л.диоды. Разработка системы управления длиной волны лазерного диода
 Скачать 1.51 Mb.
|
3. Структурная схема Рисунок 10-Структурная схема В структурной схеме включается микроконтроллер, который предназначено для управления драйверами лазерного диода и элемента Пельтье. Драйверы нужны для работы в импульсном режиме и регулировки мощности диода и Пельтье. Чтобы задать требуемое значение длины волны лазерного диода применяется потенциометр. Температура Пельтье измеряется и отображается на индикаторе с помощью термодатчика. Для работы все элементы нужно применить вспомогательный источник питания (ВИП). 4. Выбор и обоснование принципиальной схемы Из вышесказанного собираем принципиальную схему Рисунок 11-Принципиальная схема В качестве контроллера выбран ATmega8. ATmega8: 8-разрядные микроконтроллеры с 8 Кбайтами внутрисистемно программируемой Flash памяти. Этот микроконтроллер содержит достаточное количество портов ввода/вывода и всю необходимую периферию, которая может понадобиться при упрвавлении драйверы и отображении результата на экране.  Рисунок 12-Микроконтроллер АТmega8 Микроконтроллер atmega8 сочетает в себе функциональность, компактность и сравнительно не высокую цену. Такие качества дали широчайшее распространение ATmega8 среди профессиональных и любительских конструкций. Микроконтроллер имеет широкий набор модулей, и может быть использован в большом количестве устройств, различного назначения, от таймеров, реостатов, систем автоматики до генератор специальных сигналов, видео сигналов и декодеров стандарта RC5. Характеристики микроконтроллера ATMEGA8: [1] EEPROM 8 Кб Аналоговые входы (АЦП) 4 Входное напряжение (предельное) 5,5 Вольт Входное напряжение (рекомендуемое) 4,5-5 Вольт ОЗУ 256 байт Тактовая частота 20 МГц Flash-память 8кБ 4.1 Источник опорного напряженияДля получения постоянного напряжения подаваемого на микроконтроллер используем микросхему REF198 преобразующее имеющееся напряжение +5В в напряжение +4.096В [8].  Рисунок 14- Микросхема REF198 Технические параметры
Схема включения согласно документации:  Рисунок 15 - Источник опорного напряжения Номиналы конденсаторов С5-С8 выбираем согласно документации из справочника: [5] DA1: REF198 C1,3: К53-14-6.3-0.1мкФ- 20% C2: К53-14-6.3-1мкФ- 20% C4: К53-1-6-10мкФ- 10% 4.2 Драйвер для лазерного диодаIR2104 – драйвер высоковольтных, высокоскоростных МОП- транзисторов или IGBT-транзисторов с зависимыми выходными каналами нижнего и верхнего уровней. Собственная HVIC-технология и стойкая к защелкиванию КМОП-технология позволили создать монолитную конструкцию [7]. Драйверы IR2104 используютcя для управления лазерном диодом и элементом Пельтье.  Рисунок 16 – Микросхема IR2104 Отличительные особенности: Управляющие каналы разработаны для нагруженного функционирования полностью работоспособны до +600В Нечувствителен к отрицательным напряжениям при переходных процессах Стойкость к скорости нарастания напряжения (dV/dt) Диапазон напряжения питания драйверов 10…20В Блокировка при снижении напряжения 5В входная логика с триггерами Шмита Логика предотвращения поперечной проводимости Согласованная задержка распространения для обоих каналов Внутренне установленная пауза при переключении каналов Выход драйвера верхнего уровня в фазе со входом Вход выключения прекращает работу обоих каналов Напряжение смещения VOFFSET не более 600В Имп.вых. ток к.з Iо± 130 мА/ 270 мА Выходное напряжение драйверов VOUT 10 – 20В Время вкл./выкл. 680/150 нс Пауза 520 нс Схема включения согласно документации: [7]  Рисунок 17 – Драйвер верхнего ключа Выбираем элементы из справочника: [4] DA1: IR2104 R1: C2-23-0.125Вт-20 Ом 5% VD1: 1N407 VТ1: IRF244 C1: К53-14-6.3-0.1мкФ- 20% Необходимо считать резистор R2.  Тогда  Согласно документации 𝑈 𝑓 = 5 В и 𝐼 = 130 мА Отсюда получаем значение 𝑅2 = 𝑈  п −𝐼 𝑈𝑓 = 120.13−5 = 53,846 Ом Выбираем из справочника R2: C2-23-20Вт-54 Ом 5% |