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新型PZT驱动电源模块的设计与实验研究

作　者: 李良
导　师: 田小建
学　校: 吉林大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 锁模光纤激光器逆压电效应压电陶瓷(PZT) 驱动电源
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 514次
引　用: 3次
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内容摘要

主动锁模光纤激光器是目前光时分复用系统中应用最为广泛的超短光脉冲源。为了补偿外界环境引起的腔长变化,在主动锁模光纤激光器系统中引入PZT进行反馈控制。任何PZT的使用都离不开相应的驱动电路,PZT能否正常、有效的工作,取决于它的驱动电路的性能,特别是动态性能。本文的主要工作是结合国家自然科学基金(No.60372061)项目“超高速主动锁模光纤激光器真自启动及稳定性研究”和吉林省科学发展计划项目((2004)科技字(1271)号)“超高速主动锁模光纤激光器模式控制及稳定性研究”进行的,完成了具有良好动态响应特性的PZT驱动电路的制作。实验结果表明,对于包括噪声信号在内的20多种不同的输入信号,此驱动电路都可以实时、线性、几乎无失真地将输入信号放大到驱动PZT所需的电压。论文还针对驱动电路设计过程中的电磁兼容和PCB板的制作问题进行了讨论,并给出合理的解决方案。最后对当前存在的问题和未来的发展方向进行了探讨。

全文目录

提要  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 课题的来源  7-11
    1.1.1 光纤通信技术的发展和超短光脉冲产生技术  7-9
    1.1.2 主动锁模光纤激光器的稳定工作  9-11
  1.2 国内外的研究现状  11-13
    1.2.1 HPV 系列压电陶瓷驱动电源  12-13
    1.2.2 E-612.C0 高速压电陶瓷驱动电源  13
  1.3 本论文研究的主要内容  13-15
第二章压电陶瓷的特性与驱动技术  15-25
  2.1 压电陶瓷驱动器理论基础  15-18
    2.1.1 压电陶瓷概述  15-16
    2.1.2 压电/电致伸缩效应  16-17
    2.1.3 压电陶瓷驱动器的典型结构形式与输出特性  17-18
  2.2 压电陶瓷的驱动技术  18-25
    2.2.1 压电陶瓷驱动电源的要求  18
    2.2.2 压电陶瓷的驱动技术  18-25
第三章驱动电源的设计  25-40
  3.1 驱动电源的总体设计  25-28
    3.1.1 电源的可靠性设计原则  25-26
    3.1.2 电源设计的经济性原则  26
    3.1.3 容性负载分析  26-28
  3.2 电压放大电路  28-30
  3.3 功率放大级  30-33
    3.3.1 功率放大电路  30-31
    3.3.2 MOS 管的选择  31-33
  3.4 放电回路  33-35
  3.5 DC-DC 高压模块  35-40
    3.5.1 计算PZT 驱动电路的等效输入电阻R  35
    3.5.2 改变频率f，分析f 与R 之间的关系  35-36
    3.5.3 对电路消耗的功率P 的研究  36-38
    3.5.4 DC-DC 高压电源模块介绍  38-40
第四章驱动电源模块的设计和实验结果  40-55
  4.1 PZT 驱动电路的实验研究  40-48
    4.1.1 电压放大倍数  40-41
    4.1.2 实时、线性放大不规则输入信号  41-42
    4.1.3 频率响应范围的测量  42-43
    4.1.4 上升时间和下降时间  43-46
    4.1.5 PZT 驱动电路消耗功率与输入信号频率的关系  46-48
  4.2 电磁兼容与PCB 板的制作  48-52
    4.2.1 PCB 设计的一般原则  48-50
    4.2.2 PCB 及电路抗干扰措施  50-52
  4.3 热输运与工艺设计  52-55
    4.3.1 热输运问题  52-54
    4.3.2 散热器的安装  54
    4.3.3 热阻的计算  54-55
第五章综述与展望  55-56
  5.1 应用与结论  55
  5.2 进一步的研究  55-56
参考文献  56-58
摘要  58-60
ABSTRACT  60-63
致谢  63

新型PZT驱动电源模块的设计与实验研究

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