Лазерное устройства прослушивания – ЧАСТЬ 3

October 30, 2011 by admin Комментировать »

Лазерный диод похож на обычный светодиод в том смысле, что оба состоят из полупроводникового р-n перехода, как показано на рис. 13.2, в секции Е.

Электрический потенциал вызывает ток дырок и электронов, которые в результате рекомбинации излучают свет. Светодиод дает самопроизвольный свет, но лазерный свет возникает только в результате вынужденной эмиссии. Лазерный диод также содержит два зеркала, которые образуют так называемый резонатор Фабри-Перо, это делает лазерный свет направленным, что является важным свойством лазера. В секции Ж отображена наклонная характеристика диода, показывающая чувствительность прибора.

Несмотря на внешнюю физическую прочность, он очень чувствителен к изменениям температуры, переходным электрическим процессам и параметрам рабочего тока.

Ошибки в этом отношении он не прощает, поэтому электрическая схема и конструкция должны учитывать указанное обстоятельство. На характеристике виден крутой подъем, где работает лазер, видно узкое «окно» входного тока на горизонтальной оси. Следовательно, запускающая схема должна работать в этих пределах, или в результате вы получите один из самых дорогих в мире светоди- одов средней мощности.

В некоторых случаях для увеличения энергии выходного луча лазера можно охладить лазерный диод. Здесь необходима осторожность по двум причинам: вы можете повредить встроенную оптику диода или превысить уровень классификации лазера.

Лазер в данной схеме использует диод, который может обеспечивать до 10 мВт оптической энергии при длине волны 880 нм. Выходной уровень должен быть ниже 5 мВт для соответствия требованиям безопасности при практическом применении настоящего устройства.

Принципиальной схема лазерного передатчика

Схема ручного лазера показана на рис. 13.3. Лазерный диод LD1 в действительности представляет собой сборку, которая содержит секцию лазерного излучения LD и фотодиод PD. Фотодиод позволяет схеме контролировать выходной сигнал лазерного диода и обеспечивает обратную связь, необходимую для контроля тока и защиты диода от слишком большого запускающего тока.

Рис. 13.3. Принципиальная схема лазерного передатчика

Примечание:

1.                Можно до определенной степени контролировать выходную мощность лазера с помощью физического надавливания на пробники, установленные вместо переключателя S1.

2.                Не ставьте R6 в предельное положение, поскольку резкое возрастание сопротивления может поц^чип лазерный диод.

3.                Питание на модуль на рисунке подается от блока напряжением 6 В из 4 батарей АА. Вы можете использовать любой источник напряжения 6 В, если он может обеспечитьток 150 мА без падения напряжения. Буд ьте осторожны при замене старых, израсходованных батарей на новые, поскольку питание может оказаться слишком большим.

4.                Генератор тестового сигнала и модулятор голоса подключаются к указанным точкам на R5, R6. Для питания этих внешних цепей рекомендуется отдельная батарея 9 В. Соединительные провода для этих цепей представляют собой скрученную пару и проход ят через заднюю крышку САР 1.

Лазерный диод последовательно соединен с ограничивающими через него ток резисторами R3, R4 и коллектором транзистора Q2. Ток через Q2 контролируется транзистором Q1.

Стабилитрон Z1 поддерживает напряжение на Q1, а резистор R2 ограничивает ток через стабилитрон. Коллекторный ток Q1 и базовый ток Q2 регулируются током базы Q1, параметры по постоянному току которой задают резистор R5 и переменное сопротивление R6. Ток через фотодиод PD формирует напряжение на этих резисторах, пропорциональное выходной оптической энергии, и образует обратную связь, необходимую для стабилизации выходного сигнала. Увеличение выходного напряжения заставляет транзистор Q1 подавать меньший ток на базу Q2, что приводит к уменьшению диодного тока. Переменное сопротивление R6 задает величину тока в рабочей точке. Конденсаторы С2 и СЗ ограничивают переходные процессы на базе и коллекторе Q2, Конденсатор С1 фильтрует переходные процессы по линии питания б В. Система включается, когда транзистор Q3 начинает проводить ток и достигает насыщения.

В качестве проводов, ведущих к переключателю S1, могут использоваться электроды с контролем касания, состоящие их небольших кусочков металлической ленты, которая за счет нажатия пальцем образует сенсорное соединение и подает небольшой базовый ток на транзистор Q4. Коллекторный ток Q4 поступает на базуОЗ, приводя к его насыщению, в результате чего ток поступает на цепи лазерного диода. Базовый ток Q4 ограничен резисторами R9, R10 и конденсатором С7, что уменьшает чувствительность схемы к блуждающим переменным токам и статическим полям, которые могут вызвать преждевременное срабатывание устройства. Эта схема должна использоваться в определенных случаях при больших уровнях помех, ее можно выключить тумблерным переключателем S1.

Лазер питается от четырех внешних батарей АА или другого удобного источника питания б В. S1 контролирует питание, может быть в виде клавишного или кнопочного переключателя, тумблера или ползункового переключателя на ток 0,5 А. Светодиод LED1 должен индицировать эмиссию лазерного луча, а на токоограничительном резисторе R1 создается падение напряжения, за счет этого через светодиод протекает прямой ток, меньше предельно допустимого.

Монтаж электронной сборочной плоты лозеро

При сборке платы выполните следующие действия:

1.         Идентифицируйте все части и детали, сверьте их со спецификацией устройства.

2.         Вставьте компоненты, начиная с левого угла платы, в соответствии с их расположением, показанным на рис. 13.4. Если вы используете макетную плату с перфорацией металлизированных отверстий, то прежде, чем начинать пайку, примерьте расположение более крупных компонентов. Всегда избегайте мостов из оголенного провода, некачественных паяных соединений и соединений, которые могут привести к короткому замыканию. Вы можете приобрести печатную плату РСВ, специально выполненную для этого проекта.

3.         Проверьте паяные соединения: нет ли среди них холодной пайки или слабых соединений. Обратите внимание на полярность конденсаторов и всех полупроводниковых элементов.

4.         Аккуратно припаяйте кусочки провода шины для гнезда лазера, как показано на рис. 13.5. При правильной пайке гнездо должно быть на уровне

Рис. 13.4. Сборочная плата лазера

верхней стороны платы. Предполагается фиксация гнезда на месте с помощью силиконовой резины с комнатной температурой вулканизации после проверки правильности сборки.

5. Припаяйте два провода длиной 15 см для переключателя и зажим для батареи CL1 к сборочной плате. Если вы готовите лазер для экспериментов с прослушиванием с помощью отраженного света, можете также присоединить провода для опции (необязательной схемы) тестового звука. Обратите внимание на двойное подключение к выводам 1 и 3. Это анод диодного лазера и катод контрольного фотодиода.

Рис. 13.5. Подключение гнезда лазера для случаев отдельного диода и диода со встроенным коллиматором

Сборно готово и предварительным электрическим

ИСПЫТОНИЯМ

Пока не устанавливайте лазерный диод в схему. До этого следует проверить и отка- либровать ее. С целью проверки конструкции выполните следующие действия:

1.         Прежде всего убедитесь, что батареи полностью заряжены. Проведите проверку на самом низком диапазоне измерительного прибора: любой ток больше доли микроампера при выключенной системе приведет к преждевременной разрядке батарей. Если такой ток обнаружен, проверьте устройство на наличие дефектных частей, пятен флюса, избыточной влаги и т.д.

Источник: Яннини Б. Я62 Удивительные электронные устройства / Боб Яннини; пер. с англ. С. О. Ма- харадзе. – М.: НТ Пресс, 2008. – 400 с.: ил. – (Электроника для начинающего гения)

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты