光模块发射电路.ppt

光模块发射电路
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+芯片内部光模块发射电路
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
激光器驱动电路原理图(1)
激光器驱动电路原理图(2)
驱动电路结构
一个典型的激光器驱动电路包括下列部分：
差分电流开关电路—向LD输出调制电流
偏置电流发生器—向LD提供直流偏置电流
自动功率控制（APC）电路—在不同温度和LD老化的情况下，改变IBIAS，保持PAVG不变
故障告警、保护电路
调制电流、偏置电流监控电路
输入端整形电路（D触发器）
用交流耦合驱动LD
驱动电流IMOD通过电容CD耦合到LD
流过LD的电流：‘1’ IL=IBIAS＋IMOD/2‘0’ IL=IBIAS－IMOD/2
比较两种驱动方式
AC耦合
DC耦合
电路元件
多2～4个元件
最少
多速率工作
有低速率限制
无低速率限制
易于匹配
元件多LD引脚不能靠近驱动器芯片，不易匹配
LD引脚直接连接LDD芯片，易于匹配，高速性能好
驱动器功耗
较大
较小
输出调制电流
较大（不受‘Headroom’限制）
较小（受‘Headroom’限制）
LD和驱动芯片接口
LD和驱动芯片接口要求
TO型激光器安装在PCB边沿时，接地层要扩展到PCB边沿以减少管脚引线电感，过大的电感会使波形边沿速度变慢
激光器要尽可能靠近驱动器芯片，只要接线长度小于传输波长，可以不考虑传输线的几何尺寸，减少线宽有利于减小寄生电容
要仔细考虑高速信号电流环路，尽量减小返回路径的连接阻抗，并使高速电流环路闭合面积最小，就能减少EMI
在激光器阳极处Vcc要有足够的旁路电容，以降低高速电流切换而产生的电源开关噪声
消光比和光功率的温度稳定
温度升高时斜效率降低，而此时APC电路却使偏流加大了，调制幅度相对变小，这就使消光比变小 — 单一的APC无法稳定消光比
温度变化时, 在同样的发射光功率下，背光二极管（MD）产生的光电流（平均值）发生了变化。MD的眼踪误差引起APC的跟踪误差 — 光功率会因为MD的跟踪误差产生较大的变化要求MD跟踪误差小于1 dB（）
调制电流补偿不正确，过补偿或欠补偿都会使光功率和消光比随温度变化而发生较大的变化解决方案
根据LD的温度特性精心设计热敏电阻补偿电路—常用
MAXIM公司的某些芯片采用K因子补偿法
某些芯片内部对调制电流做温度补偿—自动调制电流控制（AMC）
ANALOG公司某些芯片采用双环电路补偿调制电流以保持消光比不变
某些芯片设置查找表，配合其中的数字电位器，在温度变化后重新设置偏置电流和调制电流，可以精确保持光功率和消光比稳定
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