光调制器原理及设计

光调制器原理及设计光调制器原理及设计姓名：张歆怡学号：20111101209班级：物理1102一、光调制器的原理Franz-KeldyshStark效应、载流子色散效应等。其中电光调制器是通过电压或电场的变化最终调控输出光的折射率、吸收率、振幅或相位的器件，它在损耗、功耗、速度、集成性等方面都优于其他类型的调制器，,,其作用是非常重要的。光调制的目的是对所需的信号或被传输的信息进行包括“去背景信号、去噪声、抗干扰”在内的形式变换，从而使之便于处理、传输和检测。根据将信息加载到光波上的位置，可将调制类型分为两大类：一类是用电信号去调制光源的驱动电源；另一类是直1强度调制；2频率和波长调制。强度调制光强度调制是以光的强度作为调制对象，利用外界因素使待测的直流或缓慢变化的光信号转换成以某一较快频率变化的光信号，这样，就可采用交流选频放大器放大，然后把待测的量连续测量出来。相位调制利用外界因素改变光波的相位，通过检测相位变化来测量物理量的原理称为光相位调制。光波的相位由光传播的物理长度、传播介质的折射率及其分实现相位调制。由于光探测器一般都不能感知光波相位的变化，必须采用光的干涉技术将相位变化转变为光强变化，才能实现对外界物理量的检测，因此，光相位调制应包括两部分：一是产生光波相位变化的物理机理；二是光的干涉。偏振调制利用偏振光振动面旋转，实现光调制最简单的方法是用两块偏振器相对转动，按马吕斯定理，输出光强为αI=Icos2α0α其中：I表示两偏振器主平面一致时所通过的光强；表示两偏振α0器主平面间的夹角。频率和波长调制利用外界因素改变光的频率或光的波长，通过检测光的频率或光的波长的变化来测量外界的物理量的原理，称为光的频率和波长调制。二、光调制器的设计根据所选课题设计要求设计一个降压斩波电路，可运用电力电子开关来控制电路的通断即改变占空比，从而获得我们所想要的电压。这就可以根据所学的buck案是较为简单的方案，直接进行直直变换简化了电路结构。而另一种方案是先把直流变交流降压，再把交流变直流，这种方案把本该简单的电路复杂化，不可取。至于开关的选择，选用比较熟IGBTIGBT主电路基本电路图主电路基本电路图如图3.1所示3.1直流降压斩波主电路使用一个全控器件IGBTIGBTt=0IGBTEU=E，

按指数曲线0 o上升。主电路电流电压分析直流降压斩波主电路使用一个全控器件IGBT控制导通。用控制电路和驱动电路来控制IGBT的通断，当t=0时，驱动IGBT导通，电源Eu，负载电流i0

按指数曲线上升。电路工作时波形图如图3.2所示t=t1

3.2时刻，控制IGBT关断，负载电流经二极管Vd

续流，负载电压u近似为零，负载电流指数曲线下降。为了使负载电流0连续且脉动小，故串联L值较大的电感。TIGBT导通，重复上一周期的过负载电压的平均值为U＝t0

E/T=t1

E/（t1

+t）αE2t IGBTon

为处于断态的时间；T为开关周期；α为导通占空比。α使输出到负载的电压平均值U0最大为E，α，则U0

随之减小。由此可知，输出到负载的电压UoUiαUo随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路[7]。控制电路模块设计控制电路需要实现的功能是产生控制信号，用于控制斩波电路中主功率器件的通断，通过对占空比的调节达到控制输出电压大小的目的。斩波电路控制方式：斩波电路有三种控制方式：T不变，调节开关导通时间ton调制或脉冲调宽型；导通时间和周期T[8]。因PWMPWMIGBT的通断。PWM控制占空比进行控制。CPLD等等来输出PWMPWM发生芯片来控制[9]选用一般的PWM发生芯片来进行连续控制。原理及功能控制电路是以SG3525,SG3525为美国SiliconGeneralPWM控制电路,采用恒频脉宽调制控制方案,,,比较器,分.调节Ur的大小,在11,14频率相等,,(即PWM信号).冲信号送往芯片平信号送往IGBT[10]。其内部电路结构下图所示。SG3525SG3525SG3525内部结构简介基准电压调整器基准电压调整器是输出为5.1V，50mA，有短路电流保护的电压调整器。它供电给所有内部电路，同时又可作为外部基准参考电压。若输入电压低于6V时，可把15、16脚短接，这时5V电压调整器不起作用。振荡器3525ACT、RT73。RTCT充电，CT5、7端之间外接的电阻值RD决定。把充电和放电回路分开，有利于通过RD来3525A3专3525A比振荡频率fs要低一些。误差放大器80dB，其1脚（正电压输出）或2脚（负电阻输出。3524的误差放大器、电流控制器和关闭控制三个信号共用一个101010放大器的输出，因此，可作为软起动和过电压保护等。PWM锁存器比较器（脉冲宽度调制）输出送到PWM锁存器。锁存器由关闭另外，由于PWM增设欠压锁定电路IC8V锁定，停止工作（其准源及必要电路除外，使之消耗电流降到很小（约2m。输出级由两个中功率NPN每组可输出100mA。组间是相互隔离的。电路结构改为确保其输出11（14端100mA100ns。使用时VC0.1μf电容可以滤去尖峰。50mA和压降较高（1V）[11]。SG3525芯片引脚SG3525PWM控制集成电路芯片，它采用恒频调3.4所示3.4SG3525芯片引脚图SG3525A系列脉宽调制器控制电路可以改进为各种类型的开关电源5.1V基准电压调定在±1％，误差放大器有一个输入共模电压范围。它包括基准电压，多个单元成为从电路或一个单元和外部系统时钟同步。在CT和放电[12]。只要用脉冲关断，通过PWM（脉宽调制）VCC低于标称值时欠电压锁定禁止输出和改变软起动电容器。输200mAS