专利名称：数字控制的模拟调制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种调制电路，特别涉及ー种数字控制的模拟调制电路。
背景技术：
半导体激光器是电流控制器件，发光功率受流过激光器的正向电流大小的控制，为了获得稳定的激光功率输出，通常采用恒流源电路来驱动激光器；为了实现对光功率这个模拟量输出信号的数字调制，需要采用数字控制的模拟调制电路。通常情况下，模拟调制电路会选用单刀双掷模拟开关在快速地在ニ个模拟信号间切換。但是，为了避免切换过程中将ニ个信号短路，在制造模拟开关器件时通常都设有ー个很短的内在延时t，在此时间内，模拟开关的全部端ロ都处于断开状态，有了这个全端ロ的断开状态，在信号切换时，模拟开关的公共端就会出现毛刺干扰，导致无法获得纯净的模拟调制信号输出。中国专利公开号CN1914792A，
公开日2007年02月14日，公开了ー种用于调整射频信号的幅度的调整电路，所述调整电路包括用于输入以及输出的多个端子；匹配部件，具有匹配来自所述多个端子的输入信号和到所述多个端子的输出信号的作用；以及在所述匹配部件和地之间的至少ー个可调电阻単元，用于改变所述多个端子中的至少ー个端子的电阻。显然此技术方案也依旧存在模拟开关器件时通常都设有ー个很短的内在延时t，在此时间内，模拟开关的全部端ロ都处于断开状态，有了这个全端ロ的断开状态，在信号切换时，模拟开关的公共端就会出现毛刺干扰，导致无法获得纯净的模拟调制信号输出的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决现有技术存在模拟开关器件通常都设有ー个很短的内在延时t，在此时间内，模拟开关的全部端ロ都处于断开状态，有了这个全端ロ的断开状态，在信号切换时，模拟开关的公共端就会出现毛刺干扰，导致无法获得纯净的模拟调制信号输出的问题，提供一种能够克服模拟开关的公共端就会出现毛刺干扰，获得纯净的模拟调制信号输出的数字控制的模拟调制电路。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是ー种数字控制的模拟调制电路，包括工作电源、偏置电源、调制信号源和单刀双掷模拟开关ASW1、单刀双掷模拟开关ASW2和激光器恒流驱动电路，单刀双掷模拟开关ASWl的常闭触点和单刀双掷模拟开关ASW2的常开触点均与工作电源的输出端电连接，单刀双掷模拟开关ASW2的常闭触点和单刀双掷模拟开关ASWl的常开触点均与偏置电源的输出端电连接，单刀双掷模拟开关ASWl的公共端和单刀双掷模拟开关ASW2的公共端均与激光器恒流驱动电路的输入端电连接，所述数字控制的模拟调制电路还包括延时双输出电路，延时双输出电路的输入端与调制信号源的输出端电连接，延时双输出电路的直接输出端与单刀双掷模拟开关ASWl的控制端电连接，延时双输出电路的延时输出端与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，延时双输出电路的直接输出端的输出电平等于调制信号源的输出电平取反，延时双输出电路的延时输出端电平与调制信号源的输出电平相同。本实用新型通过设置延时双输出电路，将现有技术中，调制信号源同时输出的两个相反的调制信号电平转换为ー个调制信号电平和一个具有延时特性的调制信号电平，且两个调制信号电平相反，当调制信号为逻辑高电平吋，单刀双掷模拟开关ASWl的调制信号为低电平、单刀双掷模拟开关ASW2的调制信号为高电平，此时单刀双掷模拟开关ASWl和单刀双掷模拟开关ASW2都与工作电源连通。当调制信号由高变低时，单刀双掷模拟开关ASWl控制端信号的上升沿将使单刀双掷模拟开关ASW2由连通工作电源向连通偏置电源切換；同时，延时双输出电路输出经过延时反相的信号(延时时间应大于单刀双掷模拟开关ASWl的切换时间)使单刀双掷模拟开关ASW2由连通工作电源向连通偏置电源切換，每次调制信号源输出调制信号的电平变化，总是使得单刀双掷模拟开关ASWl先切換，然后单刀双掷模拟开关ASW2才切换，并且在单刀双掷模拟开关ASWl切换期间，单刀双掷模拟开关ASW2保持稳定，当单刀双掷模拟开关ASWl进入稳定状态后单刀双掷模拟开关ASW2才开始切換，显然，本实用新型消除了模拟开关内在延时t造成的全端ロ断开状态产生的毛刺干扰。作为优选，所述单刀双掷模拟开关ASW2的公共端通过电阻Rl与单刀双掷模拟开关ASWl的公共端电连接。本实用新型中单刀双掷模拟开关ASWl和单刀双掷模拟开关ASW2·的公共端会出现短路的现象，为此，单刀双掷模拟开关ASWl和单刀双掷模拟开关ASW2的公共端间串入电阻Rl，以隔离ニ个不同电位的端ロ。作为优选，延时双输出电路包括具有反相功能的第一逻辑电路和具有反相功能的第二逻辑电路，所述第一逻辑电路的输入端与所述调制信号源电连接，所述第一逻辑电路的输出端与所述第二逻辑电路的输入端电连接，所述第二逻辑电路的输出端与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，所述第一逻辑电路的输出端还与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接。这样设置，保证了第一逻辑电路输出的调制信号电平与调制信号源输出电平相反，第二逻辑电路输出的调制信号电平与调制信号源输出电平相同，而第二逻辑电路内模拟元件也存在固有延迟特性，因此，第二逻辑电路能延迟输出调制信号。作为优选，所述第一逻辑电路为反相器U1-1，第二逻辑电路为由奇数个反相器串联构成的反相器组，所述反相器组的输出端与所述单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，所述反相器组的输入端与所述反相器Ul-I的输出端电连接，所述反相器Ul-I的输入端与所述调制信号源电连接，所述反相器Ul-I的输出端还与所述单刀双掷模拟开关ASWl的控制端电连接。通过设置反相器组，利用了模拟开关器件固有的短暂延时，将这些短暂延时进行叠加，达到了延迟输出调制信号的目的，同时结合反相器U1-1，所有逻辑元件均为反相器，正好可以利用现有集成芯片。作为优选，所述反相器组包括至少三个反相器。这样设置，至少三个反相器的固有延时时间叠加，可以确保可见每次调制信号源的电平变化，总是使得单刀双掷模拟开关ASffl先切換，然后单刀双掷模拟开关ASW2才切換，并且在单刀双掷模拟开关ASWl切換期间，单刀双掷模拟开关ASW2保持稳定，当单刀双掷模拟开关ASWl进入稳定状态后单刀双掷模拟开关ASW2才开始切換，显然，本实用新型消除了单刀双掷模拟开关内在延时t造成的全端ロ断开状态产生的毛刺干扰。作为优选，所述第二逻辑电路至少由三个逻辑电路元件串联构成。由于要确保消除单刀双掷模拟开关的毛刺干扰，所以需要第二逻辑电路要进行足够时间的延迟，所以，至少由三个逻辑电路元件串联构成可以确保，第二逻辑电路的延迟时间足够。作为优选，所述第二逻辑电路至多由五个逻辑电路元件串联构成。第二逻辑电路至多由五个逻辑电路元件串联构成，既确保了逻辑延迟时间的足够，也不会造成单刀双掷模拟开关ASWl和单刀双掷模拟开关ASW2的公共端会出现短路的现象过长的问题。作为优选，所述的工作电源和偏置电源均为电容值为0. I y f的电容保持电路，所述工作电源和偏置电源的调制频率为1MHz，所述电阻Rl的取值范围在47 200Q。本实用新型中的电阻Rl应该小心选择，因为本实用新型的调制频率为1MHz，即调制周期为lys，要求调制后输入激光器恒流驱动电路的调制信号的上升和下降沿不超过周期的10%，则输出信号的上升或下降的时间小于tedge=100nS，单刀双掷模拟开关ASWl公共端的分布电容C为IOpf，在此条件下，如果电阻Rl取IK Q，则电阻Rl和分布电容C所形成的电路的时间常数为T =Rl*C=10ns, 3 T =30ns，此值与tedge相比占比太大，按照工程设计中常用的10%准则，取3 T =IOns,相应地R1=330Q，S卩Rl应该小于330 Q，这是选择电阻Rl时考虑的ー个 方面。从另ー个方面来考察，当单刀双掷模拟开关ASWl已经切換到偏置电源而ASW2尚未开始切換到工作电源时或者单刀双掷模拟开关ASWl已经切換到工作电源而单刀双掷模拟开关ASW2尚未开始切換到偏置电源吋，电阻Rl两端分别连接到工作电源和偏置电源，电阻Rl成了工作电源和偏置电源的负载，这个时间与所选的模拟开关和反向电路的选择有夫，对于高速模拟开关和反相器电路，这个时间ts大约在Ins左右。由于本实用新型中的工作电源和偏置电源都仅仅是由简单的电容保持电路，所以工作电源将向偏置电源充电，结果造成工作电源和偏置电源波动，引起输入激光器恒流驱动电路的信号产生脉动。本实用新型中，电容保持电路中的电容器Cv的大小为Cv=O. I u f，Rl=IO Q，则Rl*Cv=lns，与ts数值相当，在这段时间内，根据RC电容充放电曲线，将产生Vs=(工作电源-偏置电源)/3的电压波动，为了减小这个电压波动，应该提高Rl*Cv的乘积值，如果将电阻Rl的电阻值提高到100 Q，则Vs=(工作电源-偏置电源)/30 ^ (工作电源-偏置电源)*3. 3%，可以忽略不计。因此，综合上述ニ个方面的因素考虑，电阻Rl的取值范围在47 200Q。作为优选，所述的电阻Rl为可变电阻。可变电阻的设置，保证了可以适应多种电路状态，可以通过手动形式，现场调解电阻Rl的大小。本实用新型的有益效果是本实用新型设计合理，消除了模拟开关内在延时t造成的全端ロ断开状态产生的毛刺干扰。
图I是本实用新型的一种电路原理图；图2是本实用新型中延时双输出电路的ー种电路原理图；图3是本实用新型中延时双输出电路的另一种电路原理图。图中I、工作电源，2、偏置电源，3、调制信号源，4、延时双输出电路，5、激光器恒流驱动电路。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进ー步的具体说明。[0020]实施例I :ー种数字控制的模拟调制电路(參见附图1)，包括工作电源I、偏置电源2、调制信号源3和单刀双掷模拟开关ASWl、单刀双掷模拟开关ASW2和激光器恒流驱动电路5，单刀双掷模拟开关ASWl的常闭触点和单刀双掷模拟开关ASW2的常开触点均与工作电源的输出端电连接，单刀双掷模拟开关ASW2的常闭触点和单刀双掷模拟开关ASWl的常开触点均与偏置电源的输出端电连接，单刀双掷模拟开关ASWl的公共端和单刀双掷模拟开关ASW2的公共端均与激光器恒流驱动电路5的输入端电连接，延时双输出电路4的输入端与调制信号源3的输出端电连接，延时双输出电路4的直接输出端与单刀双掷模拟开关ASWl的控制端电连接，延时双输出电路4的延时输出端与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，延时双输出电路的直接输出端的输出电平等于调制信号源3的输出电平取反，延时双输出电路4的延时输出端电平与调制信号源3的输出电平相同。单刀双掷模拟开关ASW2的公共端通过电阻Rl与单刀双掷模拟开关ASWl的公共端电连接。延时双输出电路包括具有反相功
能的第一逻辑电路和具有反相功能的第二逻辑电路，第一逻辑电路的输入端与调制信号源3电连接，第一逻辑电路的输出端与第二逻辑电路的输入端电连接，第二逻辑电路的输出端与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，第一逻辑电路的输出端还与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接。第一逻辑电路为反相器U1-1，第二逻辑电路为由三个反相器串联构成的反相器组，所述反相器组的输出端与所述单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，反相器组的输入端与所述反相器Ul-I的输出端电连接，反相器Ul-I的输入端与所述调制信号源电连接，反相器Ul-I的输出端还与所述单刀双掷模拟开关ASWl的控制端电连接。本实施例的调制频率为1MHz，即调制周期为Iy S，调制后的输出信号的上升和下降沿不超过周期的10%，单刀双掷模拟开关ASWl公共端的分布电容C为10pf，本实施例中的工作电源和偏置电源均为简单的电容保持电路，本实施例中的电阻Rl的阻值取值范围在47 200Q。本实施例中电阻Rl的阻值未100 Q。本实施例工作时，通过设置延时双输出电路，将现有技术中，调制信号源同时输出的两个相反的调制信号电平转换为ー个调制信号电平和ー个具有延时特性的调制信号电平，且两个调制信号电平相反，当调制信号为逻辑高电平时，单刀双掷模拟开关ASWl的调制信号为低电平、单刀双掷模拟开关ASW2的调制信号为高电平，此时单刀双掷模拟开关ASffl和单刀双掷模拟开关ASW2都与工作电源连通。当调制信号由高变低吋，单刀双掷模拟开关ASWl控制端信号的上升沿将使单刀双掷模拟开关ASW2由连通工作电源向连通偏置电源切換；同时，延时双输出电路输出经过延时反相的信号，由于设置了足够的逻辑元件进行串联，所以延时时间大于单刀双掷模拟开关ASWl的切换时间，使单刀双掷模拟开关ASW2由连通工作电源向连通偏置电源切換，每次调制信号源输出调制信号的电平变化，总是使得单刀双掷模拟开关ASWl先切換，然后单刀双掷模拟开关ASW2才切換，并且在单刀双掷模拟开关ASWl切换期间，单刀双掷模拟开关ASW2保持稳定，当单刀双掷模拟开关ASWl进入稳定状态后单刀双掷模拟开关ASW2才开始切換，显然，本实施例消除了模拟开关内在延时t造成的全端ロ断开状态产生的毛刺干扰。实施例2 本实施例与实施例I基本相同，不同之处在于本实施例中的延时双输出电路4由一个反相器、两个与门和ー个与非门构成(參见附图2),本实施例中的与门和与非门的输入端均短接后串联形成反相逻辑电路，反相逻辑电路的输入端与反相器的输出端电连接，反相逻辑电路的输出端与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，反相器的输入端与调制信号源3的输出端电连接，反相器的输出端还与单刀双掷模拟开关ASWl的控制端电连接。实施例3 本实施例与实施例I基本相同,不同之处在于本实施例中的延时双输出电路4由三个与非门和ー个反相器构成(參见附图3)，本实施例中的与非门的输入端均短接后串联形成反相逻辑电路，反相逻辑电路的输入端与反相器的输出端电连接，反相逻辑电路的输出端与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，反相器的输入端与调制信号源3的输出端电连接，反相器的输出端还与单刀双掷模拟开关ASWl的控制端电连接。实施例4
本实施例与实施例I基本相同，不同之处在于本实施例中的电阻Rl为可变电阻。以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求1.ー种数字控制的模拟调制电路，包括工作电源、偏置电源、调制信号源和单刀双掷模拟开关ASWl、单刀双掷模拟开关ASW2和激光器恒流驱动电路，单刀双掷模拟开关ASWl的常闭触点和单刀双掷模拟开关ASW2的常开触点均与工作电源的输出端电连接，单刀双掷模拟开关ASW2的常闭触点和单刀双掷模拟开关ASWl的常开触点均与偏置电源的输出端电连接，单刀双掷模拟开关ASWl的公共端和单刀双掷模拟开关ASW2的公共端均与激光器恒流驱动电路的输入端电连接，其特征在于所述数字控制的模拟调制电路还包括延时双输出电路，延时双输出电路的输入端与调制信号源的输出端电连接，延时双输出电路的直接输出端与单刀双掷模拟开关ASWl的控制端电连接，延时双输出电路的延时输出端与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，延时双输出电路的直接输出端的输出电平等于调制信号源的输出电平取反，延时双输出电路的延时输出端电平与调制信号源的输出电平相同。
2.根据权利要求I所述的数字控制的模拟调制电路，其特征在于所述单刀双掷模拟开关ASW2的公共端通过电阻Rl与单刀双掷模拟开关ASWl的公共端电连接。
3.根据权利要求I所述的数字控制的模拟调制电路，其特征在于延时双输出电路包括具有反相功能的第一逻辑电路和具有反相功能的第二逻辑电路，所述第一逻辑电路的输入端与所述调制信号源电连接，所述第一逻辑电路的输出端与所述第二逻辑电路的输入端电连接，所述第二逻辑电路的输出端与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，所述第一逻辑电路的输出端还与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接。
4.根据权利要求3所述的数字控制的模拟调制电路，其特征在于所述第一逻辑电路为反相器U1-1，第二逻辑电路为由奇数个反相器串联构成的反相器组，所述反相器组的输出端与所述单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，所述反相器组的输入端与所述反相器Ul-I的输出端电连接，所述反相器Ul-I的输入端与所述调制信号源电连接，所述反相器Ul-I的输出端还与所述单刀双掷模拟开关ASWl的控制端电连接。
5.根据权利要求4所述的数字控制的模拟调制电路，其特征在于所述反相器组包括至少三个反相器。
6.根据权利要求3所述的数字控制的模拟调制电路，其特征在于所述第二逻辑电路至少由三个逻辑电路元件串联构成。
7.根据权利要求3所述的数字控制的模拟调制电路，其特征在于所述第二逻辑电路至多由五个逻辑电路元件串联构成。
8.根据权利要求2所述的数字控制的模拟调制电路，其特征在于所述的工作电源和偏置电源均为电容值为0. I y f的电容保持电路，所述工作电源和偏置电源的调制频率为IMHz，所述电阻Rl的取值范围在47 200 Q。
9.根据权利要求2所述的数字控制的模拟调制电路，其特征在于所述的电阻Rl为可变电阻。
专利摘要本实用涉及一种调制电路，特别涉及一种数字控制的模拟调制电路。本实用的目的在于解决现有技术存在毛刺干扰的问题，其技术方案要点是工作电源、偏置电源、调制信号源和单刀双掷模拟开关ASW1、单刀双掷模拟开关ASW2和激光器恒流驱动电路，数字控制的模拟调制电路还包括延时双输出电路，延时双输出电路的输入端与调制信号源的输出端电连接，延时双输出电路的直接输出端与单刀双掷模拟开关ASW1的控制端电连接，延时双输出电路的延时输出端与单刀双掷模拟开关ASW2的控制端电连接，延时双输出电路的直接输出端的输出电平等于调制信号源的输出电平取反，延时双输出电路的延时输出端电平与调制信号源的输出电平相同。本实用设计合理，消除了毛刺干扰。
文档编号H03K5/01GK202663370SQ201220265298
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日
发明者郑烈锋 申请人:杭州东城图像技术有限公司