[发明专利]一种低成本的数字高精度波长控制电路与方法

说明书

本发明涉及一种低成本的数字高精度波长控制电路，使用电桥电路和放大电路对热敏电阻的温度反馈值，PID控制器根据预设的温度值与温度反馈值进行PID计算，避免通常使用硬件电路对激光器的工作温度进行控制带来的复杂性，通过对热敏电阻的电压信号进行放大和线性变换，从而提高对激光器温度的检测精度；PID控制器对激光器的工作温度进行计算和分析后，直接得出控制或调节的策略，对激光器的温度进行加热或制冷，同时通过两路12bit的DAC信号扩展为一路19bit的DAC信号，提高精度控制电路对切换电路的电压调节精度，从而提高切换电路对激光器温度控制的精度，使得对激光器的工作温度控制更加精准，以提高激光器波长控制的准确性。

技术领域

本发明涉及测量精度控制技术领域，特别涉及一种低成本的数字高精度波长控制电路与方法。

背景技术

激光器发射的激光束，会因为环境的温度等原因导致激光束波长发生变化，为了将激光束的波长维持在所需的波长下，需要对激光器的温度进行检测。如图4所示，通常对激光器或其他器件进行测温时，设置一个热敏电阻，通过对热敏电阻的阻值或电压的变化进行测量，即可知道被测物件的温度。

但温度变化量很大时，比如变化量高达150摄氏度以上时，电压的变化量可能才2V，那么通过测量电压的变化来计算温度值时，精度会非常低，使得温度测量不精准，并不能达到精密测温的目的，进而也不能对温度进行精密控制。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种低成本的数字高精度波长控制电路与方法。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种低成本的数字高精度波长控制电路，包括电桥电路、放大电路、PID控制器、精度控制电路、切换电路，其中：

电桥电路，接入热敏电阻，对热敏电阻的温度值输出一个差分电压信号作为温度反馈值输出至放大电路；

放大电路，对电桥电路输出的温度反馈值进行放大和线性变换，将放大和线性变换后的温度反馈电压值输出至PID控制器；

PID控制器，接收放大电路发送的温度反馈值，与预设的温度设定值进行PID计算后，向切换电路输出PID计算结果，并将该PID计算结果转换为两路12bit的DAC信号输出至精度控制电路；所述PID计算结果为16bit的有符号数；

精度控制电路，根据PID控制器转换输出的DAC信号，调节切换电路的工作电流大小；

切换电路，根据PID控制器输出的PID计算结果的符号，切换工作电流的方向，从而对激光器进行加热或制冷的切换，并且根据精度控制电路的调节，改变工作电流的大小，从而调节对激光器进行加热或制冷的功率。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述电桥电路包括电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35，所述电阻R32的一端、电阻R34的一端共同接入参考电压Vref，电阻R33的一端接入热敏电阻，电阻R33的另一端与电阻R32的另一端连接，电阻R34的另一端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端接地；所述电阻R32和电阻R33的连接点、电阻R34和电阻R35的连接点分别接入所述放大电路的输入端。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述放大电路包括运放器U803、平衡电阻R31，所述运放器U803的正向输入端接入电阻R34和电阻R35的连接点，运放器U803的反向输入端接入电阻R32和电阻R33的连接点；平衡电阻R31的一端连接运放器U803的反向输入端，平衡电阻R31的另一端连接运放器U803的输出端；所述运放器U803的输出端连接至PID控制器。