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成都网动光电子技术有限公司技术部
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目录
CONTENTS
01
本讲座主要内容
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02
激光二极管驱动电路基本原理
电流控制原理
自动功率控制（APC）电路原理
稳定消光比和光功率的原理和温度补偿
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激光二极管的特性
01
激光二极管（LD—Laser diode）是一个电流器件，只在它通过的正向电流超过阈值电流Ith（Threhold current）时它发出激光
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02
为了使LD高速开关工作，必须对它加上略大于阈值电流的直流偏置电流IBIAS
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03
LD的两个主要参数：阈值电流Ith和斜效率S（Slope efficiency）是温度的函数，
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激光二极管驱动电路
驱动电路实质上 就是一个高速电流开关
LD调制电流输出电路原理图
LD直流耦合接口电路原理图
RFCF阻尼网络
接在LD阴极的阻容网络（RFCF）的作用是补偿LD封装内部的引线寄生电感，以降低寄生电感引起的过冲和振铃（对LD固有的驰豫振荡无效）
RF通常是小于100Ω的电阻 CF通常是小于10pF的电容 低速（l55Mb/s以下）的电路不需要RFCF
调制电流和偏置电流设置原理
调制电流和偏置电流的大小都可以用镜像恒流源来设置
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上图是基本型镜像恒流源电路
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当Q1和Q2严格配对时 Ir=Io
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Ir的又是由Rr来决定的，所以改变Rr就可以设置Io
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下图是实际常用的一种镜像恒流源电路 Io≈IrR2/R1
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通过改变外接电阻R2，就可以设置Io（调制电流或偏置电流）
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在驱动电路中有多处会用到镜像电流源，不光用于电流设置，引出电流监控也要用到镜像电流的方法
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LD的温度特性
LD是半导体器件，它的特性与二极管类似
温度升高 阈值电流Ith增大 斜效率S降低
为了保持输出平均光功率和消光比不变，在温度上升时要增大IBIAS和IMOD 消光比 re=P1/P0 平均光功率PAVG=(P1+P0)/2
LD的温度特性
稳定光功率和消光比的方法
闭环自动功率控制（APC）+热敏电阻补偿调制电流
开环补偿法 热敏电阻补偿(调制电流和偏置电流) 通过MCU查表精确设置调制电流和偏置电流
其它方法： APC+芯片内部对调制电流补偿—如MAXIM公司的MAX3863、Mindspeed公司的M02066 等
自动功率控制（APC）原理
通过检测背光二极管（MD）产生的光电流（平均值）来实现闭环控制
APC调节偏置电流来保持平均输出光功率稳定；APC只对偏置电流回路起作用
APC对调制电流无法控制，温度升高，斜效率降低，调制幅度变小，APC却使偏流加大，消光比就变小了
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