一种高性能激光器驱动电流源的设计

摘要

可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术中系统响应速度大小取决于高频电流源频率的高低。而电流源工作于电流模式,对于轻负载情形,电路可以工作在很高的频率;当处于重负载情形时,电路难以做到很高的频率。为了提升驱动电流源的频率,文中设计一种高性能激光器驱动电流源。首先建立一种基本的用于TDLAS系统压控电流源的传递函数模型,并对该模型进行简化;然后分析电路产生震荡的原因,并提出一种基于奈奎斯特判据的环路补偿方法。将两片有环路补偿和无环路补偿的电流源PCB分别进行对比测试,测试发现有环路补偿的激光器电流源可以工作在100 kHz频率而不产生震荡,而没有环路补偿的PCB输出却叠加了一个高频极点。测试结果表明,文中电路模型输出和实际测试非常吻合,该电路工作于高频而不发生震荡的特性可以用于驱动激光二极管,还可进一步提高TDLAS系统的响应速度。