SLD光源测控系统的设计
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摘要
目前,干涉型光纤陀螺中普遍采用超辐射发光二极管(thesuperluminesentdiode,SLD)作为光源。光纤陀螺的性能直接受SLD光源的影响,而SLD光源的性能受驱动电流及环境温度影响很大。因此,在SLD光源的控制系统中应设法提高驱动电流的稳定性和温度控制的精度。
本文通过对几种SLD光源的控制方法的研究,提出了“恒流源+温控+光控”方案,设计了SLD光源的精密测控系统。其中,高精度温控是技术难点,针对恒温控制单元算法进行了研究和仿真。
整个测量控制系统的实现以SPMC752413A单片机为核心,其中,SLD控制器包括驱动部分和恒温控制部分,驱动部分又包括恒电流驱动,恒功率驱动两个方面。恒温控制部分用半导体制冷器(ThermalElectronicCooler,TEC)作为温控系统的控温执行器件。控制算法的选择上,选择了用PID(Proportion,Integrator,Differentiator)控制技术作为核心,以减少静态误差、提高控制精度。
本文的主要研究成果在于:针对SLD光源的特性,设计出了一种实用的SLD测控器,其部分技术指标达到国际同类产品水平。本系统可以应用于SLD光源测控系统,中功率半导体激光器的测控系统及SLD光源的稳定性评价系统。
Superluminesent diode (SLD) is used as the light source of interferometric fiber opticgyroscope(IFOG)currently.ThestabilityofSLD has vital effect ontheperformanceof FOG,and the performance of the SLD is affected a lot by the driving current passing it and thecircumstancetemperature. Therefore, the stability of the driving current and the precision ofthetemperaturecontrolshouldbeimprovedintheSLDcontrolsystem.
Kinds of control method of SLD have been analyzed in this paper, and a precise controlsystemofSLDhasbeendesigned.High-precisiontemperaturecontrolisatechnicaldifficulty,sothearithmeticoftheconstant-temperaturecontrolhasbeenresearchedandsimulated.
The MCU --SPMC752413Ais the core of this control and test system. The controller ofthe SLD includes two parts: the part of driving and the part of constant temperature control.The part of driving includes constant current driving and constant power driving. ThermalElectronic Cooler is taken to carry on the constant temperature control as the performancepiece. When the direct current passes the TEC, it can make cold or heat by changing thedirection and the magnitude of the driving current through the TEC. PID (Proportion,Integrator,Differentiator) control technic has been chosen to reduce the static error andimprovethecontrolaccuracy.
The research achievements in this paper lie in: according to the characters of the SLDlight source, we have designed a kind of practical SLD controller, and its partial technicalindexes reach the level of the same kind of product. The system can be used in test andcontrol system of SLD, mid-power semiconductor diode system and can be used to test thestabilityofSLD.
本文通过对几种SLD光源的控制方法的研究,提出了“恒流源+温控+光控”方案,设计了SLD光源的精密测控系统。其中,高精度温控是技术难点,针对恒温控制单元算法进行了研究和仿真。
整个测量控制系统的实现以SPMC752413A单片机为核心,其中,SLD控制器包括驱动部分和恒温控制部分,驱动部分又包括恒电流驱动,恒功率驱动两个方面。恒温控制部分用半导体制冷器(ThermalElectronicCooler,TEC)作为温控系统的控温执行器件。控制算法的选择上,选择了用PID(Proportion,Integrator,Differentiator)控制技术作为核心,以减少静态误差、提高控制精度。
本文的主要研究成果在于:针对SLD光源的特性,设计出了一种实用的SLD测控器,其部分技术指标达到国际同类产品水平。本系统可以应用于SLD光源测控系统,中功率半导体激光器的测控系统及SLD光源的稳定性评价系统。
Superluminesent diode (SLD) is used as the light source of interferometric fiber opticgyroscope(IFOG)currently.ThestabilityofSLD has vital effect ontheperformanceof FOG,and the performance of the SLD is affected a lot by the driving current passing it and thecircumstancetemperature. Therefore, the stability of the driving current and the precision ofthetemperaturecontrolshouldbeimprovedintheSLDcontrolsystem.
Kinds of control method of SLD have been analyzed in this paper, and a precise controlsystemofSLDhasbeendesigned.High-precisiontemperaturecontrolisatechnicaldifficulty,sothearithmeticoftheconstant-temperaturecontrolhasbeenresearchedandsimulated.
The MCU --SPMC752413Ais the core of this control and test system. The controller ofthe SLD includes two parts: the part of driving and the part of constant temperature control.The part of driving includes constant current driving and constant power driving. ThermalElectronic Cooler is taken to carry on the constant temperature control as the performancepiece. When the direct current passes the TEC, it can make cold or heat by changing thedirection and the magnitude of the driving current through the TEC. PID (Proportion,Integrator,Differentiator) control technic has been chosen to reduce the static error andimprovethecontrolaccuracy.
The research achievements in this paper lie in: according to the characters of the SLDlight source, we have designed a kind of practical SLD controller, and its partial technicalindexes reach the level of the same kind of product. The system can be used in test andcontrol system of SLD, mid-power semiconductor diode system and can be used to test thestabilityofSLD.
引文
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