泵浦激光器的控制电路和方法、掺饵光纤放大器与流程

1.本发明涉及光纤放大器技术领域，尤其是涉及一种泵浦激光器的控制电路和方法、掺饵光纤放大器。


背景技术：

2.目前，掺饵光纤放大器(edfa)基本都是用连续信号来控制泵浦激光器(pump)进行输出的，泵浦激光器的输出光为连续的激光，但是在使用过程中，会采用声光调制器(aom)，通过开关的方式把pump的输出光变为脉冲激光，仅使用打开aom之后的激光，而关闭aom后的这部分激光则被浪费，而这时候的电源却一直被消耗，从而导致edfa的功耗较大。对于一些使用电池的移动设备来说，对电池的节能是十分重要的，如果采用的现有的控制pump的方式，无法满足电池的节能需求。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种泵浦激光器的控制电路和方法、掺饵光纤放大器，能够有效节省泵浦激光器的功耗。
4.一方面，根据本发明实施例的泵浦激光器的控制电路，包括：
5.信号解析模块，用于对脉冲信号进行解析，获得所述脉冲信号的频率信息和幅度信息，并将所述脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；
6.恒流驱动模块，分别与所述信号解析模块和泵浦激光器电连接，用于根据所述脉冲信号的频率信息控制所述泵浦激光器的导通和关断，以及根据所述恒压信号实现对所述泵浦激光器的恒流驱动；
7.主控模块，与所述恒流驱动模块电连接，用于获取所述泵浦激光器的工作电流，并控制所述泵浦激光器的工作状态；
8.电源模块，用于为所述信号解析模块、所述恒流驱动模块和所述主控模块提供工作电源。
9.根据本发明的一些实施例，所述信号解析模块包括：
10.输入端口，用于输入所述脉冲信号；
11.放大单元，所述放大单元的输入端与所述输入端口电连接，所述放大单元用于对所述脉冲信号进行放大，以及获得所述脉冲信号的频率信息，并将所述脉冲信号的频率信息发送给所述恒流驱动模块；
12.模拟开关，所述模拟开关的受控端与所述放大单元的输出端电连接；
13.第一电压跟随单元，所述第一电压跟随单元的第一输入端与所述输入端口电连接，所述第一电压跟随单元的输出端与所述模拟开关的输入端电连接；所述模拟开关的输出端还与所述第一电压跟随单元的第二输入端电连接；
14.充电电容，所述充电电容的第一端与所述模拟开关的输出端电连接，所述充电电容的第二端接地；
15.第二电压跟随单元，所述第二电压跟随单元的第一输入端分别与所述充电电容的第一端和所述模拟开关的输出端电连接，所述第二电压跟随单元的输出端与所述恒流驱动模块电连接，所述第二电压跟随单元的输出端还与所述第二电压跟随单元的第二输入端电连接。
16.根据本发明的一些实施例，所述放大单元包括：
17.第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端通过第一电阻与所述输入端口电连接，所述第一运算放大器的反相输入端通过相互并联的第二电阻和第一电容接地，所述第一运算放大器的输出端通过第三电阻与所述恒流驱动模块电连接；
18.第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端通过第二电容与所述第一运算放大器的输出端电连接，所述第二运算放大器的反相输入端通过第四电阻接地，所述第二运算放大器的输出端通过第五电阻与所述模拟开关的受控端电连接。
19.根据本发明的一些实施例，所述第一电压跟随单元包括：
20.第三运算放大器，所述第三运算放大器的同相输入端通过第一电阻与所述输入端口电连接，所述第三运算放大器的输出端通过第六电阻与所述模拟开关的输入端电连接，所述第三运算放大器的反相输入端与所述模拟开关的输出端电连接。
21.根据本发明的一些实施例，所述第二电压跟随单元包括：
22.第四运算放大器，所述第四运算放大器的同相输入端分别与所述模拟开关的输出端和所述充电电容的第一端电连接，所述第四运算放大器的输出端与所述第四运算放大器的反相输入端电连接。
23.根据本发明的一些实施例，所述恒流驱动模块包括：
24.第一mos管，所述第一mos管的栅极用于连接所述信号解析模块所发送的所述脉冲信号的频率信息，所述第一mos管的源极与所述电源模块电连接；
25.第五运算放大器，所述第五运算放大器的反相输入端与所述第一mos管的漏极电连接，所述第五运算放大器的同相输入端通过分压单元连接所述恒压信号；
26.第二mos管，所述第二mos管的源极通过第七电阻接地，所述第二mos管的栅极通过第八电阻与所述第五运算放大器的输出端电连接，所述第二mos管的漏极与所述泵浦激光器的阴极电连接；
27.第三mos管，所述第三mos管的漏极与所述泵浦激光器的阳极电连接，所述第三mos管的源极与所述电源模块电连接；
28.第四mos管，所述第四mos管的漏极与所述第三mos管的栅极电连接，所述第四mos管的源极接地，所述第四mos管的栅极通过第九电阻与所述主控模块电连接；
29.第六运算放大器，所述第六运算放大器的同相输入端通过第十电阻与所述第二mos管的源极电连接，所述第六运算放大器的反相输入端通过第十一电阻与所述第六运算放大器的输出端电连接，所述第六运算放大器的输出端通过第十二电阻与所述主控模块电连接。
30.根据本发明的一些实施例，所述主控模块包括：
31.微处理器，所述微处理器分别与所述恒流驱动模块和所述电源模块电连接；
32.晶体振荡器，与所述微处理器电连接，用于为所述微处理器提供振荡信号。
33.另一方面，根据本发明实施例的泵浦激光器的控制方法，包括以下步骤：
34.获取脉冲信号；
35.对所述脉冲信号进行解析，获得所述脉冲信号的频率信息和幅度信息，并将所述脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；
36.根据所述脉冲信号的频率信息，控制泵浦激光器的导通和关断；
37.根据所述恒压信号，对所述泵浦激光器进行恒流驱动。
38.根据本发明的一些实施例，所述泵浦激光器的控制方法还包括以下步骤：
39.获取所述泵浦激光器的工作电流；
40.根据所述工作电流，控制所述泵浦激光器的工作状态。
41.另一方面，根据本发明实施例的掺饵光纤放大器，包括上述方面实施例所述的泵浦激光器的控制电路。
42.根据本发明实施例的泵浦激光器的控制电路和方法、掺饵光纤放大器，至少具有如下有益效果：通过信号解析模块识别出脉冲信号的频率信息和幅度信息，然后将脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；脉冲信号的频率信息可以控制泵浦激光器的导通和关断，当脉冲信号处于低电平时，泵浦激光器关断，此时泵浦激光器不发光，当脉冲信号处于高电平时，泵浦激光器导通，此时泵浦激光器发光，也就是说，泵浦激光器的导通和关断与脉冲信号的频率保持一致，泵浦激光器无需一直处于发光状态，从而节省泵浦激光器的功耗。而信号解析模块将脉冲信号的幅度信息转化为恒压信号后，可以使得恒流驱动模块根据恒压信号实现对泵浦激光器的恒流驱动。根据本发明实施例的泵浦激光器的控制电路，能够控制泵浦激光器的出光时间，且能够控制泵浦激光器的工作电流，从而有效地降低掺饵光纤放大器的电能消耗，降低整机的发热量，在使用电池作为电力的移动设备端，能有效提升待机时间，提升整机的可靠性和使用寿命。
43.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
44.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
45.图1为本发明实施例的泵浦激光器的控制电路的模块示意图；
46.图2为本发明实施例的信号解析模块的电路原理图；
47.图3为本发明实施例的恒流驱动模块的电路原理图；
48.图4为本发明实施例的主控模块的微处理器的电路原理图；
49.图5为本发明实施例的主控模块的晶体振荡器的电路原理图；
50.图6为本发明实施例的电源模块的电路原理图；
51.图7为本发明实施例的泵浦激光器的控制方法的步骤流程图；
52.附图标记：
53.信号解析模块100、恒流驱动模块200、泵浦激光器300、主控模块400、电源模块500。
具体实施方式
54.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
56.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
57.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
58.一方面，如图1所示，根据本发明实施例的泵浦激光器的控制电路，包括：
59.信号解析模块100，用于对脉冲信号进行解析，获得脉冲信号的频率信息和幅度信息，并将脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；
60.恒流驱动模块200，分别与信号解析模块100和泵浦激光器300电连接，用于根据脉冲信号的频率信息控制泵浦激光器300的导通和关断，以及根据恒压信号实现对泵浦激光器300的恒流驱动；
61.主控模块400，与恒流驱动模块200电连接，用于获取泵浦激光器300的工作电流，并控制泵浦激光器300的工作状态；
62.电源模块500，用于为信号解析模块100、恒流驱动模块200和主控模块400提供工作电源。
63.根据本发明实施例的泵浦激光器的控制电路，首先通过信号解析模块100识别出脉冲信号的频率信息和幅度信息，然后将脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；脉冲信号的频率信息可以控制泵浦激光器300的导通和关断，当脉冲信号处于低电平时，泵浦激光器300关断，此时泵浦激光器300不发光，当脉冲信号处于高电平时，泵浦激光器300导通，此时泵浦激光器300发光，也就是说，泵浦激光器300的导通和关断与脉冲信号的频率保持一致，泵浦激光器300无需一直处于发光状态，从而节省泵浦激光器300的功耗。而信号解析模块100将脉冲信号的幅度信息转化为恒压信号后，可以使得恒流驱动模块200根据恒压信号实现对泵浦激光器300的恒流驱动。
64.根据本发明实施例的泵浦激光器的控制电路，能够控制泵浦激光器300的出光时间，且能够控制泵浦激光器的工作电流，从而有效地降低掺饵光纤放大器的电能消耗，降低整机的发热量，在使用电池作为电力的移动设备端，能有效提升待机时间，提升整机的可靠性和使用寿命。
65.进一步地，如图2所示，在本发明的一些实施例中，信号解析模块100包括输入端口jp2、放大单元110、模拟开关u47a、第一电压跟随单元120、充电电容c191和第二电压跟随单
元130；其中，输入端口jp2用于输入脉冲信号；放大单元110的输入端与输入端口jp2电连接，放大单元110用于对脉冲信号进行放大，以及获得脉冲信号的频率信息，并将脉冲信号的频率信息发送给恒流驱动模块200；模拟开关u47a的受控端(即13脚)与放大单元110的输出端电连接；第一电压跟随单元120的第一输入端与输入端口jp2电连接，第一电压跟随单元120的输出端与模拟开关u47a的输入端(即1脚)电连接，模拟开关u47a的输出端与第一电压跟随单元120的第二输入端电连接；充电电容c191的第一端与模拟开关u47a的输出端(即2脚)电连接，充电电容c191的第二端接地；第二电压跟随单元130的第一输入端分别与充电电容c191的第一端和模拟开关u47a的输出端电连接，第二电压跟随单元130的输出端与恒流驱动模块200电连接，第二电压跟随单元130的输出端还与第二电压跟随单元130的第二输入端电连接。
66.输入端口jp2采用的是sma连接器，外部的脉冲信号通过输入端口jp2输入电路后，一部分进入到放大单元110中，放大单元110识别出脉冲信号的频率信息，并将频率信息发送给恒流驱动模块200；同时，放大单元110放大脉冲信号的幅度，从而能够驱动模拟开关u47a，当脉冲信号处于高电平时刻，模拟开关u47a的受控端为高电平，模拟开关u47a的输入端和输出端导通，当脉冲信号处于低电平时刻，模拟开关u47a的受控端为低电平，模拟开关u47a的输入端和输出端断开连接。同时，脉冲信号通过输入端口jp2进入电路后，还会通过第一电压跟随单元120输入到模拟开关u47a，当模拟开关u47a处于导通状态时，脉冲信号能够对充电电容c191进行充电，使得充电电容c191的电压与脉冲信号的幅值相等，从而将脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；当脉冲信号为低电平时，模拟开关u47a截止，此时不对充电电容c191进行充电。同时，充电电容c191还与电阻r212并联连接。
67.进一步地，如图2所示，在本发明的一些实施例中，放大单元110包括第一运算放大器u42a和第二运算放大器u42b，第一运算放大器u42a的同相输入端通过第一电阻r199与输入端口jp2电连接，第一运算放大器u42a的反相输入端通过相互并联的第二电阻r206和第一电容c190接地，第一运算放大器u42a的输出端通过第三电阻r203与恒流驱动模块200电连接；第二运算放大器u42b的同相输入端通过第二电容c183与第一运算放大器u42a的输出端电连接，第二运算放大器u42b的反相输入端通过第四电阻r208接地，第二运算放大器u42b的输出端通过第五电阻r209与模拟开关u47a的受控端电连接。
68.外部的脉冲信号通过输入端口jp2输入后，经过第一电阻r199后，一部分经过第一运算放大器u42a后，放大输入信号的脉冲幅值，第一运算放大器u42a的输出信号通过第三电阻r203发送给恒流驱动模块200，从而将脉冲信号的频率信息发送给恒流驱动模块200；同时，第一运算放大器u42a的输出信号经过第二电容c183和电阻r207组成的微分电路，再经过第二运算放大器u42b与电阻r205和第四电阻r208组成的比较电路后，形成一个约为5us的窄脉冲信号，窄脉冲信号经过第五电阻r209后控制模拟开关u47a的导通和断开；当脉冲信号为高电平时，模拟开关u47a导通，当脉冲信号为低电平时，模拟开关u47a断开。
69.进一步地，如图2所示，在本发明的一些实施例中，第一电压跟随单元120包括第三运算放大器u46a，第三运算放大器u46a的同相输入端通过第一电阻r199与输入端口jp2电连接，第三运算放大器u46a的输出端通过第六电阻r211与模拟开关u47a的输入端电连接，第三运算放大器u46a的反相输入端与模拟开关u47a的输出端电连接。外部的脉冲信号通过输入端口jp2输入后，经过第一电阻r199后，一部分经过第三运算放大器u46a和第六电阻
r211构成的电压跟随器后，输入到模拟开关u47a中，并在模拟开关u47a处于导通状态时，给充电电容c191充电，充电电容c191经过多次循环充电后，电压始终维持在一个稳定值，且电压的幅度与输入的脉冲信号的高电平的幅度相同，从而将脉冲信号的幅度解析为恒定电压值。
70.如图2所示，在本发明的一些实施例中，第二电压跟随单元130包括第四运算放大器u46b，第四运算放大器u46b的同相输入端分别与模拟开关u47a的输出端和充电电容c191的第一端电连接，第四运算放大器u46b的输出端与第四运算放大器u46b的反相输入端电连接，第四运算放大器u46b的输出端还与恒流驱动模块200电连接。在将脉冲信号的幅度信息解析为充电电容c191的恒定电压值后，恒压信号经过由第四运算放大器u46b构成的电压跟随器，增加该恒压信号的驱动能力后，发送给恒流驱动模块200。
71.如图3所示，在本发明的一些实施例中，恒流驱动模块200包括第一mos管q1、第五运算放大器u45a、第二mos管q2、第三mos管u43、第四mos管q4和第六运算放大器u45b；第一mos管q1的栅极通过pulse_signal信号连接信号解析模块100的第一运算放大器u42a所发送的脉冲信号的频率信息，第一mos管q1的源极与电源模块500发送的vdc_+3.3v电源连接，第一mos管q1的漏极与第五运算放大器u45a的反相输入端电连接，第五运算放大器u45a的同相输入端通过由电阻r216和电阻r218构成的分压单元连接信号解析模块100的第四运算放大器u46b所发送的恒压信号，第五运算放大器u45a的输出端通过第八电阻r217与第二mos管q2的栅极电连接，第二mos管q2的源极通过第七电阻r223接地，第二mos管q2的漏极与泵浦激光器300的阴极电连接，泵浦激光器300的阳极与第三mos管u43的漏极电连接，第三mos管u43的源极与电源模块500发送的vdc_+3.3v电源连接；第三mos管u43的栅极与第四mos管q4的漏极电连接，第四mos管q4的源极接地，第四mos管q4的栅极通过第九电阻r239与主控模块100的ld_sd信号电连接；第六运算放大器u45b的同相输入端通过第十电阻r220与第二mos管q2的源极电连接，第六运算放大器u45b的反相输入端通过第十一电阻r225与第六运算放大器u45b的输出端电连接，第六运算放大器u45b的输出端通过第十二电阻r221与主控模块400的current_adc信号电连接。
72.外部输入的脉冲信号经过信号解析模块100之后，信号解析模块100的第一运算放大器u42a把解析出来的频率信息(脉冲信号)输入给发送给恒流驱动模块200的第一mos管q1，控制其导通与断开；同时，信号解析模块100将解析得到的恒压信号通过电阻r216和r218组成的分压单元后，输入给恒流驱动模块200的第五运算放大器u45a，此时只要主控模块400发送的ld_sd信号为高电平，则第四mos管q4导通，继而控制第三mos管u43导通，使电源vdc_+3.3v经过第三mos管u43后，经过泵浦激光器300、第二mos管q2、电阻r223和r224后形成回路，使泵浦激光器300供电后发光；同时，流经泵浦激光器300的电流经过电阻r223和r224后反馈给第五运算放大器u45a的2脚，与第五运算放大器u45a的3脚的恒压信号做比较，从而及时控制第二mos管q2的导通与关断，继而控制流过泵浦激光器300的电流，从而实现泵浦激光器300的恒流输出。当输入外部脉冲信号的低电平时，第一运算放大器u42a通过第三电阻r203输出低电平给到第一mos管q1，使第一mos管q1导通，vdc_+3.3v经过第一mos管q1后输入给第五运算放大器u45a的2脚，此时第五运算放大器u45a的3脚电压低于2脚电压，使第五运算放大器u45a输出低电平，控制第二mos管q2关断，此时泵浦激光器300停止工作；同理，当输入外部脉冲信号的高电平时，第一mos管q1关断，此时第五运算放大器u45a根
据恒压信号与泵浦激光器300反馈的信号来控制第二mos管q2的导通和关断，实现对泵浦激光器300的恒流驱动。
73.如图4所示，在本发明的一些实施例中，主控模块400包括微处理器u11和晶体振荡器u12，微处理器u11分别与恒流驱动模块200和电源模块500电连接，晶体振荡器u12与微处理器u11电连接，用于为微处理器u11提供振荡信号。具体地，在本示例中，微处理器u11采用的是型号为mk22fn512vll12的mcu，需要说明的是，微处理器u11也可以采用其它型号的处理器，而不仅限于此。微处理器u11的99脚(即ld_sd信号)与恒流驱动模块200的第四mos管q4的栅极通过第九电阻r239连接，用于控制第四mos管q4的导通与关断，进而控制泵浦激光器300的工作状态；微处理器u11的2脚(即current_adc信号)与恒流驱动模块200的第六运算放大器u45b的输出端通过第十二电阻r221连接；第六运算放大器u45b可对泵浦激光器300的工作电流进行采集和放大，并发送给微处理器u11，供微处理器u11实时监测泵浦激光器300的工作电流，从而能够通过99脚及时控制泵浦激光器300的工作状态。在本示例中，晶体振荡器u12可以采用csx-750fbc16000000t等型号，给微处理器u11提供16m的振荡信号，用于微处理器u11的指令周期的建立。
74.如图6所示，在本发明的一些实施例中，电源模块500通过连接器j3连接外部24v电源通过给整个系统供电。u5芯片为dc-dc芯片，通过与mos管u6和u7、以及储能电感l4等主要电子元件的配合，把外部输入的24v电源降压为3.3v直流电源(vdc_+3.3v和vdd_3.3v)，mos管u6和u7主要起斩波作用，把24v电源按照u5从14脚与17脚输出的脉冲信号，控制mos管u6和u7不停的开关，并通过储能电感l4的储能与滤波，最终输出稳定的3.3v电压，为其它各个模块提供工作电源。
75.根据本发明实施例的泵浦激光器的控制电路，能够控制泵浦激光器300的出光时间，且能够控制泵浦激光器的工作电流，从而有效地降低掺饵光纤放大器的电能消耗，降低整机的发热量，在使用电池作为电力的移动设备端，能有效提升待机时间，提升整机的可靠性和使用寿命。
76.另一方面，本发明实施例还提出了一种掺饵光纤放大器，掺饵光纤放大器包括上述方面实施例所述的泵浦激光器的控制电路，通过采用上述的泵浦激光器的控制电路，能够有效降低掺饵光纤放大器的功耗，提升掺饵光纤放大器的可靠性和使用寿命。
77.另一方面，本发明实施例还提出了一种泵浦激光器的控制方法，如图7所示，该方法包括以下步骤：
78.步骤s100：获取脉冲信号；
79.步骤s200：对所述脉冲信号进行解析，获得所述脉冲信号的频率信息和幅度信息，并将所述脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；
80.步骤s300：根据所述脉冲信号的频率信息，控制泵浦激光器300的导通和关断；
81.步骤s400：根据所述恒压信号，对泵浦激光器300进行恒流驱动。
82.首先，由图2示出的输入端口jp2获取外部的脉冲信号；然后，由信号解析模块100对脉冲信号进行解析，获得脉冲信号的频率信息和幅度信息，并将脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号。具体地，外部的脉冲信号通过输入端口jp2输入后，经过第一电阻r199后，一部分经过第一运算放大器u42a后，放大输入信号的脉冲幅值，第一运算放大器u42a的输出信号通过第三电阻r203发送给恒流驱动模块200，从而将脉冲信号的频率信息
发送给恒流驱动模块200；同时，第一运算放大器u42a的输出信号经过第二电容c183和电阻r207组成的微分电路，再经过第二运算放大器u42b与电阻r205和第四电阻r208组成的比较电路后，形成一个约为5us的窄脉冲信号，窄脉冲信号经过第五电阻r209后控制模拟开关u47a的导通和断开；当脉冲信号为高电平时，模拟开关u47a导通，当脉冲信号为低电平时，模拟开关u47a断开。脉冲信号通过输入端口jp2输入并经过第一电阻r199后，另一部分经过第三运算放大器u46a和第六电阻r211组成的电压跟随器后，输入到模拟开关u47a中，并在模拟开关u47a处于导通状态时，给充电电容c191充电，充电电容c191经过多次循环充电后，电压始终维持在一个稳定值，且电压的幅度与输入的脉冲信号的高电平的幅度相同，从而将脉冲信号的幅度解析为恒定电压值。在将脉冲信号的幅度信息解析为充电电容c191的恒定电压值后，恒压信号经过由第四运算放大器u46b构成的电压跟随器，增加该恒压信号的驱动能力后，发送恒流驱动模块200。
83.在信号解析模块100解析得到脉冲信号的频率信息和对应的恒压信号后，恒流驱动模块200根据脉冲信号的频率信息，控制泵浦激光器300的导通和关断，并根据恒压信号，对泵浦激光器300进行恒流驱动。具体地，外部输入的脉冲信号经过信号解析模块100之后，信号解析模块100的第一运算放大器u42a把解析出来的频率信息(脉冲信号)输入给发送给恒流驱动模块200的第一mos管q1，控制其导通与断开；同时，信号解析模块100将解析得到的恒压信号通过电阻r216和r218组成的分压单元后，输入给恒流驱动模块200的第五运算放大器u45a，此时只要主控模块400发送的ld_sd信号为高电平，则第四mos管q4导通，继而控制第三mos管u43导通，使电源vdc_+3.3v经过第三mos管u43后，经过泵浦激光器300、第二mos管q2、电阻r223和r224后形成回路，使泵浦激光器300供电后发光；同时，流经泵浦激光器300的电流经过电阻r223和r224后反馈给第五运算放大器u45a的2脚，与第五运算放大器u45a的3脚的恒压信号做比较，从而及时控制第二mos管q2的导通与关断，继而控制流过泵浦激光器300的电流，从而实现泵浦激光器300的恒流输出。当输入外部脉冲信号的低电平时，第一运算放大器u42a通过第三电阻r203输出低电平给到第一mos管q1，使第一mos管q1导通，vdc_+3.3v经过第一mos管q1后输入给第五运算放大器u45a的2脚，此时第五运算放大器u45a的3脚电压低于2脚电压，使第五运算放大器u45a输出低电平，控制第二mos管q2关断，此时泵浦激光器300停止工作；同理，当输入外部脉冲信号的高电平时，第一mos管q1关断，此时第五运算放大器u45a根据恒压信号与泵浦激光器300反馈的信号来控制第二mos管q2的导通和关断，实现对泵浦激光器300的恒流驱动。
84.进一步地，根据本发明实施例的泵浦激光器的控制方法，还包括以下步骤：
85.获取泵浦激光器300的工作电流；
86.根据所述工作电流，控制泵浦激光器300的工作状态。
87.具体地，主控模块400的微处理器u11的99脚(即ld_sd信号)与恒流驱动模块200的第四mos管q4的栅极通过第九电阻r239连接，用于控制第四mos管q4的导通与关断，进而控制泵浦激光器300的工作状态；微处理器u11的2脚(即current_adc信号)与恒流驱动模块200的第六运算放大器u45b的输出端通过第十二电阻r221连接；第六运算放大器u45b可对泵浦激光器300的工作电流进行采集和放大，并发送给微处理器u11，供微处理器u11实时监测泵浦激光器300的工作电流，从而能够通过99脚及时控制泵浦激光器300的工作状态。
88.根据本发明实施例的泵浦激光器的控制方法，能够控制泵浦激光器300的出光时
间，且能够控制泵浦激光器的工作电流，从而有效地降低掺饵光纤放大器的电能消耗，降低整机的发热量，在使用电池作为电力的移动设备端，能有效提升待机时间，提升整机的可靠性和使用寿命。
89.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“进一步实施例”、“一些具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
90.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种泵浦激光器的控制电路，其特征在于，包括：信号解析模块，用于对脉冲信号进行解析，获得所述脉冲信号的频率信息和幅度信息，并将所述脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；恒流驱动模块，分别与所述信号解析模块和泵浦激光器电连接，用于根据所述脉冲信号的频率信息控制所述泵浦激光器的导通和关断，以及根据所述恒压信号实现对所述泵浦激光器的恒流驱动；主控模块，与所述恒流驱动模块电连接，用于获取所述泵浦激光器的工作电流，并控制所述泵浦激光器的工作状态；电源模块，用于为所述信号解析模块、所述恒流驱动模块和所述主控模块提供工作电源。2.根据权利要求1所述的泵浦激光器的控制电路，其特征在于，所述信号解析模块包括：输入端口，用于输入所述脉冲信号；放大单元，所述放大单元的输入端与所述输入端口电连接，所述放大单元用于对所述脉冲信号进行放大，以及获得所述脉冲信号的频率信息，并将所述脉冲信号的频率信息发送给所述恒流驱动模块；模拟开关，所述模拟开关的受控端与所述放大单元的输出端电连接；第一电压跟随单元，所述第一电压跟随单元的第一输入端与所述输入端口电连接，所述第一电压跟随单元的输出端与所述模拟开关的输入端电连接；所述模拟开关的输出端还与所述第一电压跟随单元的第二输入端电连接；充电电容，所述充电电容的第一端与所述模拟开关的输出端电连接，所述充电电容的第二端接地；第二电压跟随单元，所述第二电压跟随单元的第一输入端分别与所述充电电容的第一端和所述模拟开关的输出端电连接，所述第二电压跟随单元的输出端与所述恒流驱动模块电连接，所述第二电压跟随单元的输出端还与所述第二电压跟随单元的第二输入端电连接。3.根据权利要求2所述的泵浦激光器的控制电路，其特征在于，所述放大单元包括：第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端通过第一电阻与所述输入端口电连接，所述第一运算放大器的反相输入端通过相互并联的第二电阻和第一电容接地，所述第一运算放大器的输出端通过第三电阻与所述恒流驱动模块电连接；第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端通过第二电容与所述第一运算放大器的输出端电连接，所述第二运算放大器的反相输入端通过第四电阻接地，所述第二运算放大器的输出端通过第五电阻与所述模拟开关的受控端电连接。4.根据权利要求2所述的泵浦激光器的控制电路，其特征在于，所述第一电压跟随单元包括：第三运算放大器，所述第三运算放大器的同相输入端通过第一电阻与所述输入端口电连接，所述第三运算放大器的输出端通过第六电阻与所述模拟开关的输入端电连接，所述第三运算放大器的反相输入端与所述模拟开关的输出端电连接。5.根据权利要求2所述的泵浦激光器的控制电路，其特征在于，所述第二电压跟随单元
包括：第四运算放大器，所述第四运算放大器的同相输入端分别与所述模拟开关的输出端和所述充电电容的第一端电连接，所述第四运算放大器的输出端与所述第四运算放大器的反相输入端电连接。6.根据权利要求1所述的泵浦激光器的控制电路，其特征在于，所述恒流驱动模块包括：第一mos管，所述第一mos管的栅极用于连接所述信号解析模块所发送的所述脉冲信号的频率信息，所述第一mos管的源极与所述电源模块电连接；第五运算放大器，所述第五运算放大器的反相输入端与所述第一mos管的漏极电连接，所述第五运算放大器的同相输入端通过分压单元连接所述恒压信号；第二mos管，所述第二mos管的源极通过第七电阻接地，所述第二mos管的栅极通过第八电阻与所述第五运算放大器的输出端电连接，所述第二mos管的漏极与所述泵浦激光器的阴极电连接；第三mos管，所述第三mos管的漏极与所述泵浦激光器的阳极电连接，所述第三mos管的源极与所述电源模块电连接；第四mos管，所述第四mos管的漏极与所述第三mos管的栅极电连接，所述第四mos管的源极接地，所述第四mos管的栅极通过第九电阻与所述主控模块电连接；第六运算放大器，所述第六运算放大器的同相输入端通过第十电阻与所述第二mos管的源极电连接，所述第六运算放大器的反相输入端通过第十一电阻与所述第六运算放大器的输出端电连接，所述第六运算放大器的输出端通过第十二电阻与所述主控模块电连接。7.根据权利要求1所述的泵浦激光器的控制电路，其特征在于，所述主控模块包括：微处理器，所述微处理器分别与所述恒流驱动模块和所述电源模块电连接；晶体振荡器，与所述微处理器电连接，用于为所述微处理器提供振荡信号。8.一种泵浦激光器的控制方法，基于如权利要求1-7任一项所述的泵浦激光器的控制电路，其特征在于，包括以下步骤：获取脉冲信号；对所述脉冲信号进行解析，获得所述脉冲信号的频率信息和幅度信息，并将所述脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；根据所述脉冲信号的频率信息，控制泵浦激光器的导通和关断；根据所述恒压信号，对所述泵浦激光器进行恒流驱动。9.根据权利要求8所述的泵浦激光器的控制方法，其特征在于，所述泵浦激光器的控制方法还包括以下步骤：获取所述泵浦激光器的工作电流；根据所述工作电流，控制所述泵浦激光器的工作状态。10.一种掺饵光纤放大器，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的泵浦激光器的控制电路。

技术总结
本发明公开了一种泵浦激光器的控制电路和方法、掺饵光纤放大器，涉及光纤放大器技术领域。泵浦激光器的控制电路包括信号解析模块、恒流驱动模块、主控模块和电源模块，信号解析模块用于对脉冲信号进行解析，获得脉冲信号的频率信息和幅度信息，并将脉冲信号的幅度信息转化为对应的恒压信号；恒流驱动模块用于根据脉冲信号的频率信息控制泵浦激光器的导通和关断，以及根据恒压信号实现对泵浦激光器的恒流驱动；主控模块与恒流驱动模块电连接；电源模块用于为信号解析模块、恒流驱动模块和主控模块提供工作电源。根据本发明的泵浦激光器的控制电路，能够控制泵浦激光器的出光时间，从而有效地降低掺饵光纤放大器的电能消耗。从而有效地降低掺饵光纤放大器的电能消耗。从而有效地降低掺饵光纤放大器的电能消耗。


技术研发人员：花多金 巨兴斌 盛一成 曹丁象 赵德平 徐迎彬 段誉 杨军 游伦凤 谢子豪 谢冠忠
受保护的技术使用者：珠海光恒科技有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/4