光纤F-P 滤波器驱动电压自动调整电路设计 P/F

相关热词搜索：

苏莉娜赵爽廖杨春子华北电力大学电气与电子工程学院

图5

【文章摘要】

本项目设计光纤F-P 滤波器驱动电压自动调整电路，利用PC 机检测光纤F-P 滤波器的漂移情况，微处理器与PC 进行数据通信获得漂移情况后控制D/A 转换器产生直流偏置电压，与三角波电压叠加后对驱动电压进行自动调整，从而消除温度对光纤F-P 滤波器的影响。

【关键词】

D/A 转换器；直流偏置电压；三角波

【Abstract】

This project aims at designing an optical fiber F-P filter driven automatic voltage regulation circuit through using fiber F-P filter PC machine to detect d r i f t . T h e m i c r o - p r o c e s s o r d a t a communication with the PC gain drift after control D/A converter generates a DC bias voltage, and the triangular wave voltage superimposition and automatically adjusts the driving voltage, thereby eliminating the influence of temperature on the optical fiber F-P filter.

【Key words】

D/A converter, the DC bias voltage, triangle wave.

0 引言

光纤法布里- 珀罗（Fabry-Perot， F-P）滤波器是光纤光栅波长解调系统中的关键器件之一。当加载到F-P 滤波器上的驱动电压不同时，透过F-P 滤波器的光的中心波长也不同，所以，通过给F-P 滤波器施加三角波电压，可实现光纤光栅传感器反射谱的扫描，最终实现波长解调。光纤F-P 滤波器的腔长受温度影响比较大，即当驱动电压不变，外界温度发生变化时，透过F-P 滤波器的光的中心波长也会发生变化，这种特性严重影响光纤光栅波长解调的精度。传统的F-P 滤波器驱动器不具备自动调整供电电压的功能，本

图8 测试结果观察

图2

图6

图3

图1

图4

图7 程序流程图007

电子科技

Electronics Technology

电子制作

设计可实现自动调整，可提高波长解调精度；传统的F-P 滤波器驱动器采用模拟芯片实现三角波产生，稳定性差，本设计采用DDS 实现，稳定性强。

1 硬件模块设计

1.1 电源部分

方案：购买一块开关稳压电源，线性稳压电源由自己设计，购买的开关电源要求输出±24V，2A，自己设计的线性稳压电源输出±12V，5V，采用线性稳压芯片，这个电源的测试结果，纹波较小，比较经济，电路图1 如下。

1.2 驱动电压产生电路

采用DDS 芯片（AD9834）+ 单片机的方式产生三角波，然后再用压控电路实现电压的调整，最后采用放大器放大（HA2-2645），示意电路图2 如下。

1.3 调控电路

调控电路主要用来实时调整驱动电压。

1.3.1 方案一

采用DA5715 产生叠加电压，然后放大该电压并与三角波相互叠加后通过运放电路，达到输出可调驱动电压的目的。（图3）

因为此方案需要进行多个运放求和并且电压都是通过滑变电阻来细微的调整，从而导致输出的驱动电压稳定性不强，故最终没有采用此方案。

1.3.2 方案二

采用DA5615 产生可调控电压然后经过OP07 运放反相后去控制压控电路从而实现驱动电压的可控目的，此方案相对于上面的方案来说相对简单易行。（图4）

因为此方案只需要通过单片机调控DA 转换的电压值去控制压控电路从而控制驱动电压的调整范围，不需要滑变电阻的调节，所以精度较高故采用此方案。

1.4 放大电路

放大电路用来将驱动电压放大到需要的大小( 放大芯片采用宽带宽高倍数的HA2-2645 的铁帽外形, 散热好)，原理图5 如下。

1.5 最小系统

构造的最小系统如下(ATMEGA128 最小系统，带ISP 下载 DB9 串口复位系统及电源滤波电路图6)。

2 程序功能描述与设计思路

2.1 程序功能描述

可以实现驱动电压的自动调节。

2.1.1 程序设计思路：

上电后流水灯闪烁以显示最小系统正常工作，单片机控制AD9834 芯片产生驱动电压所需要的三角波，串口通过数据线与PC 机相连用以实现数据通信，单片机根据接收到的数据将要调整的电压发送给TLC5615 使其产生压控电路所需要的电压来控制压控芯片VCA810 从而实现对AD9834 输出的三角波实时调控，并通过HA2-2645-5 运放实现输出的驱动电压的放大，即得到了自动调控的驱动电压的输出。

2.2 程序流程图（图7）

3 测试结果

3.1 测试方法

将PC 机与示波器连接起来，PC 机将温度漂移的数据传送给示波器，示波器可以显示出经过叠加的三角波。

3.2 测试结果观察（图8）

4 结束语

通过自己设计的线性稳压电源部分、驱动电压产生部分、电压调控部分、功率放大器部分、产生驱动电压及三角波电压可以对对输入数据进行调节。需要完善的是驱动电压的幅值还没有进行放大到所需求的大小，考虑到实验室的光纤设备的安全以及项目的完成情况，该系统没有进行整体测试。