§1. Технічне завдання
Спроектувати систему управління модулятором добротності лазера з імпульсною модуляцією добротності.
Параметри вихідних імпульсів:
- час затримки імпульсу запуску, мкс299- час роботи, мкс117.6- тривалість імпульсу управління, мкс2.1- тривалість переднього фронту імпульсу управління, мкс0.2- тривалість заднього фронту імпульсу управління, мкс0.1- частота проходження імпульсів управління, кГц119- амплітуда імпульсів на навантаженні, В23- опір навантаження, кОм10- ємність навантаження, пФ50
§2. Вибір і обгрунтування блок-схеми системи управління
Лазер з імпульсною модуляцією добротності складається з системи управління модулятором (СУМ):
· генератора строба затримки першого імпульсу;
· генератора строба роботи імпульсного модулятора при використанні режиму регуляризації пічковой структури випромінювання;
· генератора імпульсів управління (модулятор);
· узгоджувального каскаду (підсилювач, обострітель);
· підсилювача потужності;
· власне лазера.
Імпульсний режим роботи лазера (по накачуванні) визначає і особливості управління електрооптичнихвластивостям або ж іншим типом модулятора добротності. Достатній рівень посилення активного середовища досягається через деякий, цілком певний час. Тому необхідно затримати перший імпульс модуляції добротності на час затримки запуску першого імпульсу модуляції добротності, що здійснює генератор строба затримки. Він може бути побудований за схемою чекає мультивібратора. За цією ж схемою може бути побудований і генератор строба роботи.
А. Імпульс запуску накачування
Б. Строб затримки першого імпульсу модуляції добротності
В. Строб роботи в режимі «пачки» імпульсів
Г. Імпульси модуляції
Тимчасові діаграми роботи лазера в режимі пачки імпульсів
§3. Розрахунок першого чекає мультивібратора з емітерний зв'язком (стрибає затримки)
Рис. 3.1.
Мультивибратор з емітерний зв'язком в даній схемі (Мал. 3.1.) застосовується як чекає генератор імпульсів прямокутної форми з заданою тривалістю.
У даній схемі запуск проводиться від генератора прямокутних імпульсів Vpulse імпульсом амплітудою 2 [В] і тривалістю 0.5 [мкс].
У вихідному стані транзистор VT1 закритий, а транзистор VT2 відкритий і знаходиться в режимі насичення, що досягається вибором опорів R1, R2, Re. Конденсатор С заряджений до максимального значення. При надходженні імпульсу, що запускає відбувається перекидання схеми, в результаті чого VT2 закривається, а VT1 переходить в режим насичення. У новому нестійкому стані відбувається розряд конденсатора частиною коллктроного струму транзистора VT1, що протікає через опір R, джерело напруги VEK, і опір Re. При розрядці конденсатора відбувається зниження потенціалу бази транзистора VT2 за експоненціальним законом, після чого відбувається повернення схеми в початковий стан.
Вихідні дані для розрахунку схеми чекає мультивібратора
Амплітуда вихідного імпульсу, В23Мінімальная тривалість вихідного імпульсу, мкс117.6Максімальная тривалість вихідного імпульсу, мкс117.6Допустімая нестабільність тривалості імпульсів в діапазоні температур, - 30 ... + 30Длітельность переднього і заднього фронтів вихідного імпульсу, мкс
Визначаємо параметри схеми.
1. Коллекторное напруга визначається з умови, що
.
Вибираємо.
2. Виберемо транзистор КТ31Д.
Характеристики транзистора КТ315А Допустимий струм колектора Максимальний струм колектора Опір емітера Опір бази 30120900,1250 * 10-61010
3.Велічіна опору визначається з наступних умов
;
.
Виберемо.
При цьому для забезпечення амплітуди вихідного імпульсу колекторний струм дорівнює:
.
.Велічіну опору розраховуємо так:
.
.Сопротівленіе одно:
.
.Времязадающее опір для коефіцієнта глибини насичення розраховується, виходячи з умови насичення другого транзистора в початковому стані:
.
.Времязадающую ємність визначаємо:
.
.Сопротівленія дільників і визначаються з умови запирання першого транзистора в початковому стані:
.
.
