利用波長調製光譜技術測量氣體濃度，需要使用波長可調諧的激光器，分布反饋式（Distributed Feed Back， DFB）jiguangqishikexuandeyizhongguangyuan。benwenjieshaoleyongyubochangtiaozhiguangpujishudejiguangqiqudongdianludesheji。youyubochangyuqudongdianliuyouquedingdeyilaiguanxi，yanjiubandaotijiguangqidedianliuqudongshihenyoubiyaode
，benwenshejideyakonghengliuyuankeshixianduijiguangqidehengliuqudong。tongguozhijiepinlvhechengjishu（Direct DigitalSynthesis，DDS）產生的正弦信號和三角信號可以對激光器的波長進行微調，實現了對DFB 半導體激光器的波長調製和波長掃描。

　　

DDS 是以奈奎斯特采樣定理為基礎，通過控製相位的增加量，最終合成不同頻率的波形信號。由DDS 基本原理可知，f=Kf0/2N.其中
，f0 是係統時鍾的頻率，N 為相位寄存器的字長
，K 是頻率控製字。由此可知
，輸出頻率f 的大小由N 和K 的大小決定。

　　

DSS 基本結構框圖如圖1 所示
，它包括頻率控製字。相位控製字。加法器。寄存器。波形存儲器。DAC 等模塊。本設計以正弦信號產生為例
，采用層次結構，使用VHDL 語言進行程序編寫
，並利用A1tera 公司的QuartusII 軟件對各部分模塊的代碼進行編譯和仿真，仿真結果如圖2 所示。

　　

DDS 產生的兩路信號需要加法器進行疊加。加法器的核心器件是運算放大器。本係統采用同向加法電路，如下圖3 所示。

　　

本係統設計了壓控恒流源，它主要是利用電壓負反饋的原理製作而成的
，它由運算放大器OP07 N 溝道增強型場效應管。采樣電阻和二極管等組成，原理圖如圖4 所示：

根據場效應管的工作原理可知，當該電路正常工作時候，流過激光器的電流Ilaser 等於流過電阻R23 的電流IR23.

　　

為wei了le保bao證zheng電dian路lu在zai動dong態tai的de過guo程cheng中zhong保bao持chi激ji光guang器qi電dian流liu的de穩wen定ding性xing，電dian容rong與yu運yun放fang並bing聯lian，形xing成cheng積ji分fen電dian路lu
，作zuo用yong是shi給gei予yu阻zu尼ni，防fang止zhi電dian路lu震zhen蕩dang。與yu激ji光guang器qi並bing聯lian的de反fan向xiang二er極ji管guan是shi起qi分fen流liu作zuo用yong
，防fang止zhi浪lang湧yong擊ji穿chuan激ji光guang器qi，保bao護hu激ji光guang器qi。

　　

本文設計了一種半導體激光器驅動電路，重點介紹了利用FPGA 實現DDS 的方法。利用QuartusII 軟(ruan)件(jian)進(jin)行(xing)在(zai)線(xian)仿(fang)真(zhen)，減(jian)少(shao)了(le)後(hou)期(qi)進(jin)行(xing)綜(zong)合(he)試(shi)驗(yan)的(de)錯(cuo)誤(wu)率(lv)。在(zai)完(wan)成(cheng)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)部(bu)分(fen)設(she)計(ji)之(zhi)後(hou)
，對(dui)硬(ying)件(jian)電(dian)路(lu)的(de)設(she)計(ji)進(jin)行(xing)了(le)詳(xiang)細(xi)的(de)討(tao)論(lun)，包(bao)括(kuo)加(jia)法(fa)器(qi)和(he)壓(ya)控(kong)恒(heng)流(liu)源(yuan)的(de)設(she)計(ji)等(deng)。該(gai)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)全(quan)程(cheng)設(she)計(ji)數(shu)字(zi)化(hua)
，可(ke)以(yi)很(hen)方(fang)便(bian)的(de)應(ying)用(yong)到(dao)激(ji)光(guang)器(qi)驅(qu)動(dong)和(he)氣(qi)體(ti)檢(jian)測(ce)中(zhong)
，具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)參(can)考(kao)意(yi)義(yi)。DDS 係統模塊測試本係統采用A1tera 公司CycloneII 係列的EP2C8Q208C8N(＄23.3400) 型芯片，總邏輯單元達8256 個，I/O 引腳為138 個
，該芯片具有強大的硬件邏輯功能。將DDS 信號源設計文件在線編譯下到FPGA 最小係統板上，再通過DAC 轉換器
，最終得到了輸出頻率為20k Hz 的正弦波形，其用來進行DFB 激光器的調製，如圖3 所示。

　　

weiletigaojiguangqiqudongdianludexingneng，shejileyikuandichengben。shuzihuadejiguangqiqudongdianlu，baokuobochangtiaozhidianlu

，bochangsaomiaodianlu
，jiafaqidianluyijiyakonghengliuyuandianlu。liyongxianchangkebianchengmenzhenlieshengchengdezhijiepinlvhechengqikeyichanshengpinlvketiaodezhengxianbohesanjiaobo，bingliyongQuartusII ruanjianjinxingzaixianfangzhenhetiaoshi。ranhouliyongjiafadianlujinxingdiejia，bingjiangqishuchuxinhaoyuhengliuqudongzhenghedaoyiqi
，wanchengduifenbufankuishijiguangqidequdong。zuihou
，jinxinglemonishiyanyanjiu
，jieguobiaominggaiqudongdianlujuyoujiaogaodewendingxing。