[发明专利]激光气体分析仪的激光驱动信号发生器

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，具体涉及激光气体分析仪的激光驱动信号发生器。

背景技术

在激光在线气体分析系统中，激光器是非常重要的器件，在目前的激光在线气体分析系统中，采用的技术有两种：直接吸收光谱技术和波长调制光谱技术（WMS），相较于直接吸收光谱技术，波长调制光谱技术（WMS）可将系统的测量灵敏度提高100~1000倍，而其关键技术在于：实现对激光器的低噪声信号的驱动和解调；国外的DFB激光器在2234nm波段对应CO气体的吸收线强为10^-21的数量级，系统要想达到ppb级气体的探测灵敏度，其前端电路驱动部分的电流噪声应该小于2μA，V-I部分的模拟电路部分的信号发生器的幅度噪声和相位噪声的信噪比（SNR）应该满足在80dB以上；而激光驱动信号直接关系到激光器的光谱噪声，会影响激光器的性能稳定性，乃至影响整个系统的测量性能、信噪比以及测量灵敏度，所以，激光气体分析仪的激光驱动信号发生器的幅度噪声、Jitter噪声以及温漂特性将会直接影响整个系统的测量准确度。

激光驱动信号实质上是由两个不同信号经过频率合成后而得到的，常用的频率合成技术有直接式、直接数字式和混合式，而市场上一般的数字频率合成器DDS芯片由于受限于DA量化噪声、与系统扫描信号为非同源驱动等因素，很难满足系统的需求；因此，一个低噪声、输出频率可灵活调节、输出频率范围较宽以及输出波形信号较稳定的激光气体分析仪的激光驱动信号发生器显得尤为重要。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种噪声较低、输出频率可灵活调节、输出频率范围较宽的激光气体分析仪的激光驱动信号发生器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：激光气体分析仪的激光驱动信号发生器，包括：FPGA芯片，所述FPGA芯片的两个信号输出端分别与数字电位器和DA转换芯片相连，所述数字电位器与第一运算放大器相连，所述第一运算放大器与频率可调的带通滤波器相连，所述带通滤波器与第一电压跟随器相连，所述DA转换芯片与第二运算放大器相连，所述第二运算放大器与第一低通滤波器相连，所述第一低通滤波器与第二电压跟随器相连，所述第二电压跟随器和第一电压跟随器均与加法器相连，所述加法器与第二低通滤波器相连，所述第二低通滤波器与第三电压跟随器相连，所述第三电压跟随器与V/I转换器相连，所述V/I转换器的输出端为所述信号发生器的输出端。