[发明专利]一种数字式半导体激光器脉冲驱动器

摘要

本发明的一种数字式半导体激光器脉冲驱动器属于电子技术的技术领域，结构有单片机模块(1)、高压储能模块(2)、脉宽调节模块(3)、脉冲驱动模块(4)、脉冲显示模块(5)、指示灯驱动模块(6)和按键输入模块(7)、开关信号产生模块(8)和前面板(9)。本发明利用单片机控制，使用更灵活，功能更丰富，升级换代更方便，输出脉冲形状好，另外本发明还具有上电冲击保护功能，安全性高。

主权项

1.一种数字式半导体激光器脉冲驱动器，结构有脉冲显示模块(5)、开关信号产生模块(8)和前面板(9)，其特征在于，结构还有单片机模块(1)、高压储能模块(2)、脉宽调节模块(3)、脉冲驱动模块(4)、指示灯驱动模块(6)和按键输入模块(7)；所述的单片机模块(1)的结构为，单片机U1的端口VCC和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口X1和端口X2之间接晶振Y1，端口X1和端口X2还分别通过电容C1和电容C2接数字地，排阻Rp的公共端1脚接+5V电源，其余引脚分别接单片机U1的端口P00～端口P07，电平转换芯片U2的端口VCC和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口VDD通过电容C3接+5V电源，端口VEE通过电容C4接数字地，端口C2+和端口C2‑之间接电容C5，端口C1+和端口C1‑之间接电容C6，端口T1IN和端口R1OUT分别接单片机U1的端口TXD和端口RXD，端口R1IN和端口T1OUT分别接D形接口J2的3脚和2脚，D形接口J2的5脚接数字地，所述的单片机U1的型号是STC89C51，电平转换芯片U2的型号是MAX232，D形接口J2是一个9针D形接口；所述的开关信号产生模块(8)的结构为，555定时器U12的端口VCC和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口RST接+5V电源，端口DISC通过电阻R28接+5V电源，端口DISC通过电阻R29接端口THR和端口TRIG，端口TRIG通过电容C24接数字地，端口CVOLT通过电容C25接数字地，端口OUT作为开关信号产生模块(8)的输出端记为端口SW_Pulse，所述的555定时器U12的型号是TLC555；所述的高压储能模块(2)的结构为，二输入与非门U3A的一个输入端接开关信号产生模块(8)的端口SW_Pulse和二输入与非门U3C的一个输入端，二输入与非门U3A的另一个输入端接二输入与非门U3B的输出端和N沟道场效应管Q1的栅极，二输入与非门U3A的输出端接二输入与非门U3B的一个输入端，二输入与非门U3B的另一个输入端接二输入与非门U3C的输出端，二输入与非门U3C的另一个输入端接运放U4A的输出端，运放U4A的8脚和4脚分别接+5V电源和数字地，同相输入端经电阻R1接+5V电源并接稳压二极管D2的负极，稳压二极管D2的正极接数字地，运放U4A的反相输入端通过电阻R2接模拟地并通过电阻R3接数字电位器U5的端口W，数字电位器U5的端口VDD和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口ADDR和端口VSS分别接+5V电源和数字地，端口EXT_CAP通过电容C7接数字地，端口SCL通过电阻R6接单片机U1的端口P20，端口SDA通过电阻R5接单片机U1的端口P21，端口通过电阻R4接+5V电源，端口A接N沟道场效应管Q1的漏极、肖特基二极管D1的正极并通过电感L1接+12V电源，N沟道场效应管Q1的源极接模拟地，肖特基二极管D1的负极作为高压储能模块(2)的输出端记为端口H_Vdc并通过相互并联的电容C8、C9、C10、C11和C12接模拟地，所述的数字电位器U5的型号是AD5272BRMZ‑100；所述的按键输入模块(7)的结构为，反相施密特触发器U11B的输入端通过电阻R21接插座J4的1脚、通过电阻R20接+5V电源并通过电容C20接数字地，输出端接单片机U1的端口P16，反相施密特触发器U11C的输入端通过电阻R23接插座J4的2脚、通过电阻R22接+5V电源并通过电容C21接数字地，输出端作为按键输入模块(7)的一个输出端记为端口Enable，反相施密特触发器U11D的输入端通过电阻R25接插座J4的3脚、通过电阻R24接+5V电源并通过电容C22接数字地，输出端接单片机U1的端口INT0，反相施密特触发器U11E的输入端通过电阻R27接插座J4的4脚、通过电阻R26接+5V电源并通过电容C23接数字地，输出端接单片机U1的端口INT1；所述的脉宽调节模块(3)的结构为，三输入与非门U6的端口VCC和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口A1和端口A2接单片机U1的端口P24，端口B1接数字电位器U7的端口A并通过电容C13接数字地，端口B2和端口C2接+5V电源，端口Y2接电位器W1的一个固定端，电位器W1的抽头端接数字电位器U7的端口W，三输入与非门U6的端口C1接按键输入模块(7)的端口Enable，端口Y1接端口C3，端口B3和端口A3接+5V电源，端口Y3作为脉宽调节模块(3)的输出端记为端口Pulse_LC，数字电位器U7的端口VDD和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口ADDR和端口VSS分别接+5V电源和数字地，端口EXT_CAP通过电容C14接数字地，端口SCL通过电阻R9接单片机U1的端口P22，端口SDA通过电阻R8接单片机U1的端口P23，端口通过电阻R7接+5V电源，所述的三输入与非门U6的型号是74S10，数字电位器U7的型号是AD5272BRMZ‑50；所述的脉冲驱动模块(4)的结构为，电位器W2的抽头端接脉宽调节模块(3)的端口Pulse_LC，电位器W2的一个固定端通过电容C17接模拟地并接MOSFET驱动芯片U8的端口IN A和端口IN B，MOSFET驱动芯片U8的端口VCC和端口GND分别接+12V电源和模拟地，端口EN A和EN B接+12V电源并通过相互并联的电容C15和电容C16接模拟地，端口OUT A和端口OUT B接二极管D3的正极并接PNP三极管Q2的基极，PNP三极管Q2的集电极接模拟地，二极管D3的负极接二极管D4的正极，二极管D4的负极接PNP三极管Q2的射极并接电阻R10和电容C18的一端，电阻R10和电容C18的另一端接在一起后接高速MOSFET芯片U9的端口G并通过电阻R11接模拟地，高速MOSFET芯片U9的1脚、3脚、4脚和6脚接模拟地，端口D接插座J1的2脚，插座J1的1脚接高压储能模块(2)的端口H_Vdc，所述的MOSFET驱动芯片U8的型号是IXDD404，高速MOSFET芯片U9的型号是DE275‑201N25A；所述的脉冲显示模块(5)的结构为，显示屏U10的端口D0～端口D7分别接单片机U1的端口P00～端口P07，端口EN、端口W/R和端口RS分别接单片机U1的端口P26、端口和端口端口VL和端口BL‑接数字地，端口BL+接电位器W3的抽头端，端口VDD接+5V电源并通过电容C19接数字地，端口VSS接数字地，电位器W3的一个固定端接+5V电源，所述的显示屏U10的型号为LCD1602；所述的指示灯驱动模块(6)的结构为，N沟道场效应管Q3的栅极通过电阻R13接单片机U1的端口P10，源极接数字地，漏极通过电阻R12接插座J3的1脚，N沟道场效应管Q4的栅极通过电阻R15接单片机U1的端口P11，源极接数字地，漏极通过电阻R14接插座J3的2脚，N沟道场效应管Q5的栅极通过电阻R17接单片机U1的端口P12，源极接数字地，漏极通过电阻R16接插座J3的3脚，N沟道场效应管Q6的栅极通过电阻R19接按键输入模块(7)的端口Enable，源极接数字地，漏极通过电阻R18接插座J3的4脚；所述的前面板(9)的结构有，显示屏(901)、参数调节旋钮(902)、电源开关(903)、输出控制开关(904)、电流输出指示灯(905)、电流输出端口(906)、脉冲幅度指示灯(907)、脉冲宽度指示灯(908)、重复频率指示灯(909)和脉冲参数选择按钮(910)，其中，显示屏(901)是脉冲显示模块(5)中所述的显示屏U10，型号为LCD1602，参数调节旋钮(902)是一个旋转编码器，旋转编码器的1脚接按键输入模块(7)中插座J4的3脚，旋转编码器的2脚接按键输入模块(7)中插座J4的4脚，旋转编码器的3脚公共端接数字地，电源开关(903)是整个装置是否通电的总开关，输出控制开关(904)是一个钥匙开关，钥匙开关的一个引脚接按键输入模块(7)中插座J4的2脚，另一个引脚接数字地，电流输出指示灯(905)、脉冲幅度指示灯(907)、脉冲宽度指示灯(908)和重复频率指示灯(909)是4个发光二极管，其正极均接+5V电源，负极分别接指示灯驱动模块(6)中插座J3的4脚、1脚、2脚和3脚，电流输出端口(906)是一个SMA母头，其正极接脉冲驱动模块(4)中插座J1的1脚，负极接脉冲驱动模块(4)中插座J1的2脚，脉冲参数选择按钮(910)的一个引脚接按键输入模块(7)中插座J4的1脚，另一个引脚接数字地。