專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的方法和電路裝置。激光控制環(huán)路用于例如控制光掃描系統(tǒng)中激光的光功率，用于獨(dú)立于激光監(jiān)控信號(hào)極性和/或監(jiān)控二極管極性地記錄或再現(xiàn)信息。
通過(guò)將一部分發(fā)射光功率饋給所謂的監(jiān)控二極管來(lái)控制光源或激光的光功率是公知的。為此目的借助于光檢測(cè)器或所謂的監(jiān)控器來(lái)測(cè)量光功率或光強(qiáng)度，通常該監(jiān)控器由光電二極管或光電晶體管或光檢測(cè)器電路形成，與參考值相比較，根據(jù)比較的結(jié)果控制光功率。已經(jīng)知道許多光檢測(cè)器，它們的設(shè)計(jì)以及相對(duì)于它們提供的輸出信號(hào)例如產(chǎn)生的電壓極性或在它們的電流方向上是不同的。為了能夠獨(dú)立于監(jiān)控器二極管或光檢測(cè)器的極性在單元上替換激光或光源，為了能夠避免單元的損壞或?qū)τ趦r(jià)格和可利用性的市場(chǎng)變化靈活地反應(yīng)，需要一種方法和電路裝置來(lái)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性。通常，激光和監(jiān)控二極管形成的單元能夠由另一個(gè)替代。
為了確定耦合到激光器的監(jiān)控二極管的極性，已經(jīng)知道施加一個(gè)電壓到監(jiān)控二極管并且確定監(jiān)控二極管的極性是反向還是正向。為了控制光功率，需要提供包括比較器和連接的參考電壓源的電路，它以相應(yīng)于監(jiān)控二極管極性的方式在第二步驟直接地或經(jīng)過(guò)反相器饋送監(jiān)控二極管信號(hào)。光源或激光經(jīng)過(guò)激勵(lì)器連接在電路上。
已知根據(jù)EP0928971A1的方法和電路裝置用于自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控器二極管極性的電路裝置。公知的方法要求兩個(gè)階段，在第一階段通過(guò)測(cè)量檢測(cè)監(jiān)控器二極管極性，隨后激活激光控制。這導(dǎo)致在接通光源時(shí)不利的延遲并且需要在電路上較高的成本。
本發(fā)明的目的是創(chuàng)建具有自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的方法和電路裝置，它允許光源或激光沒(méi)有時(shí)間延遲地接通并且在具有較低成本的激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段期間允許自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性。
借助于獨(dú)立權(quán)利要求記載的特征可以達(dá)到該目的。在從屬權(quán)利要求中記載了有益地完善和改進(jìn)。
本發(fā)明的一個(gè)方面是減少不利的延遲和激光控制環(huán)路檢測(cè)監(jiān)控二極管極性的公知方法的成本。
為此目的采用的方法將在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段期間由監(jiān)控器產(chǎn)生的信號(hào)與參考值相比較，根據(jù)比較的結(jié)果，由監(jiān)控器產(chǎn)生的信號(hào)直接或反向饋給比較器用于在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段控制激光的光功率。激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段定義為從施加電源電壓到激光激勵(lì)器直到第一次達(dá)到要被控制的激光光功率時(shí)的值的周期。在激光控制環(huán)路啟動(dòng)階段期間執(zhí)行激光控制環(huán)路對(duì)監(jiān)控信號(hào)極性的自動(dòng)自適應(yīng)。為此目的，在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段期間產(chǎn)生的監(jiān)控信號(hào)在第二比較器中與第二參考值相比較，根據(jù)比較結(jié)果，監(jiān)控信號(hào)直接地或反向地饋給第一比較器，用于以獨(dú)立于監(jiān)控信號(hào)極性的方式控制激光的光功率。第二比較器產(chǎn)生一信號(hào)，它初始作為第二參考值選擇極性(通常以反向方式或直接方式)的函數(shù)以獨(dú)立于監(jiān)控信號(hào)極性的方式饋給第一比較器監(jiān)控信號(hào)。在監(jiān)控信號(hào)沒(méi)有達(dá)到第一個(gè)參考值的情況下，信號(hào)路徑仍然在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段內(nèi)轉(zhuǎn)換，并且監(jiān)控信號(hào)以反向方式饋送到第一比較器。根據(jù)第二參考值的極性，在啟動(dòng)階段的一開(kāi)始，直接或反向饋送監(jiān)控信號(hào)到起支配作用的第一比較器。通過(guò)與用于控制光功率的第一參考值相比較，較小的第二參考值用于第二比較器。
自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路包括第一比較器，該比較器以公知的方式將監(jiān)控信號(hào)與第一參考值相比較，以便控制光功率。監(jiān)控信號(hào)以與激光器產(chǎn)生的激光二極管電流或光功率成比例的方式在正的或負(fù)的方向上相應(yīng)地形成監(jiān)控信號(hào)的極性。具有第二比較器的本發(fā)明激光控制環(huán)電路確保在以固定的方向和/或極性達(dá)到第一參考值之前監(jiān)控信號(hào)仍然饋送到第一比較器。在激光電流的啟動(dòng)階段期間這個(gè)方向獨(dú)立于監(jiān)控信號(hào)的初始方向，并且隨后在達(dá)到第一參考值的方向上選擇。達(dá)到參考值意味著與參考值的距離隨著時(shí)間的推進(jìn)而降低。通過(guò)將監(jiān)控信號(hào)饋送到第二比較器可以達(dá)到這一點(diǎn)，該比較器將監(jiān)控信號(hào)與小于第一參考值的第二參考值相比較。第二比較器產(chǎn)生一信號(hào)，其確保監(jiān)控信號(hào)獨(dú)立于監(jiān)控信號(hào)極性以與第一參考值的實(shí)際極性一致的極性饋送到第一比較器。第一參考值的實(shí)際極性意味著用于與監(jiān)控信號(hào)比較的極性。這樣，第二比較器產(chǎn)生一信號(hào)以確保表示系統(tǒng)偏差的實(shí)際值的信號(hào)極性與在執(zhí)行比較的位置上命令變量或第一參考值的極性一致。監(jiān)控信號(hào)被反相以顛倒監(jiān)控信號(hào)的極性，第二比較器用于產(chǎn)生一信號(hào)，以這種方式，根據(jù)監(jiān)控信號(hào)的極性，監(jiān)控信號(hào)以它最初的極性或以反相的方式饋送到第一比較器。提供連接在監(jiān)控器的比較器以便在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段期間檢測(cè)監(jiān)控信號(hào)的極性。這個(gè)比較器的輸出連接到轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的控制輸入端，該開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)反相器或直接地將第一比較器連接到監(jiān)控器。第二比較器最好由連接到參考電流源的差分放大器或電流反射鏡形成，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)最好是電子開(kāi)關(guān)。因此，激光控制環(huán)路采用低成本創(chuàng)建，在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段期間它沒(méi)有時(shí)間延遲地自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)的極性。該方法和用于實(shí)現(xiàn)該方法的電路裝置可以基本應(yīng)用在具有自動(dòng)監(jiān)控信號(hào)檢測(cè)的所有光功率控制環(huán)路中。它的優(yōu)點(diǎn)特別在于用于控制光功率的電路不要求外部連接點(diǎn)來(lái)接通或旁路反相器，排除了錯(cuò)誤地對(duì)電路進(jìn)行連接或連接一不適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控器二極管。完全自動(dòng)化地排除了人為錯(cuò)誤引起的故障。該方法被表示為單階段方法，因?yàn)榧す饪刂骗h(huán)路的接通階段沒(méi)有用于檢測(cè)監(jiān)控信號(hào)極性的一先前的方法帶來(lái)的延遲。
借助于示范實(shí)施例，下面詳細(xì)地解釋本發(fā)明。在圖中

圖1示出自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的光功率控制環(huán)路的方框圖，圖2示出自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的電壓控制設(shè)計(jì)的方框圖，圖3示出對(duì)于正的監(jiān)控信號(hào)與激光控制有關(guān)的控制電壓在時(shí)間上變化的示意圖，圖4示出正的監(jiān)控信號(hào)在時(shí)間上變化的示意圖，圖5示出對(duì)于正的監(jiān)控信號(hào)第一比較器的輸入電壓在時(shí)間上變化的示意圖，圖6示出對(duì)于正的監(jiān)控信號(hào)第二比較器的輸出電壓在時(shí)間上變化的示意圖，圖7示出對(duì)于負(fù)的監(jiān)控信號(hào)具有自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制電路中輸出電壓在時(shí)間上變化的示意圖，圖8示出負(fù)的監(jiān)控信號(hào)在時(shí)間上變化的示意圖，圖9示出對(duì)于負(fù)的監(jiān)控信號(hào)第一比較器的輸入電壓在時(shí)間上變化的示意圖，圖10示出對(duì)于負(fù)的監(jiān)控信號(hào)第二比較器的輸出電壓在時(shí)間上變化的示意圖，圖11示出自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的電流控制設(shè)計(jì)的方框圖，圖12示出自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的電壓控制設(shè)計(jì)的方框圖，它一開(kāi)始控制直接饋送監(jiān)控信號(hào)，圖13示出對(duì)于負(fù)的監(jiān)控信號(hào)用于激光控制的控制電壓在時(shí)間上變化的示意圖，圖14示出正的監(jiān)控信號(hào)在時(shí)間上變化的示意圖，圖15示出對(duì)于正的監(jiān)控信號(hào)第一比較器的輸入電壓在時(shí)間上變化的示意圖，圖16示出對(duì)于正的監(jiān)控信號(hào)第二比較器的輸出電壓在時(shí)間上變化的示意圖，它一開(kāi)始控制直接饋送監(jiān)控信號(hào)，圖17示出對(duì)于負(fù)的監(jiān)控信號(hào)用于激光控制的控制電壓在時(shí)間上變化的示意圖，圖18示出負(fù)的監(jiān)控信號(hào)在時(shí)間上變化的示意圖，圖19示出對(duì)于負(fù)的監(jiān)控信號(hào)第一比較器的輸入電壓在時(shí)間上變化的示意圖，以及圖20示出對(duì)于負(fù)的監(jiān)控信號(hào)第二比較器輸出電壓在時(shí)間上變化的示意圖。它一開(kāi)始控制直接饋送監(jiān)控信號(hào)，圖1說(shuō)明自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的光功率控制環(huán)路的方框圖，它示出監(jiān)控器M，為了控制光源L的光功率或光強(qiáng)度饋給它至少這個(gè)光功率的一部分。監(jiān)控器M由光檢測(cè)器形成，根據(jù)光檢測(cè)器的類(lèi)型和連接，它產(chǎn)生正的或負(fù)的監(jiān)控信號(hào)，其絕對(duì)值相應(yīng)于光源L的光功率。圖1中用虛線(xiàn)方框示出的監(jiān)控器M是兩個(gè)光電二極管PD1、PD2，通過(guò)它們的陽(yáng)極或陰極的連接到機(jī)架(frame)指示監(jiān)控器M產(chǎn)生正的或負(fù)的監(jiān)控信號(hào)。由監(jiān)控器M提供的光檢測(cè)器信號(hào)PD饋送到電路IC的輸入端用于利用對(duì)監(jiān)控信號(hào)極性的自動(dòng)自適應(yīng)進(jìn)行光功率控制。在圖1的粗線(xiàn)確定的區(qū)域中給出電路IC的方框圖，它具有兩個(gè)比較器COMP1、COMP2、一個(gè)反相器INV以及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S，它們以這種方式連接使得在電路IC的輸入端連接的光檢測(cè)器信號(hào)PD饋送到反相器INV、第二比較器COMP2和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S的第一端子H。反相器INV的輸出連接到轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S的第二端子L。為了連接轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S的第一端子H或第二端子L到第一比較器COMP1的輸入端，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S由第二比較器COMP2的輸出控制。由第二比較器COMP2的轉(zhuǎn)換磁滯現(xiàn)象避免了來(lái)自轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S的跳動(dòng)干擾。第一比較器COMP1的輸出形成電路IC的輸出LD，在該輸出LD提供用于接通光源L的光功率的控制信號(hào)。如圖1說(shuō)明的，光源L由激勵(lì)器TR饋給，TR通常包括功率晶體管T、兩個(gè)電阻R1、R2以及電容C。功率晶體管T最好是pnp晶體管，經(jīng)過(guò)第一電阻R1它的基極形成輸入，它的集電極形成激勵(lì)器TR的輸出。激勵(lì)器的電源電壓VCC經(jīng)過(guò)電容C饋給功率晶體管T的基極，通過(guò)第二電阻R2饋給功率晶體管T的發(fā)射極。激勵(lì)器TR的電容C用于啟動(dòng)激光電流并且用于穩(wěn)定控制電路以克服高頻影響。圖1說(shuō)明的方框圖示出自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的光功率控制環(huán)路的基本設(shè)計(jì)，如圖2說(shuō)明的，它能夠設(shè)計(jì)為例如自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的電壓控制激光控制環(huán)路，或者如圖11說(shuō)明的，能夠設(shè)計(jì)為自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的電流控制激光控制環(huán)路。另外，圖12提供了自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的電壓控制激光控制環(huán)路的另一個(gè)實(shí)施例。借助于電路裝置實(shí)現(xiàn)的方法是一種單階段方法，在饋送光源L的電流啟動(dòng)階段期間由監(jiān)控器M產(chǎn)生的光檢測(cè)器信號(hào)PD與第二參考值REF2相比較，根據(jù)比較結(jié)果，在饋送給光源L的電流啟動(dòng)階段期間光檢測(cè)器信號(hào)PD直接地或以反相方式饋送到第一比較器COMP1，以便控制光源L的光功率。選擇參考值REF1和REF2，以這種方式使得第二參考值REF2的絕對(duì)值小于第一參考值REF1的絕對(duì)值。下面借助于圖2示出的自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的電壓控制設(shè)計(jì)的方框圖，以及借助于圖3到圖10示出的示意圖，更詳細(xì)地解釋本方法。根據(jù)圖2示出的設(shè)計(jì)由具有電壓輸入的差分放大器形成比較器COMP1、COMP2。如下面示出的，可能不用改變電路IC或監(jiān)控二極管極性的優(yōu)先確定，電路IC輸入端連接到監(jiān)控器二極管，它是將陽(yáng)極連接到機(jī)架的光電二極管PD1或者是將陰極連接到機(jī)架的光電二極管PD2。電路IC是獨(dú)立于監(jiān)控器二極管極性的，因?yàn)樵诩す怆娏鞯膯?dòng)階段通過(guò)電路IC自動(dòng)地檢測(cè)這一點(diǎn)。如圖2說(shuō)明的，通過(guò)陰極連接到機(jī)架的激光二極管LD1，或者通過(guò)陽(yáng)極連接到機(jī)架的激光二極管LD2可以用作激光器。在通過(guò)陽(yáng)極連接到機(jī)架的激光二極管LD2的情況下，激光二極管LD2經(jīng)過(guò)電流反射鏡SP連接到功率晶體管T的集電極，該集電極形成激勵(lì)器電路的輸出。激光器電源電壓LV隨后提供饋給電流反射鏡SP。因?yàn)榧?lì)器電路的電容C在接通激光器控制的時(shí)刻完全放電，在該時(shí)刻電源電壓VCC施加于激勵(lì)器，pnp功率晶體管T被阻塞。在pnp功率晶體管T的基極控制電壓VB相應(yīng)于這一時(shí)刻的電源電壓VCC。這樣，在啟動(dòng)階段的一開(kāi)始，它是圖3和圖4以及圖7和圖8示意圖中給出的啟動(dòng)時(shí)刻t1，在激光器二極管LD1或LD2沒(méi)有電壓，由功率晶體管T形成的激勵(lì)器電路驅(qū)動(dòng)電流到電路IC的輸出LD，該輸出最好是第一比較器COMP1的推挽輸出。電容C用電流充電，當(dāng)充電電壓近似達(dá)到0.5伏時(shí)功率晶體管T被接通或?qū)?。因此，激光二極管LD1或LD2被饋送電流并且激光器發(fā)射光。激光二極管LD1或LD2產(chǎn)生的光由光電二極管PD1或PD2中的一個(gè)檢測(cè)，并且產(chǎn)生光檢測(cè)器信號(hào)PD。在這個(gè)階段由監(jiān)控器二極管或光電二極管PD1、PD2產(chǎn)生的電壓相對(duì)較低，監(jiān)控器二極管的極性可以相應(yīng)是正的或負(fù)的。因?yàn)樵诘诙容^器COMP2的參考輸入端提供正的參考電壓VREF2，在這個(gè)設(shè)計(jì)中，第二比較器COMP2的輸出一開(kāi)始一般設(shè)置為低。獨(dú)立于監(jiān)控信號(hào)極性控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S到一位置，在該位置光檢測(cè)器信號(hào)PD經(jīng)過(guò)反相器INV饋送到第一比較器COMP1。不考慮監(jiān)控二極管的極性，因此一開(kāi)始光檢測(cè)器信號(hào)PD經(jīng)過(guò)反相器INV到達(dá)第一比較器COMP1的信號(hào)路徑在啟動(dòng)階段總是被激活。這個(gè)時(shí)刻相應(yīng)于在圖4到圖6以及圖8到圖10給出的時(shí)刻t2。圖4和圖8中給出的光檢測(cè)器信號(hào)PD作為光檢測(cè)器電壓VPD相應(yīng)地形成監(jiān)控器二極管的極性，并且在時(shí)刻t3達(dá)到第二參考值REF2的絕對(duì)值，在這個(gè)示范實(shí)施例中，第二參考值REF2由在第二比較器COMP2的正極性的第二參考電壓VREF2形成。如果在電路IC連接的監(jiān)控器二極管具有如圖8說(shuō)明的極性，由監(jiān)控二極管產(chǎn)生負(fù)的光檢測(cè)器電壓VPD作為光檢測(cè)器信號(hào)PD，經(jīng)過(guò)反相器INV在電路IC中的信號(hào)路徑已經(jīng)被正確地選擇。負(fù)的光檢測(cè)器電壓VPD由反相器INV轉(zhuǎn)換為正的電壓VCOMP，正的電壓VCOMP與第一比較器COMP1的第一參考電壓VREF1相比較。第一比較器COMP1的第一參考電壓VREF1構(gòu)成在激光控制環(huán)路設(shè)置的光功率所需的值。在圖2示出的設(shè)計(jì)情況下，參考電壓VREF1借助于電流源IG產(chǎn)生，該電流源工作在電阻R3上并且可以由微處理器(未示出)設(shè)置。當(dāng)這種監(jiān)控器二極管如圖10說(shuō)明的連接到第二比較器COMP2的輸出端時(shí)，比較器COMP2傳送相應(yīng)于低信號(hào)的輸出電壓VCOUT，因?yàn)槿鐖D8所示，在這種情況下負(fù)的光檢測(cè)器電壓VPD總是低于第二比較器COMP2的第二參考電壓VREF2。當(dāng)通過(guò)反相器INV由負(fù)的光檢測(cè)器電壓VPD形成的正電壓VCOMP達(dá)到施加于第一比較器COMP1的第一參考電壓VREF1時(shí)啟動(dòng)階段結(jié)束。這相應(yīng)于圖7到圖10給出的時(shí)刻t4。在啟動(dòng)階段之后設(shè)置的光功率控制隨后以一種公知的方式完成，并且不再被自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的方法和電路裝置影響，因?yàn)檗D(zhuǎn)換的信號(hào)路徑被保持直到重新接通激光控制環(huán)路為止。圖7說(shuō)明控制電壓VB，它基于pnp功率晶體管，在激光電流的啟動(dòng)階段降低，在啟動(dòng)階段結(jié)束的時(shí)刻t4是控制激光器的電壓。因此，圖7到圖10說(shuō)明的示意圖解釋了連接在電路IC的監(jiān)控器二極管提供負(fù)的光檢測(cè)器電壓VPD的情況下，電壓在時(shí)間上的變化。如圖2指示的，通常與光電二極管PD1或PD2并行地提供電阻R4，用于校準(zhǔn)光檢測(cè)器的靈敏度。電路裝置反應(yīng)下面，如果與上述情況不同，如圖4說(shuō)明的在電路IC連接的監(jiān)控器二極管提供正的光檢測(cè)器電壓VPD。如上面已經(jīng)提到的，電路裝置確保在啟動(dòng)階段時(shí)刻t2監(jiān)控二極管提供的光檢測(cè)器信號(hào)PD獨(dú)立于它在這個(gè)時(shí)刻t2的極性經(jīng)過(guò)反相器INV饋送到第一比較器COMP1。電容C的充電使得越來(lái)越多的電流流過(guò)激光器二極管LD1或LD2，這樣，增加了發(fā)射的光功率。在這個(gè)時(shí)刻t3，正的監(jiān)控器或光檢測(cè)器電壓VPD達(dá)到第二比較器COMP2的第二門(mén)限值電壓VREF2。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，第二比較器COMP2轉(zhuǎn)換它的輸出端到高H。在圖6中說(shuō)明對(duì)于正的監(jiān)控器二極管電壓第二比較器COMP2的相應(yīng)的輸出電壓VCOUT。第二比較器COMP2的輸出電壓VCOUT以這種方式設(shè)置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S，使得光檢測(cè)器信號(hào)PD直接饋送到第一比較器COMP1。如圖5說(shuō)明的，這導(dǎo)致在第一比較器COMP1的輸入端電壓VCOMP的極性改變，并且確保正確的激光控制。因?yàn)樵陔娐稩C用適當(dāng)極性實(shí)際連接到第一比較器COMP1的監(jiān)控器二極管首先經(jīng)過(guò)反相器INV連接，并且因此對(duì)于第一比較器COMP1具有錯(cuò)誤的極性，創(chuàng)建用于激光控制的電路IC，它普遍地獨(dú)立于監(jiān)控器二極管的極性使用。因?yàn)樵诮油す饪刂骗h(huán)路中，通過(guò)先前的極性檢測(cè)，對(duì)于電路IC的連接不需要另外的連接，并且也沒(méi)有延遲。激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段期間實(shí)現(xiàn)的極性檢測(cè)與啟動(dòng)階段并行。為了在激光控制啟動(dòng)之前確保電路IC的信號(hào)路徑根據(jù)監(jiān)控器二極管極性轉(zhuǎn)換，需要使用低于第一參考電壓VREF1的第二參考電壓VREF2。激光控制環(huán)路啟動(dòng)階段的持續(xù)時(shí)間由電路IC的輸出LD的控制電流以及由電容C形成的時(shí)間常數(shù)確定。通常，它只有幾毫秒，而電路IC的轉(zhuǎn)換操作只需要幾微秒。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S最好設(shè)計(jì)為電子開(kāi)關(guān)，并且電子模塊實(shí)現(xiàn)的操作也可以由軟件執(zhí)行。另外，圖11還給出本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，它具有自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的電流控制設(shè)計(jì)。根據(jù)這種設(shè)計(jì)，用于自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制電路IC根據(jù)使用的監(jiān)控器二極管或光檢測(cè)器電路的極性提供具有不同方向和/或極性的電流。向電路IC饋送電流作為光檢測(cè)器信號(hào)PD或者從電路IC中得到相應(yīng)于檢測(cè)的光功率的電流。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，借助于圖11給出的電路裝置形成獨(dú)立于監(jiān)控器二極管信號(hào)極性的激光控制環(huán)路。為此目的，光檢測(cè)器信號(hào)PD饋送到電路IC中提供的電流反射鏡SP1、SP2、SP3，兩個(gè)電流反射鏡SP1、SP2以相反方向經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S連接到第一參考電流源IREF1。第三電流反射鏡SP3連接到第二參考電流源IREF2。以類(lèi)似于上述設(shè)計(jì)的方式，控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S的第二比較器COMP2借助于一放大器形成，它用第二參考電流源IREF2連接在第三電流反射鏡SP3的連接點(diǎn)。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，借助于電流反射鏡SP1的方向?qū)崿F(xiàn)結(jié)合電壓控制設(shè)計(jì)的稱(chēng)為反相器INV的功能。因此，電流反射鏡SP1同時(shí)取代反相光檢測(cè)器信號(hào)PD的功能。以類(lèi)似于上述設(shè)計(jì)的方式，如圖5和圖9說(shuō)明的，第二比較器COMP2確保在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段，反相的光檢測(cè)器信號(hào)PD總是獨(dú)立于光檢測(cè)器信號(hào)PD的電流方向一開(kāi)始或者在上述的周期t2到t3饋送到第一比較器COMP1。只有在光檢測(cè)器信號(hào)PD超過(guò)第二參考電流值IREF2的情況下，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S的轉(zhuǎn)換，光檢測(cè)器信號(hào)PD直接饋送到第一比較器COMP1。根據(jù)圖11，第一比較器COMP1由連接到第一參考電流源IREF1的放大器和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S形成，它的輸出是電路IC的輸出LD。信號(hào)在時(shí)間上的變化與圖3到圖10說(shuō)明的示意圖相同。
然而借助于上述示范實(shí)施例，監(jiān)控信號(hào)在啟動(dòng)階段一開(kāi)始總是以反向方式饋送到第一比較器COMP1，圖12給出一電路裝置，其中一開(kāi)始總是直接饋送監(jiān)控信號(hào)。通過(guò)在第二比較器COMP2提供負(fù)極性的參考電壓-VREF2可以達(dá)到這一點(diǎn)。對(duì)于所有其他構(gòu)成圖12與圖2是相同的。相應(yīng)的信號(hào)變化在圖13到圖20中說(shuō)明。使用負(fù)的第二參考電壓-VREF2的結(jié)果是在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段第一比較器COMP1被饋送一個(gè)與監(jiān)控信號(hào)極性一致的監(jiān)控信號(hào)。如果監(jiān)控信號(hào)具有如圖19示出的導(dǎo)致信號(hào)上升的極性，在啟動(dòng)階段沒(méi)有調(diào)整達(dá)到第一參考電壓VREF1，這通過(guò)第二比較器COMP2檢測(cè)并且反相器INV插入在到第一比較器COMP1的信號(hào)路徑中。通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)，創(chuàng)建了獨(dú)立于監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路并且在啟動(dòng)階段沒(méi)有延遲。
這里描述的實(shí)施例僅僅是作為例子，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的本發(fā)明其他實(shí)施例也屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的方法，它包括通過(guò)將監(jiān)控信號(hào)與第一參考值(REF1)相比較來(lái)控制激光器的光功率的第一比較器(COMP1)，其特征在于對(duì)于監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的自動(dòng)自適應(yīng)在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段實(shí)現(xiàn)。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在激光控制環(huán)路啟動(dòng)階段產(chǎn)生的監(jiān)控信號(hào)在第二比較器(COMP2)中與第二參考值(REF2)相比較，監(jiān)控信號(hào)根據(jù)比較結(jié)果直接地或反向地饋送到第一比較器(COMP1)用于以獨(dú)立于監(jiān)控信號(hào)極性的方式控制激光器的光功率。
3．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具有正的參考值(REF2)的第二比較器(COMP2)產(chǎn)生一信號(hào)，它一開(kāi)始總是以獨(dú)立于監(jiān)控信號(hào)極性的方式將反向的監(jiān)控信號(hào)饋送給第一比較器(COMP1)，然后在監(jiān)控信號(hào)達(dá)到第一參考值(REF1)的情況下以非反向方式饋送它。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于比第一參考值(REF1)小的第二參考值(REF2)用于激光控制環(huán)路對(duì)監(jiān)控信號(hào)極性自動(dòng)自適應(yīng)。
5．一種用于自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的電路裝置，它包括將監(jiān)控信號(hào)與第一參考值(REF1)相比較的第一比較器(COMP1)用于控制激光器的光功率，其特征在于提供在激光控制環(huán)路啟動(dòng)階段期間用于檢測(cè)監(jiān)控信號(hào)極性的第二比較器(COMP2)，它連接到提供監(jiān)控信號(hào)的監(jiān)控器(M)。
6．如權(quán)利要求5所述的電路裝置，其特征在于第二比較器(COMP2)連接到轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(S)的控制輸入端。在該開(kāi)關(guān)第一比較器(COMP1)連接到監(jiān)控器(M)或經(jīng)過(guò)反相器(INV)連接到監(jiān)控器(M)。
7．如權(quán)利要求5所述的電路裝置，其特征在于在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段，一開(kāi)始第一比較器(COMP1)總是經(jīng)過(guò)反相器(INV)連接到監(jiān)控器(M)或者以相應(yīng)于應(yīng)用在第二比較器(COMP2)的參考信號(hào)(VREF2,-VREF2)極性的方式直接連接到監(jiān)控器(M)。
8．如權(quán)利要求5所述的電路裝置，其特征在于第二比較器(COMP2)是一個(gè)差分放大器。
9．如權(quán)利要求5所述的電路裝置，其特征在于第二比較器(COMP2)是一個(gè)連接到第二參考電流源(IREF2)的電流反射鏡(SP3)。
10．如權(quán)利要求6所述的電路裝置，其特征在于轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(S)是一個(gè)電子開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及自動(dòng)自適應(yīng)監(jiān)控信號(hào)極性的激光控制環(huán)路的方法和電路裝置。使用單階段方法,在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段期間把監(jiān)控器產(chǎn)生的信號(hào)與參考值相比較,根據(jù)比較結(jié)果,由監(jiān)控器產(chǎn)生的信號(hào)直接或反向饋送到比較器,在激光控制環(huán)路的啟動(dòng)階段期間控制激光器的光功率。總是以獨(dú)立于監(jiān)控信號(hào)極性但取決于參考值極性的方式,產(chǎn)生一信號(hào),開(kāi)始時(shí)向用于控制光功率的比較器饋送反向的監(jiān)控信號(hào),或者直接饋送監(jiān)控信號(hào),及在監(jiān)控信號(hào)達(dá)到參考值的情況下以非反向方式饋送它。
文檔編號(hào)G11B7/125GK1301073SQ0013599
公開(kāi)日2001年6月27日 申請(qǐng)日期2000年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月20日
發(fā)明者斯蒂芬·萊爾, 魯?shù)细瘛げ紓惡Ｄ?申請(qǐng)人:德國(guó)湯姆遜-布朗特公司