專利名稱：脈沖和連續(xù)模式發(fā)射機(jī)的雙激光功率級(jí)控制和校準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及固態(tài)激光驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
各種設(shè)計(jì)的激光驅(qū)動(dòng)器在本領(lǐng)域中是公知的。這樣的設(shè)備被用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射機(jī)中的固態(tài)激光器來通過光纖線進(jìn)行數(shù)據(jù)的光傳輸。這些設(shè)備具有高數(shù)據(jù)傳輸速率的能力，因此，在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中找到的應(yīng)用越來越多。然而，在此類應(yīng)用中，必須考慮固體固態(tài)激光器具有各種特性。其中ー個(gè)特性在于至少對(duì)于具有高數(shù)據(jù)傳輸速率，因?yàn)樵诩す馄鲝耐耆P(guān)閉到恢復(fù)產(chǎn)生激光條件需要時(shí)間，所以固態(tài)激光器在開啟和關(guān)閉條件之間不進(jìn)行操作。 因此，對(duì)于高數(shù)據(jù)傳輸速率，此類激光器一般在作為ー個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)的高光功率級(jí)和第二數(shù)據(jù)狀態(tài)的低得多的功率級(jí)之間進(jìn)行操作。為了這里的目的，假設(shè)高光功率級(jí)將表示邏輯1， 并且低光功率級(jí)將表示邏輯0。高光功率級(jí)的P1和低光功率級(jí)Ptl的光功率級(jí)之間的比稱作消光比(P1AV。通常使用激光驅(qū)動(dòng)器的用戶(即，光發(fā)射機(jī)的制造商)希望設(shè)置且控制消光比和平均功率。此外，激光驅(qū)動(dòng)器輸出確保激光器以產(chǎn)生激光模式操作的DC電流rtias 和定義邏輯1光功率級(jí)和邏輯0光功率級(jí)的調(diào)制AC電流Imod。光發(fā)射器一般存在兩種類型連續(xù)的和時(shí)分復(fù)用的，諸如無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)。PON 系統(tǒng)需要控制信號(hào)，脈沖使能(BEN)，其通過一次僅使能一個(gè)發(fā)射機(jī)來管理在共享相同波長的相同光纖上的多個(gè)發(fā)射機(jī)。在BEN對(duì)于特定發(fā)射機(jī)低時(shí)由于缺乏數(shù)據(jù)，脈沖模式操作增添了控制環(huán)路操作的復(fù)雜性?？刂骗h(huán)路必須具有在脈沖時(shí)間開時(shí)間期間收斂或者在兩個(gè)脈沖之間保存環(huán)路狀態(tài)的能力。由于最小脈沖開時(shí)間處于幾百納秒數(shù)量級(jí)，并且典型的環(huán)路時(shí)間常數(shù)至少是更大的數(shù)量級(jí)，在脈沖開時(shí)間期間收斂通常是不可行的。理想地，該環(huán)路狀態(tài)應(yīng)該被保持在在動(dòng)態(tài)凍結(jié)模式，其中凍結(jié)數(shù)字狀態(tài)(例如本文后邊描述的值レ、I” Ibias, Imod)，但是模擬信號(hào)(例如本文后邊描述的本發(fā)明中到Filterin和Filterref的輸入信號(hào))優(yōu)選是活躍的以使用當(dāng)前數(shù)據(jù)輸入或者(如果正常數(shù)據(jù)不可用)正常數(shù)據(jù)的近似值將本發(fā)明的Vin和Vref保持在最后的已知操作點(diǎn)處。每個(gè)光發(fā)射機(jī)通常包含接收一部分發(fā)射ニ極管發(fā)射的光的監(jiān)視ニ極管來提供發(fā)射激光二極管的光功率測(cè)量。然而，這種監(jiān)視ニ極管和它們的關(guān)聯(lián)電路不具有發(fā)射ニ極管的高頻能力，并且因此，這種監(jiān)視ニ極管和它們的關(guān)聯(lián)電路具有關(guān)于監(jiān)視ニ極管可以完成什么的實(shí)際限制。特別地，當(dāng)需要非常小的帶寬感測(cè)平均功率(Pi+Po)/〗時(shí)，監(jiān)視ニ極管可以容易地這樣做，但是通常不能感測(cè)到P1或Ptl,除非首先施加足夠的連續(xù)相同數(shù)字(CID)， 其表示用于感測(cè)P1的所有1的傳輸和用于感測(cè)Ptl的所有0的傳輸。當(dāng)這些可以被完成的時(shí)候，它具有要求通常周期性地這樣做的劣勢(shì)，使得溫度的改變不使任何值脫離控制。這當(dāng)然提供不期望的數(shù)據(jù)傳輸中斷。替代地，當(dāng)在數(shù)據(jù)流中檢測(cè)到足夠數(shù)量的CID吋，可以實(shí)現(xiàn)使能針對(duì)感測(cè)ル或P1的CID檢測(cè)器。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)是昂貴的并且對(duì)于可靠跟蹤激光器行為可能導(dǎo)致太少的更新。這種CID數(shù)據(jù)流的適時(shí)發(fā)生由于傳輸數(shù)據(jù)的隨機(jī)性質(zhì)而是非確定性的。需要CID的周期性發(fā)生的系統(tǒng)是實(shí)際的。另ー種已經(jīng)使用的方法是將相對(duì)低的頻率疊加在偏置電流Ibias或調(diào)制電流 Imod上或者疊加在兩者上來檢測(cè)光功率曲線的斜率。所檢測(cè)的激光的斜率與目標(biāo)消光比、 目標(biāo)平均光功率和隨后的操作平均光功率的測(cè)量一起可以被用來控制Ibias和Imod的值， 以獲得ル和P1的期望的值。然而問題在于光功率對(duì)發(fā)射ニ極管電流不是線性的，從而應(yīng)用固定的斜率最多是實(shí)際激光器行為的相對(duì)粗略的近似。在該點(diǎn)上，P1的值中的合理誤差是可以容忍的。然而相同數(shù)量級(jí)的ル的值誤差無法被容忍，因?yàn)楗胪ǔ＝K究是一個(gè)這樣的小值。ル中同樣的誤差可以引起消光比的非常大的改變，并導(dǎo)致rtias值處于激光器閾值以下，這引起激光弛豫振蕩(relaxation oscillation)和不可接受的發(fā)射激光二極管的性能。圖1是來自美國申請(qǐng)公開號(hào)2002/0027690的圖6的副本，闡述了控制P。和P1不同的方式。在這個(gè)圖中，在線120和122上的輸出是到激光驅(qū)動(dòng)器的激光偏置控制和激光調(diào)制控制。在這個(gè)圖中，利用感測(cè)監(jiān)視ニ極管輸出中的峰值的峰值檢測(cè)器204和感測(cè)監(jiān)視ニ極管輸出的最低值得谷檢測(cè)器206，通過跨導(dǎo)倒數(shù)(transimpedance)放大器200將來自監(jiān)視 ニ極管的、在線117中的電流轉(zhuǎn)換為電壓。這些峰值和谷被當(dāng)作Pt^PP1的測(cè)量，處理之后， 該測(cè)量提供激光調(diào)制和激光偏置控制信號(hào)。雖然該系統(tǒng)提供閉環(huán)控制，但是其高度依賴于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)模式，以及依賴于在采樣時(shí)間內(nèi)包含所有的1和所有的0的有效(significant) 串的數(shù)據(jù)。在每ー個(gè)控制路徑中，其還依賴于的DC偏移量，這樣可以大體上特定地與P。的值相比較。美國專利號(hào)5，974，063在某些方面和該系統(tǒng)相似?，F(xiàn)有技術(shù)的其他示例可以在美國專利號(hào)5，502，298、5，535，038、5，850，409、 6,414，974,6，807，209,6，829，267,6，859，473,6，907，055,6，928，094,6，993，459, 7,088，752,7, 142，574,7, 245,828 和 7，349，454 以及美國專利申請(qǐng)公開號(hào) 2005/0226292 和2009/0310961中找到。同樣，用于測(cè)量或感測(cè)功率級(jí)的設(shè)備可也可從商業(yè)上獲得，諸如 Agilent數(shù)字通信分析儀和光學(xué)采樣示波器(86100A/B/C、86106B、86107A、86119A)以及 Agilent 多通道功率計(jì)(N7751A、N7752A、N7761A、N7762A、N7764A)。


圖1是美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2002/0027690的圖6的副本。圖2示出了脈沖模式/連續(xù)監(jiān)視ニ極管跟蹤環(huán)路(MDTL或者動(dòng)態(tài)差分閉環(huán)估計(jì)器)O圖3示出了 MDTLBW匹配。圖4示出了 MDTL偏移校正。圖5示出了 MDTL環(huán)路濾波器。圖6示出了 TOSA的虛擬地。圖7示出了系統(tǒng)校準(zhǔn)。圖8示出了可以與圖9和圖10的實(shí)施例一起使用的電路元件。
圖9利用圖8的電路來實(shí)質(zhì)上復(fù)制圖2的電路。圖10使用圖8的電路但是在本發(fā)明的不同的實(shí)施例中。圖11示出了用于感測(cè)隨機(jī)數(shù)據(jù)中的期望的串的快速峰值檢測(cè)器的添加。圖12示出了圖11的快速峰值檢測(cè)器的使用。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考圖2，可以看到本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的框圖。假設(shè)脈沖使能BEN開啟的瞬間。相應(yīng)地輸入數(shù)據(jù)DATAin通過復(fù)用器Ml和AND (與)門施加到跨導(dǎo)放大器OUT和時(shí)間延遲電路、。該跨導(dǎo)放大器OUT的輸出連接到包括激光二極管LD (系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)激光二極管)的外部電路。激光二極管LD所發(fā)出光的一部分耦合到監(jiān)視ニ極管MD，其提供與其耦合的光成比例的監(jiān)視ニ極管輸出電流。這提供到可編程的増益級(jí)跨導(dǎo)倒數(shù)放大器I/V的輸入作為到標(biāo)記為MDTLs的塊(監(jiān)視ニ極管跟蹤環(huán)路)的輸入。同時(shí)，時(shí)間延遲h的輸出通過復(fù)用器M2被施加到跨導(dǎo)倒數(shù)放大器I/VDm?？鐚?dǎo)倒數(shù)放大器I/VDm放大時(shí)間延遲的 DATAin信號(hào)來提供依賴于被反饋回到這里的I1和Iq值的輸出電壓，如由DATAin信號(hào)的狀態(tài)來確定。平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)作為到系統(tǒng)的輸入而被提供，尤其提供給標(biāo)記為APC 和ERC的塊。像上文所解釋，這些塊更新激光偏置電流Ibias和調(diào)制電流Im。d，，并將這兩個(gè)電流提供到跨導(dǎo)倒數(shù)放大器OUT來驅(qū)動(dòng)激光二極管LD。這些電流基于監(jiān)視ニ極管跟蹤環(huán)路 (MDTL)的輸出被調(diào)整。監(jiān)視ニ極管MDTL (也被稱作動(dòng)態(tài)差分閉環(huán)估計(jì)器)的目的是提供監(jiān)視ニ極管輸出的測(cè)量以使發(fā)射激光二極管LD的控制能夠達(dá)到目標(biāo)平均光功率和消光比。這是通過為監(jiān)視ニ極管MD的輸出提供第一信號(hào)路徑和為延遲的DATAin信號(hào)提供第二路徑來完成的，諸如信號(hào)Vin和Vref的信號(hào)波形互相匹配。如上所述，監(jiān)視ニ極管輸出具有比激光二極管LD低得多的寬度，當(dāng)然也比DATAin信號(hào)低得多。因此為了波形的匹配，提供了 Filterin和Filterref。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，這些濾波器是可編程模擬濾波器。Filterin和Filterref具有非常不同的轉(zhuǎn)移函數(shù)，F(xiàn)ilterin優(yōu)選地具有將監(jiān)視ニ極管MD信號(hào)的滾降(rolloff)延伸到較高頻率的某些重點(diǎn)，而Filterref提供滾降使得對(duì)DATAin信號(hào)的Filterref的頻率響應(yīng)輸出與如通過Filterin提供的激光二極管LD、監(jiān)視ニ極管MD以及關(guān)聯(lián)電路的頻率響應(yīng)相同。同樣在優(yōu)選的實(shí)施例中，F(xiàn)ilterin和Filterref都是可編程濾波器，通過配備有匹配BW代碼自適應(yīng)電流對(duì)它們編程，以及另外該適配電路感測(cè)兩個(gè)信號(hào)的頻率內(nèi)容并且因而調(diào)整濾波器以匹配兩個(gè)路徑的頻率內(nèi)容。差分頂部峰值檢測(cè)器檢測(cè)Vin和Vref兩個(gè)信號(hào)的每ー個(gè)的峰值(上振幅)，并基于這兩個(gè)低值的比較提供輸出信號(hào)ERIV類似地，差分底部峰值檢測(cè)器檢測(cè)Vin和VMf兩個(gè)信號(hào)的每ー個(gè)的低峰值(下振幅)，并基于這兩個(gè)峰值的比較提供信號(hào)ERR115如圖2中所示，該差分頂部峰值檢測(cè)器被標(biāo)記“0”Det并且該差分底部峰值檢測(cè)器由“l(fā)”Det標(biāo)識(shí)，由于跨導(dǎo)倒數(shù)放大器I/V和I/VDm使信號(hào)反轉(zhuǎn)，所以相當(dāng)于與地相反的VCC感測(cè)峰值，并且因而該峰值檢測(cè)器被標(biāo)記為與期望的相反。該峰值檢測(cè)器的輸出被累積在環(huán)路濾波器中并被反饋以控制針對(duì)跨導(dǎo)倒數(shù)放大器i/vDm的電流I1和レ。因此，被反饋回到跨導(dǎo)倒數(shù)放大器I/VDm的值Itl和I1將穩(wěn)定 (settle out)在如下值處，差分頂部峰值檢測(cè)器和差分底部峰值檢測(cè)器針對(duì)該值感測(cè)在Vin和相等時(shí)的對(duì)應(yīng)峰值。實(shí)際控制兩個(gè)值的該反饋環(huán)路在此將被稱作I1, Itl環(huán)路。在這種情況下，那些反饋電流I1和Itl是對(duì)應(yīng)于發(fā)射激光二極管LD的光功率輸出Pl和PO的現(xiàn)有監(jiān)視ニ極管MD輸出的良好測(cè)量。因而，被標(biāo)記為AVG的電路可以平均I1和Itl的多個(gè)值以確定并提供用于系統(tǒng)跟蹤的監(jiān)視ニ極管輸出MD1-MDqij這些是多位形式的數(shù)字輸出。然后，與P1和Ptl成比例的電流I1和Ici被反饋到APC和ERC塊以便與平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)相比較。假設(shè)I1, Itl環(huán)路已經(jīng)安定在不符合平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)的 I1和Itl的平均值上，在Ibias和Imod上進(jìn)行計(jì)算調(diào)整。這改變了激光二極管LD上的驅(qū)動(dòng)， 并且因此改變了監(jiān)視ニ極管MD的輸出，這要求先前描述的I1, Itl環(huán)路安定在新的I1和Itl的值。調(diào)整發(fā)射激光二極管LD驅(qū)動(dòng)的、包括值I1和Ici的反饋的環(huán)路在此被稱作rtias，Imod 環(huán)路。如所要求的那樣，在將rtias，Imod環(huán)路安定在新的值上以后，從AVG塊到APC和ERC 塊的反饋再次與根據(jù)平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)所確定的值進(jìn)行比較以進(jìn)一步調(diào)整Ibias 和Imod的值。因此，系統(tǒng)將以Ibias和Imod的初始值開始，然后允許I1, I。環(huán)路穩(wěn)定在反饋到I/ Vdupl跨導(dǎo)倒數(shù)放大器的I1和Itl的穩(wěn)定值或者平均值，在那之后，那些些值或ー些與其成比例的值被反饋在rtias，Imod環(huán)路中，從而與由平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)輸入所確定的值相比較，根據(jù)該比較，基于期望的計(jì)算調(diào)整、使用針對(duì)rtias和Imod的新的值來重復(fù)全部序列，以最佳地修正反饋信號(hào)來匹配由平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)所確定的對(duì)應(yīng)信號(hào)。因此，特別地通過使用多位信號(hào)，在不測(cè)量實(shí)際的P1和Ptl的值的情況下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)到命令的平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)的收斂。因此，從上述特定優(yōu)選實(shí)施例中可以看到，根據(jù)信號(hào)Vin和Vref的波形匹配，通過反饋I1和Itl到放大器I/VDm，可以使信號(hào)的相對(duì)高和低相等，使Ibias和Imod的值保持固定。然后這些值直接或間接地被用來與根據(jù)平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)確定的值進(jìn)行比較以更新Ibias和Imod值，從而調(diào)整激光二極管LD的驅(qū)動(dòng)并且重復(fù)該過程。在一個(gè)實(shí)施例中，一旦I1, I。環(huán)路安定，就在其輸出被反饋到rtias，Imod環(huán)路之前對(duì)它的輸出多次采樣并平均。同樣如將在下文更詳細(xì)地描述的那樣，對(duì)數(shù)據(jù)的某些監(jiān)測(cè)被高效地完成，使得使用一些所選特性的數(shù)據(jù)串來完成I1, Itl環(huán)路的重復(fù)安定，或者通過給予更多的權(quán)重到更多“有利的”數(shù)據(jù)串來完成，因?yàn)榈?和O交替的數(shù)據(jù)串的監(jiān)視ニ極管輸出的振幅可能將不足以提供好的結(jié)果。同樣，隨后I1和Itl的電流值被保持在脈沖之間并且在每個(gè)脈沖后被恢復(fù) (reinstate)，使得在重復(fù)短脈沖的情況下，I” Itl環(huán)路的任何ー個(gè)安定實(shí)際上可以跨越或延伸至多個(gè)脈沖。再次參考圖2，在脈沖之間的時(shí)間期間，如果DATAin處的外部數(shù)據(jù)不可用，那么通過復(fù)用器M2向跨導(dǎo)倒數(shù)放大器I/VDm并且通過開關(guān)向跨導(dǎo)倒數(shù)放大器I/V的輸出提供空閑模式。這使得兩個(gè)放大器都具有相同的輸出，這繼而允許使用傳統(tǒng)的偏移修正技術(shù)來對(duì)信號(hào)路徑中的偏移歸零。它同樣在脈沖返回時(shí)針對(duì)快速恢復(fù)的活躍狀態(tài)中維持模擬電路， 尤其是對(duì)Filterin和Filterref和所得Vin和VMf信號(hào)的輸入。同樣在圖2中示出的是連接到發(fā)射ニ極管LD和監(jiān)視ニ極管MD的ー些外部電路，這可能隨激光二極管的類型而變化。然而，它的功能是在激光二極管LD和監(jiān)視ニ極管MD之間的共同的連接處提供虛擬接地，使得對(duì)激光二極管的電驅(qū)動(dòng)不耦合到監(jiān)視ニ極管以給出光碰撞在其上的假指示。同樣如圖2所示的是模擬輸出MD·，其反映供用戶用來調(diào)諧該系統(tǒng)的監(jiān)視ニ極管輸出。
因此，如果P1和Ptl已知，則除了 Km、激光二極管LD和監(jiān)視ニ極管MD之間的光耦合之外都是已知的。生成與P1成比例的I1和與Ptl成比例的Itl的跟蹤環(huán)路提供利用最小數(shù)據(jù)脈沖保持準(zhǔn)確的結(jié)果。針對(duì)每個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)光組件類型來優(yōu)化外部無源網(wǎng)絡(luò)。好的光發(fā)射機(jī)輸出和監(jiān)視ニ極管反饋可以通過將MDot作為可觀測(cè)信號(hào)而同時(shí)實(shí)現(xiàn)。還提供內(nèi)置的校準(zhǔn)鉤子(諸如在圖2中所示的校準(zhǔn)模式生成器)以顯著的減少制造成本。在圖7中進(jìn)ー 步描述的自動(dòng)校準(zhǔn)使能消光比校準(zhǔn)而不需要昂貴的采樣示波器，在生產(chǎn)環(huán)境中，特別在PON 標(biāo)準(zhǔn)所要求的非常高的消光比下，采樣示波器引入附加的誤差(由于光電轉(zhuǎn)化器単元中的偏移)。取決于使用的激光二極管類型和監(jiān)視ニ極管類型，所需的匹配BW的代碼可以隨溫度變化，盡管覆蓋任何傳統(tǒng)溫度范圍所需的代碼數(shù)量將非常受限并且溫度溫度查找表將不要求針對(duì)使用相同類型的激光二極管和監(jiān)視ニ極管的獨(dú)立模塊而改變。而且，并且可能是最重要的，校準(zhǔn)可以僅僅在ー個(gè)溫度處和足夠的性能下完成，該足夠的性能在具有在獨(dú)立發(fā)射機(jī)光組件基礎(chǔ)上所要求的溫度范圍上不校準(zhǔn)的相當(dāng)寬的操作溫度范圍上實(shí)現(xiàn)。因此可以在一次的基礎(chǔ)上完成光發(fā)射機(jī)組件類型的表征并且可以在產(chǎn)生單個(gè)溫度處的校準(zhǔn)中充分使用?，F(xiàn)在參考圖3，可以看到某種程度上更詳細(xì)示出的圖2的一部分。該電路的目的并且尤其是濾波器Filterin和Filtei^ef是使Vin和VMf具有相同的瞬態(tài)行為。由于不存在對(duì)于開放數(shù)據(jù)眼的需要，因此存在不止ー個(gè)自由度來優(yōu)化信干比。Fzero級(jí)可以是在0和對(duì)于 fp。le的全補(bǔ)償值(監(jiān)視ニ極管電容Cmd和MDin等效輸入電阻Req)之間的任何值，而高階極 (fhop)被用來移除高階失配分量。自適應(yīng)可以被用來補(bǔ)償電壓和溫度變化，即使不使用，匹配的BW代碼也可以被直接用來控制fh。p和fZCT。/fp。le。輸入和參考路徑以及關(guān)聯(lián)的濾波器的互導(dǎo)倒數(shù)級(jí)可以以各種組合實(shí)現(xiàn)。在圖4中更詳細(xì)地示出了偏移修正。這里，示出了兩階段動(dòng)態(tài)差分偏移修正，即， 調(diào)零(nulling)和跟蹤。因?yàn)樵谡{(diào)零(發(fā)生在脈沖之間并且在脈沖期間規(guī)則發(fā)生)期間兩個(gè)路徑具有相同的輸入，誤差ERRtl和ERR1可以在前置放大器的輸入處被檢測(cè)到，包括該前置放大器本身的偏移，并且可以在跟蹤階段期間被移除。在調(diào)零階段期間，空閑或調(diào)零數(shù)據(jù)模式保持所有環(huán)路活躍并且動(dòng)態(tài)地以最后已知條件平衡，在此期間，抵償所有的偏移。雖然示出了輸出存儲(chǔ)，但是也可以使用輔助輸入存儲(chǔ)。如上所指出的，在脈沖關(guān)狀態(tài)中，保存系統(tǒng)狀態(tài)(I” I。、Ibias和Imod)，等待下ー個(gè)脈沖?，F(xiàn)在參考圖5，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)ー步增強(qiáng)。ー種增強(qiáng)是使用具有CID(連續(xù)相同數(shù)字)檢測(cè)器的加權(quán)移動(dòng)平均(WMA)來基于感測(cè)到的發(fā)射信號(hào)的CID來控制加權(quán)?？梢曰谳斎虢y(tǒng)計(jì)和匹配帶寬來優(yōu)化權(quán)重。ー個(gè)CID加權(quán)的示例是對(duì)于Wi的0-2位CID ；對(duì)于Wj 的3位CID ；對(duì)于Wk的6位CID。最簡單的加權(quán)形式是Wk = Wj = Wi-未加權(quán)的，因此不存在對(duì)于CID檢測(cè)器的需要。當(dāng)脈沖使能BEN關(guān)閉吋，不能做數(shù)據(jù)和更新。替代地，出于該目的可以使用特別放入的長CID，盡管因?yàn)槠涫褂靡恍Ｓ脗鬏敃r(shí)間而不是優(yōu)選的。圖6示出了虛擬地的調(diào)諧。MD-連同光輸出眼可用于調(diào)諧每個(gè)TOSA配置(不是針對(duì)每個(gè)獨(dú)立的T0SA)的多個(gè)外部部件。濾波部件不在片上實(shí)現(xiàn)以為不同的TOSA配置提供調(diào)諧靈活性。該虛擬地將在激光二極管LD上的監(jiān)視ニ極管MD電容的負(fù)載最小化，該虛擬地也將從激光二極管LD到監(jiān)視ニ極管MD信號(hào)路徑的電干涉最小化。示出一種允許獨(dú)立調(diào)諧陽極和陰極來補(bǔ)償TOSA的內(nèi)部電感的可能配置。
圖7示出在ー個(gè)溫度處不具有昂貴設(shè)備的完整校準(zhǔn)系統(tǒng)。僅僅需要DC光功率計(jì)。 PRBS(偽隨機(jī)位序列)輸入模式可以在芯片上生成。集成的/基于控制器的測(cè)試系統(tǒng)可以被用來執(zhí)行寫/讀操作和用于校準(zhǔn)的基礎(chǔ)計(jì)算。該校準(zhǔn)由兩個(gè)階段組成平均功率校準(zhǔn)和消光比校準(zhǔn)?？删幊淘鲆娲a和平均功率目標(biāo)，連同DC功率計(jì)一起被用于完成平均功率校準(zhǔn)。該平均功率校準(zhǔn)過程如下1)使能校準(zhǔn)模式；2)寫入平均功率和消光比目標(biāo)；3)啟動(dòng) APC和ERC環(huán)路；以及4)讀取光功率計(jì)輸出Pavg,meas并調(diào)整可編程增益代碼和平均功率目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)所需的Pavg, meas。消光比校準(zhǔn)過程在圖2和圖10的實(shí)施例之間略微不同。對(duì)于圖2 和圖9中的第一實(shí)施例，該過程如下1)在平均功率校準(zhǔn)的結(jié)尾處，停止APC和ERC環(huán)路，因此將Ibias和Imod凍結(jié)在它們當(dāng)前的值上；2)讀取MDtl和MD1目標(biāo)值MDtl, target和MD1, target 并存儲(chǔ)；3)輸入PRBS/系統(tǒng)測(cè)試模式并讀取MDq和MD1 ；以及4)調(diào)整匹配BW代碼直到MDtl 和MD1匹配MDtlitoget和MDlitogett5對(duì)于圖10的實(shí)施例，過程如下1)在平均功率校準(zhǔn)的結(jié)尾處，停止APC和ERC環(huán)路，因此將Ibias和Imod凍結(jié)在它們當(dāng)前的值；2)切換圖10中的復(fù)用器 Ml 以將 IM0 和 IM1 路由到 IQ,IN 和 Ι1>ΙΝ ；3)讀取 MDtl 和 MD1 目標(biāo)值 MDQ,target 和 MDlitarget ； 4)輸入PRBS/系統(tǒng)測(cè)試模式并且讀取MDtl和MD1 ；以及5)調(diào)整匹配BW代碼直到MDtl和MD1 匹配MDtl, target和MDしtogrt。消光比校準(zhǔn)可能被完全片上執(zhí)行或借助于串行接口和控制器或 PC執(zhí)行。這樣，平均功率和消光比在沒有使用外部示波器時(shí)被校準(zhǔn)?，F(xiàn)在參考圖8，可以看到可以與圖9和圖10的實(shí)施例一起使用的電路元件。這基本是虛線內(nèi)的圖2的一部分，盡管在圖2中被標(biāo)記為MDot的監(jiān)視ニ極管輸出的模擬輸出被有效的標(biāo)記為MDmik，因?yàn)樵诳删幊淘鲆婕?jí)I/V中從鏡像中提供監(jiān)視ニ極管輸出。類似地，圖 2中針對(duì)匹配帶寬代碼的輸入被標(biāo)記為BW胃，并且圖2中針對(duì)跨導(dǎo)倒數(shù)放大器I/VDm的電流源的I1和Itl被標(biāo)識(shí)為I1i1n和Itl,IN，同時(shí)由信號(hào)CKm對(duì)鎖存I1和Itl計(jì)時(shí)。圖9利用圖8的電路來大體上復(fù)制圖2中的電路。然而圖10通過不同的方式使用圖8中的電路。特別地，如可以在此看到的，平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)兩者都被提供給生成塊，該生成塊根據(jù)如下方程生成/產(chǎn)和/氣Jf = ERxJf
「 ^ Ttgt 2 χ AP=-
10 ER + 1在脈沖期間，這些目標(biāo)值通過復(fù)用器M3作為輸入I1, IN和Itl, IN而被提供。因?yàn)檫@些電流被目標(biāo)值有效地強(qiáng)制，所以信號(hào)Vin和Vref (圖8)將不匹配直到電流rtias和Imod 匹配目標(biāo)值這樣的時(shí)間。因此信號(hào)ERRtl和ERR1通過環(huán)路濾波器累積并且通過鎖存器BIAS 和MOD而被應(yīng)用，這驅(qū)動(dòng)Ibias和Imod到Ibias和Imod的目標(biāo)值。因此，在這個(gè)實(shí)施例中， 僅存在調(diào)整兩個(gè)參數(shù)Ibias和Imod的有效的單個(gè)環(huán)路來實(shí)現(xiàn)平均功率目標(biāo)和消光比目標(biāo)。 如上所述，在脈沖之間凍結(jié)或存儲(chǔ)Ibias和Imod的值，使得在下一個(gè)脈沖開始，系統(tǒng)被恢復(fù)到上ー個(gè)脈沖的結(jié)尾狀態(tài)。關(guān)于先前的實(shí)施例，Ibias和Imod可以被用戶或系統(tǒng)讀出，并且也可以被強(qiáng)制為外部特定值或由系統(tǒng)強(qiáng)制。在前邊提及一些數(shù)據(jù)的監(jiān)視被有效的完成，使得使用一些選擇的特性的數(shù)據(jù)串或不同權(quán)重的數(shù)據(jù)串來完成I1, Itl環(huán)路的重復(fù)安定，因?yàn)楸O(jiān)視ニ極管輸出到1和O交替數(shù)據(jù)串的振幅在高數(shù)據(jù)速率上將不足以提供良好的結(jié)果。類似地，不同于依賴于所有O和所有1 的長串來測(cè)量Ptl和P1的某些現(xiàn)有技木，本發(fā)明對(duì)將通常具有更多有限“連續(xù)”數(shù)據(jù)串的隨
12機(jī)數(shù)據(jù)最佳地響應(yīng)。特別地，在一個(gè)實(shí)施例中，附加峰值檢測(cè)器被與圖2，4和8的頂部和底部峰值檢測(cè)器并聯(lián)使用，即如在圖11中所示的“快速”峰值檢測(cè)器，并且可以被連接至Vin 信號(hào)或信號(hào)。這些峰值檢測(cè)器比前邊描述的峰值檢測(cè)器快(響應(yīng)于較高頻率，即，較高數(shù)據(jù)速率的頻率)，因此它們將所有0和所有1的短串比與其并聯(lián)的較慢峰值檢測(cè)器響應(yīng)得快。因此，通過將兩個(gè)頂部峰值檢測(cè)器的輸出進(jìn)行比較并且將兩個(gè)底部峰值檢測(cè)器的輸出進(jìn)行比較，就可以檢測(cè)到0和1的短串。在圖11中，快速頂部峰值檢測(cè)器和快速底部峰值檢測(cè)器使用Vref作為它們的輸入，而分別將快速頂部峰值檢測(cè)器和快速底部峰值檢測(cè)器的輸出與針對(duì)Vref信號(hào)的頂部峰檢測(cè)器和底部峰值檢測(cè)器的輸出進(jìn)行比較。替代地，快速頂部峰值檢測(cè)器和快速底部峰值檢測(cè)器可以使用Vin作為它們的輸入，而將快速頂部峰值檢測(cè)器和快速底部峰值檢測(cè)器的輸出分別與頂部峰檢測(cè)器和底部峰值檢測(cè)器的輸出針對(duì)Vin 信號(hào)進(jìn)行比較。CID長串符不是必需的；僅需要高“平均”值或低“平均”值來限定采樣。這被示出在圖12中，圖12示出了建立系統(tǒng)所需的頂部峰值檢測(cè)器的響應(yīng)中的差的閾值以響應(yīng)于峰值檢測(cè)器輸出。相同的概念被應(yīng)用到底部峰值檢測(cè)器，Q0和Q1提供已經(jīng)符合閾值的指示 (資格)，使得系統(tǒng)可以響應(yīng)于對(duì)應(yīng)的信號(hào)ERRtl和ERR115注意，如先前所述，MD輸入和峰值檢測(cè)器信號(hào)之間的倒轉(zhuǎn)。如在圖11中可以看到，通過設(shè)置帶寬比BW比可以設(shè)置峰值檢測(cè)器的響應(yīng)的差。在一個(gè)實(shí)施例中，限定器和時(shí)鐘為320MHz速率，而更新時(shí)鐘是IOMHz速率。在這里已經(jīng)描述的用于脈沖模式和連續(xù)模式的發(fā)射機(jī)的雙激光功率級(jí)控制和校準(zhǔn)系統(tǒng)，其使用可以在ー個(gè)或兩個(gè)閉環(huán)中被稱作估計(jì)器的事物來基于監(jiān)視ニ極管的輸出和平均功率級(jí)和消光比的控制輸入估計(jì)和設(shè)置用于發(fā)射激光的PO和Pl功率級(jí)。該估計(jì)器不要求輸入數(shù)據(jù)模式的任何特定形式，但是卻可以使用NRZ編碼的傳輸數(shù)據(jù)來連續(xù)地估計(jì)和修正激光的PO和Pl功率級(jí)。對(duì)于脈沖模式操作，雙激光功率級(jí)控制和校準(zhǔn)系統(tǒng)的狀態(tài)被保持在脈沖之間，并且另外，該估計(jì)器用空閑模式保持活躍，以使在脈沖的開始處的安定基本上是立即的。監(jiān)視ニ極管的輸出包括四條信息，即，正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、監(jiān)視ニ極管帶寬、發(fā)射ニ 極管的高或P1功率級(jí)和發(fā)射ニ極管的低或PO功率級(jí)。在估計(jì)器中，監(jiān)視ニ極管輸出在第一信號(hào)路徑中被處理，并且輸入數(shù)據(jù)在第二信號(hào)路徑中被處理。監(jiān)視ニ極管具有比發(fā)射ニ 極管低(和正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù))低得多的帶寬，盡管兩個(gè)信號(hào)路徑的每個(gè)都包含濾波器，使得在兩個(gè)信號(hào)路徑中的信號(hào)的帶寬在濾波器之后是相同的(但比數(shù)據(jù)本身的低)。差分峰值檢測(cè)器檢測(cè)在這兩個(gè)信號(hào)路徑中的信號(hào)的頂部峰值的差以提供第一誤差信號(hào)(ERR0),并且第二差分峰值檢測(cè)器檢測(cè)在兩個(gè)信號(hào)中的底部峰值的差以提供第二誤差信號(hào)(ERR1)。這些差分峰值檢測(cè)器在感測(cè)中是動(dòng)態(tài)的，在感測(cè)中，它們連續(xù)比較峰值并且響應(yīng)于該比較來提供誤差信號(hào)，而不論峰值的量級(jí)如何。因此，動(dòng)態(tài)差分峰值檢測(cè)器連續(xù)操作，將發(fā)射信號(hào)數(shù)據(jù)與監(jiān)視ニ極管信號(hào)相比較，這兩個(gè)都是有源信號(hào)，這與根據(jù)用于與DC參考相比較的任意 CID(連續(xù)相同數(shù)字)是相反的?？臻e模式被用來維持在缺少輸入數(shù)據(jù)期間的動(dòng)態(tài)操作點(diǎn)， 并且提供偏移修正以修正否則將產(chǎn)生比較誤差的偏移。在一個(gè)實(shí)施例中，誤差信號(hào)通過環(huán)路濾波器并且被反饋到估計(jì)器的數(shù)據(jù)信號(hào)路徑中的跨導(dǎo)倒數(shù)放大器以根據(jù)反饋到其的值來提供跨導(dǎo)倒數(shù)放大器的輸出電壓，如由DATAin 信號(hào)的狀態(tài)來確定。這形成第一或內(nèi)部反饋環(huán)路。
當(dāng)?shù)谝环答伃h(huán)路安定吋，反饋信號(hào)與發(fā)射ニ極管功率級(jí)成比例，并且耦合(或其平均或加權(quán)的平均被耦合)至電路，該電路基于平均功率值和消光比的輸入來將反饋信號(hào)和相應(yīng)的計(jì)算的所需發(fā)射ニ極管功率級(jí)進(jìn)行比較。這形成了第二或外部反饋環(huán)路。如果發(fā)射ニ極管不操作在所計(jì)算的功率級(jí)上，則該發(fā)射ニ極管功率級(jí)被調(diào)整，并且通過讓第一反饋環(huán)路在此安定于監(jiān)視ニ極管輸出的新值等來重復(fù)該過程。在另ー個(gè)實(shí)施例中，基于平均功率級(jí)和消光比的輸入與所需功率級(jí)成比例的計(jì)算的值被提供給估計(jì)器的數(shù)據(jù)信號(hào)路徑中的跨導(dǎo)倒數(shù)放大器，從而設(shè)置數(shù)據(jù)信號(hào)路徑中的所需功率級(jí)，并且將所得的誤差信號(hào)耦合至環(huán)路濾波器，并且然后用于調(diào)整發(fā)射ニ極管的功率級(jí)。因此在這個(gè)實(shí)施例中，存在安定到所需發(fā)射ニ極管功率級(jí)的單個(gè)反饋環(huán)路。當(dāng)然在任何的實(shí)施例中，可以進(jìn)行明顯小的改變以適應(yīng)定義除平均功率和消光比之外的所需功率級(jí)的輸入，諸如，通過舉例的方式，是所需功率級(jí)本身的輸入指示。這里所述的優(yōu)選的實(shí)施例已經(jīng)關(guān)于將激光二極管用作發(fā)射ニ極管而被描述，盡管可以使用任何光發(fā)射機(jī)，激光二極管僅僅是光發(fā)射機(jī)的ー個(gè)例子。因此，本發(fā)明具有多個(gè)方面，可以根據(jù)需要獨(dú)立地或以各種組合來實(shí)現(xiàn)這些方面。 雖然已經(jīng)出于示范而不是限制的目的在此公開并描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變而不脫離如ー些權(quán)利要求書的全部廣度所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制光發(fā)射機(jī)的功率級(jí)的方法，包括提供第一信號(hào)路徑，用于接收和過濾發(fā)射信號(hào)，所述發(fā)射信號(hào)還用于控制所述光發(fā)射機(jī)，所述第一信號(hào)路徑包括第一放大器，所述第一放大器響應(yīng)于所述發(fā)射信號(hào)和第一級(jí)控制信號(hào)提供表示第一邏輯狀態(tài)的第一輸出，以及響應(yīng)于所述發(fā)射信號(hào)和級(jí)控制信號(hào)提供表示第二邏輯狀態(tài)的第二輸出；提供第二信號(hào)路徑，用于接收和過濾來自于監(jiān)視所述光發(fā)射機(jī)的發(fā)射的監(jiān)視ニ極管的信號(hào)；如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)跟蹤如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的監(jiān)視ニ極管信號(hào)的頻率響應(yīng)；差分地比較第一差分峰值檢測(cè)器的輸出、如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)和如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的上振幅，以產(chǎn)生第一誤差信號(hào)，并且差分地比較第二差分峰值檢測(cè)器的輸出、如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)和如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的下振幅，以產(chǎn)生第二誤差信號(hào)；使用所述第一誤差信號(hào)和所述第二誤差信號(hào)來調(diào)整所述光發(fā)射機(jī)的高光功率級(jí)和低功率級(jí)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平均光功率級(jí)和消光比。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中組合如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的所述上振幅與如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的上振幅之間的多個(gè)比較和如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的下振幅與如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的下振幅之間的多個(gè)比較以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平均光功率級(jí)和消光比。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中基于不同的數(shù)據(jù)串給予某些比較比其他比較更多的權(quán)重。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中不同數(shù)據(jù)串由連續(xù)相同數(shù)字檢測(cè)器檢測(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述連續(xù)相同數(shù)字檢測(cè)器分離地檢測(cè)第一邏輯狀態(tài)的所述連續(xù)相同數(shù)字和第二邏輯狀態(tài)的連續(xù)相同數(shù)字。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中通過以下內(nèi)容來檢測(cè)所述數(shù)據(jù)串將如由所述第一差分峰值檢測(cè)器輸出的所述發(fā)射信號(hào)的所述上振幅與具有比所述第一差分峰值檢測(cè)器更高的頻率響應(yīng)的第三峰值檢測(cè)器的輸出相比較，所述第三峰值檢測(cè)器檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的所述上振幅；以及將如由所述第二差分峰值檢測(cè)器輸出的所述發(fā)射信號(hào)的所述下振幅與具有比所述第 ニ差分峰值檢測(cè)器更高的頻率響應(yīng)的第四峰值檢測(cè)器的輸出相比較，所述第四峰值檢測(cè)器檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的所述下振幅；或者將如由所述第一差分峰值檢測(cè)器輸出的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的所述上振幅與具有比所述第一差分峰值檢測(cè)器更高的頻率響應(yīng)的第三峰值檢測(cè)器的輸出相比較，所述第三峰值檢測(cè)器檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的所述上振幅；以及將如由所述第二差分峰值檢測(cè)器輸出的所述發(fā)射信號(hào)的所述下振幅與具有比所述第 ニ差分峰值檢測(cè)器更高的頻率響應(yīng)的第四峰值檢測(cè)器的輸出相比較，所述第四峰值檢測(cè)器檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的所述下振幅。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中通過以下內(nèi)容來檢測(cè)所述數(shù)據(jù)串將如由所述第一差分峰值檢測(cè)器輸出的所述發(fā)射信號(hào)的所述上振幅與具有比所述第一差分峰值檢測(cè)器更高的頻率響應(yīng)的第三峰值檢測(cè)器的輸出相比較，所述第三峰值檢測(cè)器檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的所述上振幅；以及將如由所述第二差分峰值檢測(cè)器輸出的所述發(fā)射信號(hào)的所述下振幅與具有比所述第 ニ差分峰值檢測(cè)器更高的頻率響應(yīng)的第四峰值檢測(cè)器的輸出的相比較，所述第四峰值檢測(cè)器檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的所述下振幅。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的所述上振幅與如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的所述上振幅的比較的測(cè)量以及如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的所述下振幅和如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的所述下振幅的比較的測(cè)量作為反饋信號(hào)反饋到所述第一信號(hào)路徑中的所述第一放大器作為所述第一和第二級(jí)控制信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)ー步包括響應(yīng)于所述反饋信號(hào)來監(jiān)視信號(hào)輸出，所述反饋信號(hào)是所述光發(fā)射機(jī)的所述高光功率級(jí)和所述低光功率級(jí)的指示。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中響應(yīng)于所述反饋信號(hào)的信號(hào)還用于設(shè)置所述光發(fā)射機(jī)的功率級(jí)。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中響應(yīng)于所述反饋信號(hào)的平均的信號(hào)還用于設(shè)置所述光發(fā)射機(jī)的功率級(jí)。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中響應(yīng)于反饋信號(hào)的所述平均的信號(hào)被用于相對(duì)于根據(jù)目標(biāo)平均光功率級(jí)和消光比的輸入計(jì)算的光發(fā)射機(jī)功率級(jí)的值來調(diào)整將提供給所述光發(fā)射機(jī)的功率級(jí)。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其中響應(yīng)于所述反饋信號(hào)的信號(hào)被用于相對(duì)于根據(jù)目標(biāo)平均光功率級(jí)和消光比的輸入計(jì)算的光發(fā)射機(jī)功率級(jí)的值來調(diào)整將提供給所述光發(fā)射機(jī)的功率級(jí)。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其中在脈沖之間，保持之前脈沖結(jié)尾處的所述光發(fā)射機(jī)功率級(jí)以在下一個(gè)脈沖的開始處使用。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其中在脈沖之間，保持所述反饋值以在下ー個(gè)的脈沖開始處使用。
16.如權(quán)利要求8所述的方法，其中在脈沖之間，當(dāng)不提供數(shù)據(jù)時(shí)，向所述第一和第二信號(hào)路徑提供空閑模式。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二級(jí)控制信號(hào)響應(yīng)于目標(biāo)光發(fā)射機(jī)功率級(jí)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中在脈沖之間，保持在之前脈沖結(jié)尾處的所述光發(fā)射機(jī)功率級(jí)以在下一個(gè)脈沖的開始處使用。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中在脈沖之間，當(dāng)不提供數(shù)據(jù)時(shí)，相所述第一和第二信號(hào)路徑提供空閑模式。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)ー步包括在各自的環(huán)路濾波器中過濾所述第一和第二誤差信號(hào)；以及使用所述環(huán)路濾波器的輸出來調(diào)整所述光發(fā)射機(jī)的高光功率級(jí)和低功率級(jí)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平均光功率級(jí)和消光比。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)ー步包括提供第一校準(zhǔn)模式來控制光發(fā)射機(jī)，使用DC光功率計(jì)測(cè)量所述光發(fā)射機(jī)的平均功率并調(diào)整可編程增益代碼和平均功率目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)所需的所測(cè)量的平均光功率。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一校準(zhǔn)模式和所述環(huán)路濾波器的輸出的平均針對(duì)給定的消光比目標(biāo)提供激光消光比的測(cè)量。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)ー步包括提供外部校準(zhǔn)模式以通過匹配所測(cè)量的所述環(huán)路濾波器的輸出的平均值與來自所述第一校準(zhǔn)模式的存儲(chǔ)的值來校準(zhǔn)所述消光比。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)ー步包括通過過濾為連接所述光發(fā)射機(jī)和所述監(jiān)視ニ極管的共有節(jié)點(diǎn)提供虛AC接地。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，進(jìn)ー步包括響應(yīng)于所述監(jiān)視ニ極管的模擬輸出來提供輸出，用于針對(duì)每個(gè)發(fā)射機(jī)光組件配置調(diào)諧多個(gè)外部部件。
26.一種用于控制光發(fā)射機(jī)的功率級(jí)的裝置包括第一信號(hào)路徑，包括第一放大器和濾波器，用于接收并過濾發(fā)射信號(hào)，所述發(fā)射信號(hào)還用于控制所述光發(fā)射機(jī)，所述第一放大器響應(yīng)于所述發(fā)射信號(hào)和第一級(jí)控制信號(hào)提供表示第一邏輯狀態(tài)的第一輸出，以及響應(yīng)于所述發(fā)射信號(hào)和第二級(jí)控制信號(hào)提供表示第二邏輯狀態(tài)的第二輸出；第二信號(hào)路徑，包括第二放大器和濾波器，用于接收并過濾自監(jiān)視所述光發(fā)射機(jī)發(fā)射的監(jiān)視ニ極管的信號(hào)；在所述第一和第二信號(hào)路徑中的所述濾波器提供具有相似頻率響應(yīng)的過濾信號(hào)；第一差分峰值檢測(cè)器，用于提供到第一和第二比較器的輸出以便比較如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)和如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的監(jiān)視ニ極管信號(hào)的上振幅以及比較如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)和如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的下振幅；以及電路，用于基于所述第一差分峰值檢測(cè)器的輸出來調(diào)整所述光發(fā)射機(jī)的高光功率級(jí)和低光功率級(jí)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平均光功率級(jí)和消光比。
27.如權(quán)利要求沈所述的裝置，其中用于基于所述第一差分峰值檢測(cè)器的輸出來調(diào)整所述光發(fā)射機(jī)的高光功率級(jí)和低光功率級(jí)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平均光功率級(jí)和消光比的電路包括如下電路，該電路用于組合如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)和如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的上振幅之間的多個(gè)比較和如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)和如在所述第二信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的下振幅之間的多個(gè)比較以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平均光功率級(jí)和消光比。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中用于組合多個(gè)比較的電路包括用于基于不同的數(shù)據(jù)串給予ー些比較比其他比較更多權(quán)重的電路。
29.如權(quán)利要求觀所述的裝置，其中用于基于不同的數(shù)字串給予ー些比較比其他比較更多權(quán)重的電路包括比所述第一差分峰值檢測(cè)器更快的第二和第三峰值檢測(cè)器。
30.如權(quán)利要求觀所述的裝置，其中用于給予一些比較比其他比較更多權(quán)重的電路包括數(shù)據(jù)串檢測(cè)器，具有第二和第三峰值檢測(cè)器，每個(gè)都具有比所述第一差分峰值檢測(cè)器更高的頻率響應(yīng)； 第三和第四比較器； 耦合所述第三比較器以比較a)如由所述第一差分峰值檢測(cè)器輸出的所述發(fā)射信號(hào)的上振幅和檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的上振幅的所述第二峰值檢測(cè)器的輸出；以及耦合所述第四比較器以比較b)如由所述第一差分峰值檢測(cè)器輸出的所述發(fā)射信號(hào)的下振幅和檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的下振幅的所述第三峰值檢測(cè)器的輸出；或者耦合所述第三比較器以比較a)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的上振幅和檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的上振幅的所述第二峰值檢測(cè)器的輸出；以及耦合所述第四比較器以比較b)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管的下振幅和檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述監(jiān)視ニ極管信號(hào)的下振幅的所述第三峰值檢測(cè)器的輸出。
31.如權(quán)利要求觀所述的裝置，其中用于給予一些比較比其他比較更多權(quán)重的電路包括數(shù)據(jù)串檢測(cè)器，具有；第二和第三峰值檢測(cè)器，每個(gè)都具有比所述第一差分峰值檢測(cè)器更高的頻率響應(yīng)； 第三和第四比較器； 耦合所述第三比較器以比較a)如由所述第一差分峰值檢測(cè)器的輸出的所述發(fā)射信號(hào)的上振幅和檢測(cè)如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)的上振幅的所述第二峰值檢測(cè)器的輸出；以及耦合所述第四比較器以比較b)如由所述第一差分峰值檢測(cè)器的輸出的所述發(fā)射信號(hào)的下振幅和檢測(cè)所述如在所述第一信號(hào)路徑中過濾的所述發(fā)射信號(hào)下振幅的所述第三峰值檢測(cè)器的輸出。
32.如權(quán)利要求沈所述的裝置，其中所述第一差分峰值檢測(cè)器的輸出被耦合回到在所述第一信號(hào)路徑中的所述第一放大器作為所述第一和第二級(jí)控制信號(hào)。
33.如權(quán)利要求32所述的裝置，進(jìn)ー步包括用于在脈沖之間保持所述第一和第二級(jí)控制信號(hào)的電路。
34.如權(quán)利要求32所述的裝置，進(jìn)ー步包括當(dāng)不提供數(shù)據(jù)時(shí)，在脈沖之間向所述第一和第二信號(hào)路徑提供空閑模式。
35.如權(quán)利要求32所述的裝置，其中所述第一差分峰值檢測(cè)器的輸出通過環(huán)路濾波器被耦合回到所述第一信號(hào)路徑中的所述放大器作為所述第一和第二級(jí)控制信號(hào)。
36.如權(quán)利要求35所述的裝置，用于調(diào)節(jié)基于所述第一差分峰值檢測(cè)器的輸出來調(diào)整所述光發(fā)射機(jī)的高光功率級(jí)和低光功率級(jí)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平均光功率級(jí)和消光比的電路包括響應(yīng)于所述第一和第二級(jí)控制信號(hào)以控制所述光發(fā)射機(jī)的功率級(jí)的電路。
37.如權(quán)利要求35所述的裝置，進(jìn)ー步包括響應(yīng)于所述第一和第二級(jí)控制信號(hào)以及目標(biāo)平均光功率和消光比的輸入來控制所述光發(fā)射機(jī)的功率級(jí)的電路。
38.如權(quán)利要求35所述的裝置，進(jìn)ー步包括模擬所述光發(fā)射機(jī)的控制的模式生成器；以及用于提供所述環(huán)路濾波器的輸出的平均輸出來校準(zhǔn)所述光發(fā)射機(jī)増益的電路；由此所述光發(fā)射機(jī)的増益可以被校準(zhǔn)。
39.如權(quán)利要求沈所述的裝置，進(jìn)ー步包括，響應(yīng)于所述第一差分峰值檢測(cè)器的輸出的監(jiān)視信號(hào)輸出，作為所述光發(fā)射機(jī)的所述高光功率級(jí)和所述低功率級(jí)的指示。
40.如權(quán)利要求沈所述的裝置，其中所述第一和第二級(jí)控制信號(hào)是目標(biāo)光發(fā)射機(jī)功率級(jí)的計(jì)算值。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，進(jìn)ー步包括當(dāng)不提供數(shù)據(jù)時(shí)，在脈沖之間向所述第一和第二信號(hào)路徑提供空閑模式。
42.如權(quán)利要求沈所述的裝置，其中在脈沖之間，在之前脈沖的結(jié)尾處保持所述光發(fā)射機(jī)功率級(jí)以在下一個(gè)脈沖的開始處使用。
43.如權(quán)利要求沈所述的裝置，其中在所述第二信號(hào)路徑中的所述第二放大器具有可編程增益。
44.如權(quán)利要求沈所述的裝置，其中在所述第一和第二信號(hào)路徑中的濾波器是可編程濾波器。
45.如權(quán)利要求44所述的裝置，進(jìn)ー步包括自適應(yīng)電路，其感測(cè)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)路徑中的濾波器的輸出中的頻率內(nèi)容以及因而調(diào)整所述濾波器以匹配兩個(gè)濾波器的輸出的頻率內(nèi)容。
46.如權(quán)利要求沈所述的裝置，進(jìn)ー步包括，用于響應(yīng)于所述監(jiān)視ニ極管的模擬輸出提供輸出以便針對(duì)每個(gè)發(fā)射機(jī)光組件配置調(diào)諧多個(gè)外部部件。
全文摘要
脈沖和連續(xù)模式發(fā)射機(jī)的雙激光功率級(jí)控制和校準(zhǔn)系統(tǒng)。第一信號(hào)路徑接收發(fā)射信號(hào)，該信號(hào)還驅(qū)動(dòng)發(fā)射激光，并且第二信號(hào)路徑接收監(jiān)視二極管的輸出。所述第一和第二信號(hào)路徑包括過濾，使得兩個(gè)信號(hào)路徑具有類似的頻率響應(yīng)。比較兩個(gè)信號(hào)路徑的上和下振幅，基于這些比較來調(diào)整光發(fā)射機(jī)的功率級(jí)。公開了具有一個(gè)控制環(huán)路和兩個(gè)控制環(huán)路的實(shí)施例。
文檔編號(hào)H04B10/17GK102594459SQ201110461309
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者J·C·阮, J·菲利普, M·C·拉瓦 申請(qǐng)人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司