本发明激光在线气体分析仪中激光器的温度控制系统；解决的技术问题为：提供一种具有较高的温度控制精度的激光在线气体分析仪中激光器的温度控制系统；采用的技术方案为：包括激光器本体、热电制冷器驱动电路、FPGA芯片、PID控制器、减法器、电压跟随器、DAC转换器、ADC转换器和温度监控电路，热电制冷器驱动电路分别与FPGA芯片、PID控制器和激光器本体相连，减法器分别与PID控制器、电压跟随器和激光器本体相连，电压跟随器通过DAC转换器与FPGA芯片相连，FPGA芯片还通过ADC转换器分别与热电制冷器驱动电路和温度监控电路相连，温度监控电路与激光器本体相连；适用于激光器领域。
1.激光在线气体分析仪中激光器的温度控制系统，包括：内部设有热电制冷器（1）和热敏电阻（2）的激光器本体（3），其特征在于：所述温度控制系统还包括：热电制冷器驱动电路（4）、FPGA芯片（5）、PID控制器（6）、减法器（7）、电压跟随器（8）、DAC转换器（9）、ADC转换器（10）和温度监控电路（11），所述热电制冷器驱动电路（4）分别与FPGA芯片（5）、PID控制器（6）和激光器本体（3）相连，所述减法器（7）分别与PID控制器（6）、电压跟随器（8）和激光器本体（3）相连，所述电压跟随器（8）通过DAC转换器（9）与FPGA芯片（5）相连，所述FPGA芯片（5）还通过ADC转换器（10）分别与热电制冷器驱动电路（4）和温度监控电路（11）相连，所述温度监控电路（11）与激光器本体（3）相连；
所述热电制冷器驱动电路（4）包括：型号为MAX1968的驱动芯片U1，所述驱动芯片U1的模拟电源输入端VDD并接所有电源输入端PVDD1和所有电源输入端PVDD2后与+3.3V电压相连，所述驱动芯片U1的开关频率选择端FREQ接模拟地，所述驱动芯片U1的模拟电源输入端VDD和模拟地之间设置有滤波电容C1，所述驱动芯片U1的所有连接在一起的电源输入端PVDD1和所有连接在一起的电源功率地端PGND1之间设置有滤波电容C2，所述驱动芯片U1的所有连接在一起的电源输入端PVDD2和所有连接在一起的电源功率地端PGND2之间设置有滤波电容C3，所述电源功率地端PGND1和所述电源功率地端PGND2均与数字地相连，所述驱动芯片U1的参考电压输出端REF并接滤波电容C4的一端和电阻R1的一端后与电阻R2的一端相连，所述滤波电容C4的另一端接模拟地，所述电阻R1的另一端串接电阻R3后接模拟地，所述电阻R2的另一端串接电阻R4后接模拟地，所述驱动芯片U1的最大正向电流端MAXIP与参考电压输出端REF相连，所述驱动芯片U1的最大反向电流端MAXIN与电阻R1和电阻R3之间的连线相连，所述驱动芯片U1的最大电压端MAXV与电阻R2和电阻R4之间的连线相连，所述驱动芯片U1的EP端与模拟地端GND相连，所述驱动芯片U1的关断控制输入端SHEN#并接电阻R5的一端后与所述FPGA芯片（5）的控制信号输出端A1相连，所述电阻R5的另一端接模拟地，所述驱动芯片U1的电流镜像输出端ITEC与所述ADC转换器（10）的信号输入端B1相连，所述驱动芯片U1的电流控制补偿端COMP通过电容C5接模拟地，所述驱动芯片U1的所有驱动电流输出端LX2连接在一起后与电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端并接去耦电容C6的一端后与电压输出感应端OS2相连，所述去耦电容C6的另一端接数字地，所述驱动芯片U1的所有驱动电流输出端LX1连接在一起后与电感L1的一端相连，所述电感L1的另一端并接去耦电容C7的一端后与电流输出感应端CS相连，所述去耦电容C7的另一端接数字地；
所述激光器本体（3）中热电制冷器（1）的正输入端TEC+并接电阻R6的一端后与所述驱动芯片U1的电压输出感应
端OS1相连，所述电阻R6的另一端与所述驱动芯片U1的电流输出感应端CS相连，所述激光器本体（3）中热电制冷器（1）的负输入端TEC-并接电容C8的一端后与所述驱动芯片U1的电压输出感应端OS2相连，所述电容C8的另一端与所述驱动芯片U1的电流输出感应端CS相连，所述激光器本体（3）中热敏电阻（2）的TH-端接模拟地，热敏电阻（2）的TH+端串接电阻R7后与所述驱动芯片U1的参考电压输出端REF相连；
所述减法器（7）包括：运算放大器U2，所述运算放大器U2的反相输入端并接电阻R13的一端后与所述热敏电阻（2）的TH+端和电阻R7之间的连线相连，所述运算放大器U2的同相输入端串接电阻R8后与运算放大器U2的输出端相连，所述运算放大器U2的电源端并接电容C9的一端后与+5V电压相连，所述电容C9的另一端和运算放大器U2的接地端均接模拟地；
所述电压跟随器（8）包括：运算放大器U3，所述运算放大器U3的同相输入端与所述DAC转换器（9）的输出端C1相连，所述运算放大器U3的反相输入端并接电阻R9的一端后与运算放大器U3的输出端相连，所述电阻R9的另一端与所述运算放大器U2的同相输入端相连；
所述PID控制器（6）包括：运算放大器U4，所述运算放大器U4的同相输入端与所述驱动芯片U1的参考电压输出端REF相连，所述运算放大器U4的反相输入端并接电阻R10的一端、电容C10的一端和电容C11的一端后与电阻R11的一端相连，所述电阻R10的另一端并接电阻R12的一端后与所述运算放大器U2的输出端相连，所述电阻R12的另一端与所述电容C10的另一端相连，所述电阻R11的另一端与电容C12的一端相连，所述电容C12的另一端并接电容C11的另一端和运算放大器U4的输出端后与所述驱动芯片U1的电流控制输入端CTLI相连，所述运算放大器U4的电源端并接电容C13的一端后与+5V电压相连，所述电容C13的另一端和运算放大器U4的接地端均接模拟地；
所述温度监控电路（11）包括：运算放大器U5，所述运算放大器U5的同相输入端与所述电阻R13的另一端相连，所述运算放大器U5的反相输入端并接运算放大器U5的输出端后与所述ADC转换器（10）的信号输入端B2相连，所述运算放大器U5的电源端并接电容C14的一端后与+5V电压相连，所述电容C14的另一端和运算放大器U5的接地端均接模拟地；
激光在线气体分析仪中激光器的温度控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种温度控制系统，具体涉及激光在线气体分析仪中激光器的温度控制系统。
背景技术
[0002] 在激光在线气体分析系统中，激光器是非常重要的器件，在目前的激光在线气体分析系统中，采用的技术有两种：直接吸收光谱技术和波长调制光谱技术（WMS），相较于直接吸收光谱技术，波长调制光谱技术（WMS）由于其可将系统的测量灵敏度提高100~1000倍而得到更广泛的应用；在采用WMS的激光在线气体分析系统中，要想精确地测量出气体的浓度，就需要能够线性地、高分辨率地改变激光器的波长，而激光器的波长和探头中的光线光栅易受温度的影响而产生漂移，进而使整个气体分析系统的性能受到影响。
[0003] 为了解决上述问题，通常会在激光器中设置温度控制器，以使激光器的内部温度保持在一定范围内，从而达到对激光器输出波长的精确调谐，而在激光器中设置温度控制器的普遍方式是：在激光器内部集成热电制冷器（TEC）和热敏电阻，其中，热电制冷器（TEC）又称半导体制冷器，当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，这样，达到了TEC一端吸热、另一端放热的效果，进而实现TEC的加热和制冷功能，；工作时，热敏电阻实时检测激光器内部的温度，经过温度控制电路来控制流过TEC的电流的大小和方向，使热量从TEC的一侧传到另一侧，从而控制激光器的内部管芯温度，保证激光器的正常工作；目前DFB激光器的波长调谐范围只达到3~5nm，气体的吸收线宽一般为10pm量级，通过理论计算，要想实现激光器波长的精确调谐，温控系统的温度稳定度要达到0.02℃以上；目前，常用的TEC温度控制电路大都采用分立元器件搭建而成，而且均根据设计人员的经验来确定参数值，控制精度较低，并且分立元器件在设计中较易受到噪声的干扰，不仅使得精度不易控制，还使得温控完成难度较大、稳定性较低，而国内市场上较好的温度控制器其温控稳定度才达到0.1℃，国外市场上能满足需求的温度控制器又价钱高昂，有的甚至高达几万美金，因此，亟需寻求一种自主研发的、具有高精度的温度控制性能的用于激光在线气体分析仪中激光器的温度控制系统，以达到对激光器波长的稳定控制输出。
发明内容
[0004] 本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种具有较高的温度控制精度的激光在线气体分析仪中激光器的温度控制系统。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：激光在线气体分析仪中激光器的温度控制系统，包括：内部设有热电制冷器和热敏电阻的激光器本体，所述温度控制系统还包括：热电制冷器驱动电路、FPGA芯片、PID控制器、减法器、电压跟随器、DAC转换器、ADC转换器和温度监控电路，所述热电制冷器驱动电路分别与FPGA芯片、PID控制器和激光器本体相连，所述减法器分别与PID控制器、电压跟随器和激光器本体相连，所述电压跟随器通过DAC转换器与FPGA芯片相连，所述FPGA芯片还通过ADC转换器分别与热电制冷器驱动电路和温度监控电路相连，所述温度监控电路与激光器本体相连。
[0006] 所述热电制冷器驱动电路包括：型号为MAX1968的驱动芯片U1，所述驱动芯片U1的模拟电源输入端VDD并接所有电源输入端PVDD1和所有电源输入端PVDD2后与+3.3V电压相连，所述驱动芯片U1的开关频率选择端FREQ接模拟地，所述驱动芯片U1的模拟电源输入端VDD和模拟地之间设置有滤波电容C1，所述驱动芯片U1的所有连接在一起的电源输入端PVDD1和所有连接在一起的电源功率地端PGND1之间设置有滤波电容C2，所述驱动芯片U1的所有连接在一起的电源输入端PVDD2和所有连接在一起的电源功率地端PGND2之间设置有滤波电容C3，所述电源功率地端PGND1和所述电源功率地端PGND2均与数字地相连，所述驱动芯片U1的参考电压输出端REF并接滤波电容C4的一端和电阻R1的一端后与电阻R2的一端相连，所述滤波电容C4的另一端接模拟地，所述电阻R1的另一端串接电阻R3后接模拟地，所述电阻R2的另一端串接电阻R4后接地，所述驱动芯片U1的最大正向电流端MAXIP与参考电压输出端REF相连，所述驱动芯片U1的最大反向电流端MAXIN与电阻R1和电阻R3之间的连线相连，所述驱动芯片U1的最大电压端MAXV与电阻R2和电阻R4之间的连线相连，所述驱动芯片U1的EP端与模拟地端GND相连，所述驱动芯片U1的关断控制输入端SHEN#并接电阻R5的一端后与所述FPGA芯片的控制信号输出端A1相连，所述电阻R5的另一端接模拟地，所述驱动芯片U1的电流镜像输出端ITEC与所述ADC转换器的信号输入端B1相连，所述驱动芯片U1的电流控制补偿端COMP通过电容C5接模拟地，所述驱动芯片U1的所有驱动电流输出端LX2连接在一起后与电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端并接去耦电容C6的一端后与电压输出感应端OS2相连，所述去耦电容C6的另一端接数字地，所述驱动芯片U1的所有驱动电流输出端LX1连接在一起后与电感L1的一端相连，所述电感L1的另一端并接去耦电容C7的一端后与电流输出感应端CS相连，所述去耦电容C7的另一端接数字地；所述激光器本体中热电制冷器的正输入端TEC+并接电阻R6的一端后与所述驱动芯片U1的电压输出感应端OS1相连，所述电阻R6的另一端与所述驱动芯片U1的电流输出感应端CS相连，所述激光器本体中热电制冷器的负输入端TEC-并接电容C8的一端后与所述驱动芯片U1的电压输出感应端OS2相连，所述电容C8的另一端与所述驱动芯片U1的电流输出感应端CS相连，所述激光器本体中热敏电阻的TH-端接模拟地，热敏电阻的TH+端串接电阻R7后与所述驱动芯片U1的参考电压输出端REF相连；所述减法器包括：运算放大器U2，所述运算放大器U2的反相输入端并接电阻R13的一端后与所述热敏电阻的TH+端和电阻R7之间的连线相连，所述运算放大器U2的同相输入端串接电阻R8后与运算放大器U2的输出端相连，所述运算放大器U2的电源端并接电容C9的一端后与+5V电压相连，所述电容C9的另一端和运算放大器U2的接地端均接模拟地；所述电压跟随器包括：运算放大器U3，所述运算放大器U3的同相输入端与所述DAC转换器的输出端C1相连，所述运算放大器U3的反相输入端并接电阻R9的一端后与运算放大器U3的输出端相连，所述电阻R9的另一端与所述运算放大器U2的同相输入端相连；所述PID控制器包括：运算放大器U4，所述运算放大器U4的同相输入端与所述驱动芯片U1的参考电压输出端REF相连，所述运算放大器U4的反相输入端并接电阻R10的一端、电容C10的一端和电容C11的一端后与电阻R11的一端相连，所述电阻R10的另一端并接电阻R12的一端后与所述运算放大器U2的输出端相连，所述电阻R12的另一端与所述电容C10的另一端相连，所述电阻R11的另一端与电容C12的一端相连，所述电容C12的另一端并接电容C11的另一端和运算放大器U4的输出端后与所述驱动芯片U1的电流控制输入端CTLI相连，所述运算放大器U4的电源端并接电容C13的一端后与+5V电压相连，所述电容C13的另一端和运算放大器U4的接地端均接模拟地；所述温度监控电路包括：运算放大器U5，所述运算放大器U5的同相输入端与所述电阻R13的另一端相连，所述运算放大器U5的反相输入端并接运算放大器U5的输出端后与所述ADC转换器的信号输入端B2相连，所述运算放大器U5的电源端并接电容C14的一端后与+5V电压相连，所述电容C14的另一端和运算放大器U5的接地端均接模拟地；所述运算放大器U2的型号为AD8551，所述运算放大器U3的型号为AD8551，所述运算放大器U4的型号为AD8551，所述运算放大器U5的型号为AD8552。
[0007] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
[0008] 本发明中的温度控制系统主要包括热电制冷器驱动电路、FPGA芯片、PID控制器、减法器和电压跟随器，热电制冷器驱动电路分别与FPGA芯片、PID控制器和激光器本体相连，减法器分别与PID控制器、电压跟随器和激光器本体相连，电压跟随器通过DAC转换器与FPGA芯片相连，FPGA芯片还通过ADC转换器与热电制冷器驱动电路相连，激光器本体内部设有热电制冷器和热敏电阻，热敏电阻利用其阻值随着温度的变化而变化的特性来实时检测激光器内部管芯的温度，并将检测到的温度信号传递给减法器，同时，FPGA芯片将温度参考信号经过DAC转换器传递给电压跟随器，通过电压跟随器的隔离缓冲运算后，到达减法器，减法器对热敏电阻传来的温度检测信号和电压跟随器传来的温度参考信号进行差分放大运算，并将运算后的差分信号传递给PID控制器，PID控制器将该差分信号和自身的参考信号进行比例-微分运算，并将运算后的控制信号发送给热电制冷器驱动电路，热电制冷器驱动电路根据该控制信号产生驱动信号发送至激光器本体中的热电制冷器，控制热电制冷器加热或制冷，精确地使激光器的内部温度保持在一定范围内，从而达到对激光器输出波长的精确调谐；本发明中的温度控制系统是一个高性能的PID反馈控制网络，装置之间协调工作，对激光器的温度控制精度较高，达到了对激光器波长的稳定控制输出。
附图说明
[0009] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；
[0010] 图1为本发明的结构示意图；
[0011] 图2为本发明的电路原理图；
[0012] 图中：1为热电制冷器，2为热敏电阻，3为激光器本体，4为热电制冷器驱动电路，5为FPGA芯片，6为PID控制器，7为减法器，8为电压跟随器，9为DAC转换器，10为ADC转换器，11为温度监控电路。
具体实施方式
[0013] 如图1所示，激光在线气体分析仪中激光器的温度控制系统，包括：内部设有热电制冷器1和热敏电阻2的激光器本体3，所述温度控制系统还包括：热电制冷器驱动电路4、FPGA芯片5、PID控制器6、减法器7、电压跟随器8、DAC转换器9、ADC转换器10和温度监控电路11，所述热电制冷器驱动电路4分别与FPGA芯片5、PID控制器6和激光器本体3相连，所述减法器7分别与PID控制器6、电压跟随器8和激光器本体3相连，所述电压跟随器8通过DAC转换器9与FPGA芯片5相连，所述FPGA芯片5还通过ADC转换器10分别与热电制冷器驱动电路4和温度监控电路11相连，所述温度监控电路11与激光器本体3相连。
[0014] 如图2所示，所述热电制冷器驱动电路4包括：型号为MAX1968的驱动芯片U1，所述驱动芯片U1的模拟电源输入端VDD并接所有电源输入端PVDD1和所有电源输入端PVDD2后与+3.3V电压相连，所述驱动芯片U1的开关频率选择端FREQ接模拟地，所述的开关频率选择端FREQ主要用于设置芯片内脉冲宽度调制（PWM）电流驱动信号的频率，当FREQ=GND时，PWM电流驱动信号的频率为500KHz，当FREQ=VDD时，PWM电流驱动信号的频率为1MHz，因此，本实施例中的芯片内PWM电流驱动信号的频率为500K；所述驱动芯片U1的模拟电源输入端VDD和模拟地之间设置有滤波电容C1，所述驱动芯片U1的所有连接在一起的电源输入端PVDD1和所有连接在一起的电源功率地端PGND1之间设置有滤波电容C2，所述驱动芯片U1的所有连接在一起的电源输入端PVDD2和所有连接在一起的电源功率地端PGND2之间设置有滤波电容C3，所述电源功率地端PGND1和所述电源功率地端PGND2均与数字地相连，其中，滤波电容C1、滤波电容C2和滤波电容C3主要用于对驱动芯片U1的供电电源进行滤波；所述驱动芯片U1的参考电压输出端REF并接滤波电容C4的一端和电阻R1的一端后与电阻R2的一端相连，所述滤波电容C4的另一端接模拟地，电容C4主要用于对参考电压输出端REF输出的参考电压进行滤波，本实施例中，参考电压输出端REF输出的参考电压为1.5V；所述电阻R1的另一端串接电阻R3后接模拟地，所述电阻R2的另一端串接电阻R4后接地，所述驱动芯片U1的最大正向电流端MAXIP与参考电压输出端REF相连，所述驱动芯片U1的最大反向电流端MAXIN与电阻R1和电阻R3之间的连线相连，MAXIP和MAXIN的电压值分别设定热电制冷器1允许的最大正向电流和最大反向电流，最大正向、反向电流可分别通过电阻分压来设置；所述驱动芯片U1的最大电压端MAXV与电阻R2和电阻R4之间的连线相连，可通过MAXV的电压来限制热电制冷器1的最大电压，本实施例中，MAXV的电压范围为0~1.5V；所述驱动芯片U1的EP端与模拟地端GND相连，本实施例中的EP端为驱动芯片U1的封装引脚；所述驱动芯片U1的关断控制输入端SHEN#并接电阻R5的一端后与所述FPGA芯片5的控制信号输出端A1相连，所述电阻R5的另一端接模拟地，本实施例中，通过将SHEN#拉低的方式来使驱动芯片U1进入低功耗模式，当驱动芯片U1进入低功耗模式时，热电制冷器1被关断，此时供电电流约为2mA；所述驱动芯片U1的电流镜像输出端ITEC与所述ADC转换器10的信号输入端B1相连，ITEC输出的电压值与热电制冷器1的电流值呈一定比例，FPGA芯片5通过监控ITEC输出的电压值即可实时了解热电制冷器1的运行状态；所述驱动芯片U1的电流控制补偿端COMP通过电容C5接模拟地，所述驱动芯片U1的所有驱动电流输出端LX2连接在一起后与电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端并接去耦电容C6的一端后与电压输出感应端OS2相连，所述去耦电容C6的另一端接数字地，所述驱动芯片U1的所有驱动电流输出端LX1连接在一起后与电感L1的一端相连，所述电感L1的另一端并接去耦电容C7的一端后与电流输出感应端CS相连，所述去耦电容C7的另一端接数字地，本实施例中，驱动芯片U1需要配合小电感使用，而3.3μH的电感在大多数情况下都满足要求，在选择电感时，要注意LC的频率响应要小于开关频率的1/5，例如，3.3μH的电感和1μF的电容组成的回路的频率为87.6K，小于500K的1/5，符合要求。
[0015] 所述激光器本体3中热电制冷器1的正输入端TEC+并接电阻R6的一端后与所述驱动芯片U1的电压输出感应端OS1相连，所述电阻R6的另一端与所述驱动芯片U1的电流输出感应端CS相连，所述激光器本体3中热电制冷器1的负输入端TEC-并接电容C8的一端后与所述驱动芯片U1的电压输出感应端OS2相连，所述电容C8的另一端与所述驱动芯片U1的电流输出感应端CS相连，所述激光器本体3中热敏电阻2的TH-端接模拟地，热敏电阻2的TH+端串接电阻R7后与所述驱动芯片U1的参考电压输出端REF相连；本实施例中，热敏电阻2的阻值随着温度的变化而变化，利用这一特性，热敏电阻2实时检测激光器内部管芯的温度，并将该温度信号传递给减法器7，减法器7处理后再传递给PID控制器6，经过PID控制器6的处理后得出控制信号，将该控制信号输入驱动芯片U1，驱动芯片U1内部产生驱动电流传递给激光器本体3中热电制冷器1，热电制冷器1根据驱动电流的大小和方向对进行加热或制冷，稳定了激光器的工作温度。
[0016] 所述减法器7包括：运算放大器U2，所述运算放大器U2的反相输入端并接电阻R13的一端后与所述热敏电阻2的TH+端和电阻R7之间的连线相连，所述运算放大器U2的同相输入端串接电阻R8后与运算放大器U2的输出端相连，所述运算放大器U2的电源端并接电容C9的一端后与+5V电压相连，所述电容C9的另一端和运算放大器U2的接地端均接模拟地，本实施例中的运算放大器U2主要用于对热敏电阻2传来的温度检测信号和电压跟随器8传来的温度参考信号进行差分比例放大，通过调整电阻R8的大小，可以改变放大的倍数，所述运算放大器U2的型号可为AD8551。
[0017] 所述电压跟随器8包括：运算放大器U3，所述运算放大器U3的同相输入端与所述DAC转换器9的输出端C1相连，所述运算放大器U3的反相输入端并接电阻R9的一端后与运算放大器U3的输出端相连，所述电阻R9的另一端与所述运算放大器U2的同相输入端相连，本实施例中的运算放大器U3主要用于对FPGA芯片5经过DAC转换器9的温度参考信号起到隔离缓冲的作用，运算放大器U3的型号可为AD8551。
[0018] 所述PID控制器6包括：运算放大器U4，所述运算放大器U4的同相输入端与所述驱动芯片U1的参考电压输出端REF相连，所述运算放大器U4的反相输入端并接电阻R10的一端、电容C10的一端和电容C11的一端后与电阻R11的一端相连，所述电阻R10的另一端并接电阻R12的一端后与所述运算放大器U2的输出端相连，所述电阻R12的另一端与所述电容C10的另一端相连，所述电阻R11的另一端与电容C12的一端相连，所述电容C12的另一端并接电容C11的另一端和运算放大器U4的输出端后与所述驱动芯片U1的电流控制输入端CTLI相连，所述运算放大器U4的电源端并接电容C13的一端后与+5V电压相连，所述电容C13的另一端和运算放大器U4的接地端均接模拟地，本实施例中的运算放大器U4的型号可为AD8551。
[0019] 所述温度监控电路11包括：运算放大器U5，所述运算放大器U5的同相输入端与所述电阻R13的另一端相连，所述运算放大器U5的反相输入端并接运算放大器U5的输出端后与所述ADC转换器10的信号输入端B2相连，所述运算放大器U5的电源端并接电容C14的一端后与+5V电压相连，所述电容C14的另一端和运算放大器U5的接地端均接模拟地，本实施例中，热敏电阻2传递的温度信号一方面通过减法器7进入PID网络进行温度实时控制，另一方面进入温度监控电路11、通过ADC转换器10采集到FPGA芯片5进行温度测量监控，本实施例中的运算放大器U5的型号可为AD8552。
[0020] 本发明中，型号为MAX1968的驱动芯片U1是用来驱动热电制冷器1的开关模块驱动器，其具有高集成性、造价低、效率高等优点，整个芯片采用了脉冲宽度调制（PWM）这种直接电流控制的方式，消除了驱动热电制冷器1中的电流浪涌，片内集成的FET减少了外部器件的使用，增加了工作效率，芯片具有的500KHz/1MHz的开关频率和特殊的波纹消除机制减少了器件的尺寸和噪声；整个温控系统中，FPGA芯片5结合DAC转换器9和电压跟随器8构成了高精度、低噪声的参考温度设置电路，PID控制器6和减法器7构成了高精度的模拟控制电路，上述的参考温度设置电路和模拟控制电路结合了驱动芯片U1内部的直接电流控制方式来达到较高温度控制精度的目的，解决了传统的激光器中温度控制器较易受到噪声干扰、温度控制精度较低以致不能完全满足需求的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步；上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
