中尽可能地减小分布参数,能够有效提升半导体激光高频调 制驱动系统性能。
王卫鹏等:基于PSpice 的半导体激光高频调制系统设计2半导体激光高频调制系统实验结果与分析实验装置搭好之后,Aglient 33250A 信号发生器发出的频率为100 k H z 500 k H z 39. 43 M H z 39. 69 M H z 40 02 M H z 的正弦波信号分别输入到半导体激光高频调制系统,吉时利2231A 可编程直流电源作为系 统的直流电源,光源采用了 980 n m 带有辅助热沉的C -M 〇u nt 封装形式的半导体激光器,其连续输出功率可达 3 W ,对系统进行实验测试。
依据半导体激光器的特性可知,当激光器中输入直流且使它接近或处于发光状态时,激光器两端的电 压大小几乎不随着输入电流的变化而变化,近似处于恒定状态。