驱动装置及执行系统的制作方法

本申请涉及驱动设备领域，具体而言，涉及一种驱动装置及执行系统。

背景技术：

现有的功能执行装置通常由驱动器来驱动，例如，声光调制器(acousto-opticmodulator,aom)通常由aom驱动器驱动。aom驱动器内的混频器将调制信号与高频信号混频，然后经过放大，产生高频调幅驱动信号，输入aom，作用于aom内部的换能器，换能器作用于声光晶体，使光波通过晶体时受到强度调制，实现电信号对光信号进行光强度调制的功能。

功能执行装置的性能除了取决于自身特性外，还主要取决于驱动器的驱动性能，而现有技术中驱动器的驱动性能较为严重地影响了功能执行装置的性能。

申请内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种驱动装置及执行系统。

第一方面，本申请实施例提供了一种驱动装置，所述驱动装置用于驱动功能执行装置，所述驱动装置包括驱动器以及控制开关，所述驱动器的输入端连入调制信号，所述控制开关的控制端连入所述调制信号的同步信号；所述控制开关的第一端与所述驱动器的输出端连接，所述控制开关的第二端与所述功能执行装置连接。

控制开关设置于驱动器与功能执行装置之间，且该控制开关由调节驱动器的调制信号的同步信号控制，控制开关可以在同步信号的信号强度高于预设阈值时开启，在同步信号的信号强度低于预设阈值时关闭，因此，控制开关可以使得功能执行装置的开启或关断相比于现有技术更加快捷，缩短了功能执行装置的开启时间或关断时间，提高了功能执行装置的性能。

在一个可能的设计中，所述驱动器包括声光调制器aom驱动器，所述功能执行装置为与aom驱动器匹配的aom。

驱动器具体可以为aom驱动器，功能执行装置可以为与aom驱动器匹配的aom。对于aom驱动器以及aom而言，控制开关的加入不仅可以缩短aom的关断时间，还可以提高aom的动态消光比，提高aom的性能。可以理解，功能执行装置可以为其他的执行装置，驱动器也可以为与功能执行装置相对应的驱动器。

在一个可能的设计中，所述aom驱动器包括调制器以及放大器；所述调制器的输入端连入调制信号，所述调制器的输出端与所述放大器的输入端连接，所述放大器的输出端与所述控制开关的第一端连接。

在一个可能的设计中，所述调制器包括振荡器和混频器；所述振荡器的输出端与所述混频器的第一输入端连接，所述混频器的第二输入端连入调制信号，所述混频器的输出端与所述放大器的输入端连接。

aom驱动器内的混频器将调制信号与高频信号混频，然后经过放大器放大，产生高频调幅驱动信号，该高频调幅驱动信号在控制开关开启时才会输入至aom，而控制开关开启时，高频调幅驱动信号可能已经到达一个较大的值；而当高频调幅驱动信号在从大变小时，由于控制开关在同步信号低于预设值后就会断开，因此可能在高频调幅驱动信号还未到零的时候，就会由于控制开关的关断而与aom断开。与现有技术中高频调幅驱动信号从零开始增加相比，控制开关的存在缩短了aom的启动时间和关断时间。

在一个可能的设计中，所述控制开关为射频开关电路。

射频开关电路的输出特性为，控制信号控制其导通时，射频开关将驱动信号导通，具有极低的、可忽略的插入损耗，如0.1～0.3db，控制信号控制其关断时，模拟开关将驱动信号断开，表现为对驱动信号具有40db～60db的插入损耗(衰减)，控制信号在开关或关开间切换时，模拟开关对驱动信号的导通及关断时间极短，在纳秒至百纳秒级别，从而较好地减小了开启时间和关断时间。

在一个可能的设计中，所述射频开关电路包括开关驱动电路及pin二极管；所述开关驱动电路的输入端连入所述同步信号，所述开关驱动电路的输出端与所述pin二极管的控制端连接，所述pin二极管串联于所述驱动器与所述功能执行装置之间。

射频开关电路包括驱动电路及pin二极管，或包括集成驱动电路及pin二极管的集成电路，此射频开关电路有一个外部输入“同步信号”，同步信号为与调制信号保持同步的一个控制脉冲信号，用来控制开关的导通及断开。pin二极管可以在驱动电路传来的同步信号的控制下实现导通或截止，从而较好的实现开关的功能。

在一个可能的设计中，所述控制开关包括开关芯片。

在一个可能的设计中，所述射频开关电路包括开关驱动电路及场效应管；所述开关驱动电路的输入端连入所述同步信号，所述开关驱动电路的输出端与所述场效应管的栅极连接，所述场效应管的源极与所述驱动器连接，所述场效应管的漏极与所述功能执行装置连接。

射频开关电路还可以是开关驱动电路及场效应管，场效应管可以在驱动电路传来的同步信号的控制下实现导通或截止，从而较好的实现开关的功能。

在一个可能的设计中，所述射频开关电路包括开关驱动电路及三极管；所述开关驱动电路的输入端连入所述同步信号，所述开关驱动电路的输出端与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极与所述驱动器连接，所述三极管的集电极与所述功能执行装置连接。

射频开关电路还可以是射频开关集成电路，可以在同步信号的控制下实现导通或截止，从而较好的实现开关的功能。

在一个可能的设计中，还包括控制器，所述控制器的第一输出端与所述驱动器的输入端连接，用于向所述驱动器输入所述调制信号；所述控制器的第二输出端与所述控制开关的控制端连接，用于向所述控制开关输入所述同步信号。

控制器可以向驱动器输入调制信号，并向控制开关输入同步信号，从而实现控制开关与驱动器可以几乎同步变化，较好的达到控制的效果。

在一个可能的设计中，所述控制器为单片机。

控制器可以为单片机，也可以为其他的控制器如cpu等，控制器的具体类型不应该理解为是对本申请的限制。

第二方面，本申请实施例提供了一种执行系统，包括功能执行装置以及上述的驱动装置，所述驱动装置与所述功能执行装置连接，所述驱动装置用于驱动所述功能执行装置。

控制开关设置于驱动器与功能执行装置之间，且该控制开关由调节驱动器的调制信号的同步信号控制，控制开关可以在同步信号的信号强度高于预设阈值时开启，在同步信号的信号强度低于预设阈值时关闭，因此，控制开关可以使得功能执行装置的开启或关断相比于现有技术更加快捷，缩短了功能执行装置的开启时间或关断时间，提高了功能执行装置的性能。

为使本申请实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提供的驱动装置的示意性结构框图；

图2示出了图1中驱动器的示意性结构框图；

图3示出了图1中控制开关的示意性结构框图；

图4示出了本申请实施例提供的驱动装置的一种具体实施方式的示意性结构框图；

图5a示出了aom驱动器驱动信号时域波形的示意图；

图5b示出了aom驱动器开关比及关断时间的示意图；

图5c示出了aom驱动器动态消光比及关断时间的示意图。

图标：10-执行系统；100-驱动装置；110-驱动器；111-振荡器；112-混频器；113-放大器；120-控制开关；121-开关驱动电路；122-pin二极管；200-功能执行装置；300-控制器。

具体实施方式

实施例

具体请参见图1，图1示出了本申请实施例提供的驱动装置100，该驱动装置100用于驱动功能执行装置200，驱动装置100包括驱动器110以及控制开关120，驱动器110的输入端连入调制信号，控制开关120的控制端连入所述调制信号的同步信号。控制开关120的第一端与驱动器110的输出端连接，控制开关120的第二端与功能执行装置200连接。

请参见图4，驱动器110具体可以是aom驱动器110，功能执行装置200为与aom驱动器110匹配的aom。

aom驱动器110可以包括调制器(图未示)以及放大器113，调制器包括振荡器111以及混频器112，请参见图2，振荡器111的输出端与混频器112的第一输入端连接，混频器112的第二输入端连入调制信号，混频器112的输出端与放大器113的输入端连接，放大器113的输出端与所述控制开关120的第一端连接。

控制开关120为一种特定电子器件或电路构成，可对射频信号或模拟信号进行通断控制的开关，其通断控制信号由特定外部接口输入。

控制开关120通常由3个端口构成，分别为第一端、第二端、控制端，射频信号或模拟信号通过第一端接入，信号功率为pi，经过控制开关120后由第二端输出，信号功率为po，控制控制开关120的控制信号由控制端输入。

为方便理解，引入“插入损耗”概念il＝-10lg(po/pi)

因此“开”与“关”的定义可描述为：

控制端输入使之处于“开”状态的控制信号时，其插入损耗il理想状态下等于0，实际情况接近0但是不为0；控制端输入使之处于“关”状态的控制信号时，其插入损耗il理想状态下等于无穷大，实际情况极大(例如-40db)但是不为无穷大。

控制开关120可以为射频开关电路，请参见图3，射频开关电路包括开关驱动电路121及pin二极管122。开关驱动电路121的输入端连入同步信号，开关驱动电路121的输出端与pin二极管122的控制端连接，pin二极管122串联于驱动器110与功能执行装置200之间。

射频开关可以采用市面上常用的pin管或开关ic，其具有多样性、短关断时间、高开关比的诸多优点，且更可以自由搭配、采取级联的方式提供更高的关断比。由于其本质上与aom驱动器110的混频器112结构不同，搭配混频器112使用时，既可实现信号的正确调制，又可实现aom高消光比及快速关断。

在本申请实施例的一种具体实施方式中，射频开关电路还可以包括开关驱动电路121及场效应管，开关驱动电路121的输入端连入同步信号，开关驱动电路121的输出端与场效应管的栅极连接，场效应管的源极与驱动器110连接，场效应管的漏极与功能执行装置200连接。

在本申请实施例的另一种具体实施方式中，射频开关电路可以包括开关驱动电路121及三极管；开关驱动电路121的输入端连入同步信号，开关驱动电路121的输出端与三极管的基极连接，三极管的发射极与驱动器110连接，三极管的集电极与功能执行装置200连接。射频开关电路的具体结构不应该理解为是对本申请的限制。射频开关电路可以设置在aom驱动器110内，也可以连接在aom驱动器110的输出端，在aom驱动器110的外部处理其输出信号。

请参见图4，本申请实施例提供的驱动装置100还可以包括控制器300，控制器300的第一输出端与驱动器110的输入端连接，用于向驱动器110输入调制信号；控制器300的第二输出端与控制开关120的控制端连接，用于向控制开关120输入同步信号。控制器300具体可以为单片机、arm、fpga等可作为控制器或输出可控逻辑信号的器件。

调制信号经驱动器110后，由于经过混频器112以及放大器113的处理，调制信号的波形可能会发生一定变化，例如波形的上升沿前移、下降沿后移等，为了保持同步信号与变化后的调制信号的一致，控制器300可以在发出同步信号时，即对同步信号的波形相对于发出的调制信号进行调整，使得同步信号的波形可以与经过驱动器110后的调制信号的波形一致。

接下来以aom驱动器110与aom相配合为例，说明本申请实施例提供的驱动装置100的工作原理：

aom存在动态消光比及关断时间两个指标。

关于aom的动态消光比，现定义：

-aom驱动器110调制信号:vmod-in

-aom驱动器110输出的驱动信号：vdrv

-输入光功率：ein

-输出光功率：eout

-动态消光比:er

-开关比：oor

若aom驱动器110接收到满幅(fullscale，fs)电信号vmod-in(fs)，则aom驱动器110输出为vdrv(fs)，使aom的输入光的功率与输出光的功率几乎一致，测得输出光的功率为eout(on)。

然后aom驱动器110接收到的调制信号为0v，即vmod-in(0)，则aom驱动器110输出为vdrv(0)，使aom输出光的功率几乎为0。应当理解的是，vdrv(0)的输出理想值应为0，但由于驱动器110内的混频器112不是理想器件，导致vdrv存在一定的泄露，泄露的vdrv(0)作用于aom后，导致aom对光线有一定的泄露，因此输出光的功率eout(off)并非为0，测得此时的eout(off)，则动态消光比er＝eout(on)/eout(off)；同时，vdrv(0)与满幅输出vdrv(fs)的功率之比可定义为aom驱动器110的开关比oor＝vdrv(fs)/vdrv(0)。可知，aom的动态消光比er受aom驱动器110的性能影响，即受到aom驱动器110的开关比oor性能的影响。

关于aom的关断时间，在向aom驱动器110输入vmod-in(fs)时，驱动器110向aom输出vdrv(fs)，aom的输出为eout(on)，若以最快速度突然撤去vmod-in(fs)，即在最短时间内将调制信号由vmod-in(fs)变为vmod-in(0)，aom驱动器110的vdrv以最快速度降为vdrv(0),同时aom输出光功率以最快速度下降，由eout(on)降至eout(off)。

定义δvdrv＝vdrv(fs)-vdrv(0)，δeout＝eout(on)-eout(off)，则aom的关断时间为taomoff＝t(90％δeout)-t(10％δeout)，请参见图5c。同样的，aom驱动器110的关断时间为tdrvoff＝t(90％δvdrv)-t(10％δvdrv)，请参见图5a和图5b。

请参见图5a至图5c，上述图中的粗虚线均为现有技术的信号包络，即未使用驱动开关时的信号包络，图中的粗实线为采用驱动开关的信号包络。同步信号控制驱动开关导通时，驱动开关将驱动信号导通，上述过程具有极低的、可忽略的插入损耗，如0.1～0.3db；控制信号控制驱动开关关断时，驱动开关将驱动信号断开，表现为对驱动信号具有40db～60db的插入损耗，控制信号在开关或关开间切换时，驱动开关对驱动信号的导通及关断时间极短，在纳秒至百纳秒级别。

采用此开关电路，利用驱动开关较好的开关比及关断时间，将aom驱动信号进行整形，可以降低关断时的关断时间taomoff，由于关断时有40db～60db的插入损耗，使得vdrv(0)进一步衰减，根据开关比的公式oor＝vdrv(fs)/vdrv(0)和图5b，vdrv(fs)不变，vdrv(0)相较于现有技术更低，则提高了oor；根据动态消光比的计算公式er＝eout(on)/eout(off)和图5c，eout(on)相较于现有技术不变，eout(off)相较于现有技术降低，则提高了动态消光比er。从而解决aom驱动器110性能不足导致的aom动态消光比不足及aom关断时间过长的问题。

aom或aom驱动器110的关断时间，也可以用aom下降沿、aom开关时间、aom上升下降时间、aom开关速度等等效名称表示，其定义在本质上一致，均表示taomoff。同样，aom驱动器110的开关比，可以用隔离度(表示关断时对输入信号的衰减程度，即δvdrv)来表示。

本申请实施例还提供了一种执行系统10，包括功能执行装置200以及上述的驱动装置100，驱动装置100与功能执行装置200连接，驱动装置100用于驱动功能执行装置200。

本申请实施例提供了一种驱动装置100及执行系统10，所述驱动装置100用于驱动功能执行装置200，所述驱动装置100包括驱动器110以及控制开关120，所述驱动器110的输入端连入调制信号，所述控制开关120的控制端连入所述调制信号的同步信号；所述控制开关120的第一端与所述驱动器110的输出端连接，所述控制开关120的第二端与所述功能执行装置200连接。控制开关120设置于驱动器110与功能执行装置200之间，且该控制开关120由调节驱动器110的调制信号的同步信号控制，控制开关120可以在同步信号的信号强度高于预设阈值时开启，在同步信号的信号强度低于预设阈值时关闭，因此，控制开关120可以使得功能执行装置200的开启或关断相比于现有技术更加快捷，缩短了功能执行装置200的开启时间或关断时间，提高了功能执行装置200的性能。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。