系统结构框图-半导体激光器

1.1 系统总体方案设计 题目分析：首先分析题目的关键要素，自动增益以及直流放大，直流放大意味着需 要用运算放大电路结构去放大直流电，因此许多只需要在放大交流电中考虑的问题就不 用考虑了，然后就是自动增益，通过查询资料发现，自动增益是使放大电路的增益自动 地随信号强度而调整的自动控制方法。实现这种功能的电路简称 AGC 环。AGC 环是闭环 电子电路，是一个负反馈系统，它可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部 分。增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控制电压形成电 路的基本部件是AGC检波器和低通平滑滤波器，有时也包含门电路和直流放大器等部件。 放大电路的输出信号 Uo 经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后，产生用以控制 增益受控放大器的电压 Uc。当输入信号 Ui 增大时，Uo 和 Uc 亦随之增大。Uc 增大使放 大电路的增益下降，从而使输出信号的变化量显著小于输入信号的变化量，达到自动增 益控制的目的。因此制定方案时应从如何控制电压放大着手，以下是两个设计的方案： 方案 1： 使用 4个 LM324 运算放大器，将输入的信号通过四个通道分别放大不同的倍数，设 置四个输出，不同的挡位测量不同的输出端电压。电路结构比较简单，使用的芯片便宜 易得且性能较好，然而此方案无法达到题目所要求的自动放大增益。 方案 2： 将电路分为三个模块，分别为电压比较电路，增益选择开关电路，运算放大电路。 电压比较电路：使用 LM324 运算放大器将输入的直流电压信号 Vi 与预先设定好的挡位 值进行比较，通过控制输出高低电平的线路决定开关接通的通道。增益选择开关电路： 通过使用 CD4051 芯片的译码器和模拟开关的逻辑功能控制不同通道的通断，以此来决 定不同增益的反馈电阻大小。运算放大电路：由一般负反馈运算放大器 LM324 构成的放 大电路，反馈电阻大小由开关电路控制。此方案的电路较为复杂，但所用芯片便宜易得 且性能较好，且可以满足题目要求。 因此经过比较本设计采取方案 2 1.2 系统结构框图