بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به بررسی نحوه راه اندازی لیزرهای پالسی سری PGEW پرداخته شده است که در صنعت از کاربرد زیادی برخوردارند و امکان تولید توان بالایی تا حدود 45 وات را شامل میشوند. در این مقاله از پاور ماسفت توانایی ایجاد پالس لحظه ای 98 آمپری استفاده شده است. درایور ساخته شده از یک محدود کننده فرکانس پالس ورودی استفاده می کند و کاربر قادر خواهد بود تا فرکانس 200 هرتز پالس با دامنه استاندارد TTL به ورودی ماژول اعمال نماید.این محافظ فرکانس به سبب محدودیت لیزر, به علت دیوتی سایکل پایین آن در نظر گرفته شده تا از آسیب دیدن لیزر جلوگیری کند.
.1 مقدمه
لیزر در دنیای مدرن امروز جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. از ادوات نظامی گرفته تا صنعت,از محیط کار گرفته تا خانه,اثار لیزر همه جا به چشم می خورد. در این نوشته سعی شده است خواننده در جریان ساخت یک درایور برای لیزر پالسی - دیودی - قرار بگیرد.
بخش اصلی مربوط به مدار درایور می شود. مدار را از ورودی به خروجی به صورت مجزا بررسی می کنیم نتایج را به تدریج ارائه می کنیم. منبع تغذیه و انواع ولتاژ ها را که در مدار بکار رفته است معرفی می کنیم. سپس در مورد حلقه بای پی منبع که عامل کلیدی در ساختار پروژه است را تحلیل و بررسی می کنیم و به آرایش خازن ها و انواع آن می پردازیم.
این نوع درایور برای راه اندازی لیزر های نیمه رسانای پالسی بکار می رود. لیزر های نیمه رسانا دارای ویژگی های خواص از جمله قیمت ارزان, توان خروجی مناسب, وزن سبک, راندمان بالا و حجم پایین می باشد.[1] این نوع لیزر برای سیستم های پرتابل کاملا مناسب است و به سبب ویژگی هایش کاربرد آن به طور روز افزون در حال افزایش است. مسافت و سرعت سنج از موارد اصلی استفاده از این نوع لیزر ها محسوب می شود.
.2 خصوصیات لیزر درایور
این درایور برای لیزرهای نیمه رسانای پالسی - به خصوص سری - PGEW طراحی و بهینه شده و به علت انعطاف منبع تغذیه, با رنج وسیعی از این نوع لیزر سازگار می باشد.
برای تغذیه ورودی این درایور از ولتاژی 17 تا 22 ولت استفاده می شود,و با استفاده از پتانسیو متر تعبیه شده در برد درایور ,قادر خواهیم بود لیزر هایی از 2 تا 13 ولت را راه اندازی کنیم.
این درایور از یک محدود کننده فرکانس پالس ورودی استفاده می کند و کاربر قادر خواهد بود تا فرکانس 200 هرتز پالس با دامنه استاندارد TTL به ورودی ماژول اعمال نماید.این محافظ فرکانس به سبب محدودیت لیزر, به علت دیوتی سایکل پایین آن در نظر گرفته شده تا از آسیب دیدن لیزر جلوگیری کند.
عرض پالس خروجی درایور کمتر از 30 نانو ثانیه بوده و زمان صعود 1و نزول 2آن کمتر از 6 نانو ثانیه می باشد.
درایور سیگنال های کنترلی برای وسیله خنک کننده را نیز تولید می کند.این دما حدود 29 درجه سانتی گراد است و در صورت تمایل با اتصال به یک میکرو کنترلر , قابل تغییر خواهد بود. در اینجا به برسی تفکیکی اجزای درایور مورد بحث می پردازیم.
.3 مدار محدود کننده فرکانس پالس ورودی
این بخش از درایور از یک IC 555 تشکیل شده است.به ازای یک پالس ورودی با منطق صفر خروجی آن که به قسمت بعدی متصل است به مدت حدود 5.2 mS در منطق یک باقی خواهد ماند.بدین ترتیب اگر پالس جدید قبل از این مدت به ورودی اعمال شود,در خروجی هیچ تغییر وضعیتی رخ نخواهد داد.
شکل 1 مدار محدود کننده
.4 مولد پالس باریک
برای ساخت مدار مولد پالس باریک از آی سی 74HC123 استفاده شده است.این ای سی توانایی تولید پالس به باریکی 25 نانو ثانیه را دارد. البته برای تولید پالس های پهن با این آی سی آرایشی متفاوت با آرایش استفاده شده در این پروژه - درایور - باید بکار برده شود.[
شکل IC 74HC123 2
این آی سی از دو مولد پالس تشکیل شده و هر قسمت به طور مجزا و با تنظیمات خارجی قادر به تولید پالس با پهنای دلخواه می باشد.
برای تنظیم پالس دلخواه از یک مقاومت و خازن خارجی استفاده می شود.
شکل 3 بخش RC
مقادیر از رابطه زیر بدست می آیند.
K این مقدار برای برای ولتاژ تغذیه 5 ولتی 0,55 و برای ولتاژ تغذیه 2 ولتی 0,45، CEXT خازن خارجی به PF ، REXT مقاومت خارجی به K و Tw پهنای پالس به nS می باشد.
پس از تعیین مقاومت و خازن مطابق شکل زیر این عناصر به مدار بسته می شود.
شکل 4 اتصال R و C خارجی پین های B, A و CLR برای تولید شکل موج های مختلف بکار می رود.
برای تعیین موج داخواه خروجی می توان از جدول زیر هم استفاده کرد.
جدول 1 نمودار تعیین روابط پایه های کنترلی با شکل موج خروجی در این پروژه از حالت پنجم استفاده شده.
در این ترکیب انتخاب شده, پایه های A و B مقدار منطقی ثابتی دارند و بوسیله پایه CLR - در بعضی دیتا شیت ها - R می توان تولید پالس را کنترل کرد. برای این منظور به یک لبه بالا رونده نیاز است تا یک پالس که عرض آن توسط مقاومت و خازن از خارج آی سی تنظیم شده, تولید شود
