大創(chuàng)項目成果-徐嵩-吉林大學.docx

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1、高精度蝶形激光器的研制項目成果介紹項目編號2014C51166姓名學院年級專業(yè)項目負責人徐嵩電子科學與工程學院2012級電子信息工程參加人于道江電子科學與工程學院2012級微電子參加人江梓松電子科學與工程學院2012級微電子參加人林哲爽電子科學與工程學院2012級電子科學與技術(shù)參加人王超電子科學與工程學院2012級微電子項目成果介紹：半導體激光器是一種新型光源，具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小、壽命長、易于調(diào)制等優(yōu)點，在通信、光學數(shù)據(jù)存儲、醫(yī)療、生命科學研究以及軍事方面得到了廣泛的應用。然而目前的半導體激光器由于設(shè)計、材料、工藝等方面的原因，器件很容易損壞，國外的一些性能較好的激光器驅(qū)動裝置價格昂貴

2、。另一方面，半導體激光器的廣泛應用要求驅(qū)動電源也要不斷地發(fā)展和完善。由于半導體激光器屬于超高功率密度器件，要有很高的電流和電壓的穩(wěn)定度。然而目前市面上賣的一般的激光器驅(qū)動裝置精度不高，很難達到某些應用方面的需求。本激光器驅(qū)動器改進了以往激光器容易損壞的缺點，增加了浪涌保護電路；并且對激光器的溫度實時的監(jiān)測，通過半導體制冷片對激光器溫度進行控制。整個系統(tǒng)通過PID算法進行控制，使電流控制的更穩(wěn)。以STM32作為核心處理器，負責D/A的輸出。采樣電路采集實際輸出電流值，再經(jīng)過AD（ADS1256）轉(zhuǎn)換送回處理器，與預置電流值進行比較并通過適當?shù)目刂扑惴?，調(diào)整輸出電流值使其與設(shè)定電流值相等，從

3、而構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。具有過流保護并聲光報警，輸出電流測量和數(shù)字顯示功能，并且在啟動之前能進行負載開路檢測。具有軟件啟動和掉電保持，可存儲掉電前設(shè)定的值，下次上電時可按照掉電時最后的電流值工作。軟件自動在FLASH中取出上次關(guān)閉電源時的電流值，并自動控制輸出電流步進增至該電流值。系統(tǒng)恢復上次關(guān)閉電源時的工作狀態(tài)。輸入電壓經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換電路后輸出，為整個系統(tǒng)提供電源。單片機系統(tǒng)完成人機交互功能，通過鍵盤設(shè)定輸出的電流值。整個系統(tǒng)通過16位DA實現(xiàn)電流在0-3000mA之間任意設(shè)定調(diào)節(jié)，步進可達到1mA；外圍電路通過接口鍵盤，具有設(shè)定值調(diào)整、微調(diào)調(diào)整功能，中文LCD可同時顯示設(shè)定值。1.對

4、蝶形激光器LC96P進行研究。2.繪制系統(tǒng)總體電路圖3.用Multisim對電路進行了仿真4.用cadence對電路進行了仿真4.用altiumdegigner完成模擬部分電路板的繪制4.對場效應管進行測試4.對康銅絲與功率電阻進行測試4.完成了PID程序設(shè)計5.設(shè)計并制作TEC溫度控制板電路4.設(shè)計STM32控制程序5.繪制STM32電路板4.繪制整體控制電路板項目應用情況及創(chuàng)新性:對于電源節(jié)能最重要的性能之一就是效率，本系統(tǒng)設(shè)計在保證完成各項功能的同時充分考慮如何來提高效率。電流實際輸出值和設(shè)置值之間存在微小誤差。DAC轉(zhuǎn)換芯片本身具有一定的非線性誤差，造成輸出電流具有微弱的偏差。為

5、了克服這個問題，制造出非常精密的激光器驅(qū)動器，需要反復的試驗，通過合適的控制程序，實現(xiàn)較高的精度。通過合適的電路使輸出電流范圍要盡可能的大、電流調(diào)整率要盡可能的小、負載調(diào)整率要盡可能的小、整機效率要盡可能的低、在滿足負載調(diào)整率的情況下，能帶動負載阻值大。電流控制的穩(wěn)，高精度，數(shù)字控制，斷電保護，開路檢測，PID控制算法，精確的溫度控制。項目組成員的收獲及心得體會：值此大創(chuàng)完成之際，對在這一年中給予我指導、幫助和關(guān)心的老師、同學和親人了表示萬分的感謝!這一年時間一晃而過，回看這一年我學到了很多。我深深的感謝我的導師秦冠仕教授，在大創(chuàng)剛開始的時候就給我講了很多，讓我對本科的學習生活很了深刻的

6、認識，對我的學習和生活老師都給予了很大的幫助。老師嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度、勤勞的工作和悉心的指導一直都在影響這我。我非常慶幸能夠在本科的學習階段遇到這樣一位知識淵博、治學嚴謹?shù)膶?。即使老師工作很繁忙，依然給了我很多的指導。在這三年中秦老師對我的課題的確立和完善給予了很多中肯的建議，讓我在研究的道路是走的更遠。在此，我懷著誠摯的敬意向老師說一聲：“謝謝您!”其次，對于集成光電子的全體老師我表示深深的感謝，他們淵博的知識開闊了我的視眼，讓我更加努力的學習。在一年里，有很多的師兄和師姐都給予了我很多幫助，他們幫助我克服了很多研究過程中遇到的問題，給了我很多的指導。同時，我還在感謝同班的同學們，是他們

7、陪我一起學習和研究。最后，我特別感謝一下我的父母，他們撫養(yǎng)教育了我，讓我體會到了母愛如絲，父愛如禪，我所取得成績都離不開他們無私的奉獻。