一种用于光放大器的基于FPGA的温度控制装置和方法

摘要

本发明提供一种用于光放大器的基于可编程逻辑器件（FPGA）的温度控制装置和方法，包括 ADC模数转换芯片、FPGA器件、H桥电路、低通滤波器、TEC电路、温度传感器、通信接口。其利用FPGA器件和TEC控制电路等，实现光放大器的恒定温度需求。ADC模数转换芯片采样温度传感器信号，得到实际温度值。FPGA器件实现控制算法，根据目标温度和实际温度的差值，输出相应的脉冲宽度调制信号（PWM波），H桥电路提高FPGA器件的负载能力，输出大电流，低通滤波器减缓PWM波的陡峭边沿，滤除PWM波有害的高频噪声。当目标温度高于实际温度，电流从TEC的正端流入，TEC处于加热状态，提升温度，反之则降低温度。同时，通过调节PWM波占空比，控制H桥电流大小，满足温度精度和调整时间要求。

主权项

一种用于光放大器的基于FPGA的温度控制装置，其特征在于，包括：ADC模数转换芯片(104)、可编程逻辑器件FPGA(105)、H桥电路(106)、低通滤波器(107)、TEC电路(108)、温度传感器(103)；温度传感器(103)用于将温度信号转为电压信号，ADC模数转换芯片(104)将电压信号转为数字量输入到可编程逻辑器件FPGA(105)，FPGA器件计算目标温度和实际温度的差值，并根据精度要求输出相应的PWM波，实现数字运算和算法控制，H桥电路(106)提升电流输出能力，低通滤波器(107)滤除噪声，抑制PWM波高频信号，通过控制TEC电路(108)电流大小和流入方向，改变温度；加热目标置于金属盒内，金属盒与温度传感器(103)相连，温度传感器(103)输出模拟信号，与ADC模数转换芯片(104)相连，ADC模数转换芯片(104)输出数字信号到可编程逻辑器件FPGA(105)，FPGA计算结果，输出控制信号到H桥电路(106)，H桥电路(106)与低通滤波器(107)相连，低通滤波器(107)输出信号到TEC电路(108)，TEC电路(108)控制金属盒的温度。