用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐芳胺椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐芳胺椒ǎ婕肮馔ㄐ蓬I(lǐng)域，方法包括：將第三電阻與工作電源相連，電路產(chǎn)生正偏壓，激光器導(dǎo)通；第二晶體管吸收激光器的偏置電流和調(diào)制電流，阻尼電阻和第二電容調(diào)制激光器；測(cè)量第一電阻的壓差，計(jì)算激光器的偏置電流值；測(cè)量第二電阻的壓差，計(jì)算激光器的調(diào)制電流值；將第三電阻與工作電源斷開，電激光器關(guān)閉，在測(cè)量溫度下，測(cè)量激光器的偏置電流和調(diào)制電流；在測(cè)量溫度段內(nèi)，計(jì)算激光器的偏置電流的斜效率和調(diào)制電流的斜效率。本發(fā)明對(duì)光模塊的補(bǔ)償穩(wěn)定度和補(bǔ)償精度均較高，不僅提高了光模塊的穩(wěn)定度和精度，保證在全溫范圍內(nèi)，光模塊的光功率和消光比的穩(wěn)定，而且通信過程中不易出現(xiàn)誤碼。
【專利說(shuō)明】用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐芳胺椒?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，具體涉及一種用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐芳胺椒??！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著光通信行業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)通信、IP通信、語(yǔ)音通信的三網(wǎng)融合加速，光模塊的需求與日俱增。由于光模塊的應(yīng)用環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)APC (Automatic PowerControl,自動(dòng)功率控制）光功率補(bǔ)償和線性消光比補(bǔ)償無(wú)法保證模塊在全溫范圍內(nèi)光功率和消光比的穩(wěn)定。
[0003]傳統(tǒng)的光模塊使用時(shí)，隨著溫度的變化，MCU (微處理單元)需要對(duì)光模塊的發(fā)射光功率和消光比進(jìn)行補(bǔ)償，以保證光模塊的發(fā)射光功率和消光比的穩(wěn)定。調(diào)節(jié)光模塊的發(fā)射光功率和消光比時(shí)，通過調(diào)節(jié)光模塊內(nèi)部LD (Laser Diode，激光器二極管）芯片的可調(diào)電位器、或者外部電阻進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)溫度變化時(shí)，LD芯片的斜效率會(huì)發(fā)生變化，為了保持光模塊的發(fā)射光功率的穩(wěn)定，需要對(duì)光模塊的偏置電流進(jìn)行補(bǔ)償。由于光模塊的偏置電流變化，為了維持光模塊的發(fā)射消光比的穩(wěn)定，需要對(duì)光模塊的調(diào)制電流進(jìn)行補(bǔ)償。
[0004]目前，補(bǔ)償光模塊的調(diào)制電流的補(bǔ)償方式一般為：溫度查找表、K系數(shù)補(bǔ)償、熱敏電阻等；由于所述補(bǔ)償方式均為線性補(bǔ)償，在實(shí)際情況中，由于LD芯片的差異性和一致性，有部分光模塊在高溫環(huán)境下，光模塊的偏置電流和調(diào)制電流會(huì)出現(xiàn)非線性的特點(diǎn)，因此，MCU通過線性補(bǔ)償會(huì)出現(xiàn)較大的偏差，導(dǎo)致光模塊的消光比的不穩(wěn)定，通信過程中容易出現(xiàn)誤碼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐芳胺椒ǎ粌H能夠有效的提高光模塊的可靠性和穩(wěn)定性，保持光模塊的消光比穩(wěn)定，而且通信過程中不易出現(xiàn)誤碼。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐?，包括激光器LD和激光器驅(qū)動(dòng)電路，還包括工作電源VCC、第一電感LI、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl、第二電容C2、阻尼電阻RD、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5 ;所述激光器驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管Tl和第二晶體管T2 ；
[0007]激光器LD的陽(yáng)極通過第二電感L2與工作電源VCC相連，激光器LD的陰極通過阻尼電阻RD與第二電容C2連接，第二電容C2與第二晶體管T2連接，激光器LD的陰極通過第三電感L3與第一電阻Rl相連；
[0008]第一晶體管Tl通過第二電感L2上拉至工作電源VCC，第二晶體管T2通過第一電感LI上拉至工作電源VCC ;第一電容Cl的一端與工作電源VCC相連，另一端接地；第一晶體管Tl和第二晶體管T2的公共極通過第二電阻R2接地；
[0009]第三電阻R3的一端與第一晶體管Tl相連，另一端與工作電源VCC活動(dòng)連接；第四電阻R4的一端與第一晶體管Tl的基極相連，另一端與第二晶體管T2的基極相連；第五電阻R5的一端與第二晶體管T2的基極相連，另一端接地。
[0010]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述阻尼電阻RD的阻值為5 Ω。
[0011]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述第一電阻Rl的阻值為10 Ω。
[0012]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述第二電阻R2的阻值為10 Ω。
[0013]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述第三電阻R3的阻值為16ΚΩ。
[0014]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述第四電阻R4的阻值為100 Ω。
[0015]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述第五電阻R5的阻值為24ΚΩ。
[0016]本發(fā)明提供的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)姆椒òㄒ韵虏襟E：
[0017]A、將第三電阻R3與工作電源VCC相連，電路產(chǎn)生正偏壓，工作電流經(jīng)第一晶體管Tl流至激光器LD，激光器LD導(dǎo)通；第二晶體管T2吸收激光器LD的偏置電流和調(diào)制電流，阻尼電阻RD和第二電容C2調(diào)制激光器LD ；
[0018]B、激光器LD的偏置電流流至第一電阻R1，激光器LD的調(diào)制電流流至第二電阻R2 ;測(cè)量第一電阻Rl的壓差，根據(jù)第一電阻Rl的壓差計(jì)算得到激光器LD的偏置電流值；測(cè)量第二電阻R2的壓差，根據(jù)第二電阻R2的壓差計(jì)算得到激光器LD的調(diào)制電流值；
[0019]C、將第三電阻R3與工作電源VCC斷開，電路產(chǎn)生負(fù)偏壓，激光器關(guān)閉，激光器LD的偏置電流和調(diào)制電流依次經(jīng)過第二電感L2和第一晶體管Tl后接地；
[0020]D、將激光器LD的功率調(diào)至_6dBm，消光比調(diào)至8dB，在測(cè)量溫度下，測(cè)量得到激光器LD的偏置電流和調(diào)制電流；在測(cè)量溫度段內(nèi)，根據(jù)激光器LD的偏置電流和測(cè)量溫度，計(jì)算激光器LD的偏置電流的斜效率；在測(cè)量溫度段內(nèi)，根據(jù)激光器LD的調(diào)制電流和測(cè)量溫度，計(jì)算激光器LD的調(diào)制電流的斜效率。
[0021]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟D中計(jì)算激光器LD的偏置電流的斜效率的公式為：Px=(II - Il ; )/ (T-Tr )，計(jì)算激光器LD的調(diào)制電流的斜效率的公式為：Px ^ = (12 —
12; ) / (T — Iw );其中，T為激光器的第一溫度，T丨為激光器的第二溫度，T > Iw ；Px為激光器的斜效率，Il為激光器在溫度為T時(shí)的偏置電流，Il ’為激光器在溫度為T ’的偏置電流；Px丨為激光器的斜效率，12為激光器在溫度為T時(shí)的調(diào)制電流，12丨為激光器在溫度為Iw的調(diào)制電流。
[0022]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟D中的測(cè)量溫度為25°C、45°C、65°C和85°C，測(cè)量溫度段為 25°C~45°C，45°C~65°C，65°C~85°C。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0024]本發(fā)明中的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐饭ぷ鲿r(shí)，能夠得到激光器不同溫度下的偏置電流和調(diào)制電流；根據(jù)激光器的偏置電流和調(diào)制效率，計(jì)算不同溫度段內(nèi)激光器的偏置電流的斜效率、以及激光器調(diào)制電流的斜效率，進(jìn)而對(duì)光模塊的消光比、發(fā)射光功率、偏置電流和調(diào)制電流進(jìn)行分段補(bǔ)償，補(bǔ)償穩(wěn)定度和補(bǔ)償精度均較高，不易出現(xiàn)誤差，不僅提高了光模塊的穩(wěn)定度和精度，保證在全溫范圍內(nèi)，光模塊的光功率和消光比的穩(wěn)定，而且通信過程中不易出現(xiàn)誤碼。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖I為本發(fā)明實(shí)施例中激光器的功率電流圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐返碾娐穲D。[0027]圖中：激光器-LD、工作電-VCC、第一電感-LI、第二電感-L2、第三電感-L3、第一電容-CI、第二電容-C2、阻尼電阻-RD、第一電阻-Rl、第二電阻-R2、第三電阻-R3、第四電阻-R4、第五電阻-R5 ;第一晶體管-Tl和第二晶體管-T2。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐芳胺椒ǎ窃谘芯考す馄鞯奶匦灾碌贸?。參見圖I所示，為了了解激光器的溫度特性，對(duì)激光器做了溫度試驗(yàn)，進(jìn)而得到了激光器的PI (功率、電流）圖；圖I中各項(xiàng)英文縮寫的解釋如下：
[0030]Pl :激光器在信號(hào)為I時(shí)的光功率；P0 :激光器在信號(hào)為O時(shí)的光功率；PAve :平均光功率，Pavg= (Pl+P0)/2 ；
[0031]Tl ：25°C ；Ibiasi :激光器在25°C下的偏置電流；Imqdi :激光器在25°C下的調(diào)制電流；
[0032]T2 ：85°C ； Ibias2 :激光器在85 °C下的偏置電流；Imqd2 :激光器在85 °C下的調(diào)制電流。
[0033]參見圖I所示，光模塊的溫度為Tl時(shí)的斜效率，比光模塊的溫度為T2時(shí)的斜效率大，光模塊的溫度從Tl上升至T2的階段中，為了保持光模塊的發(fā)射光功率的穩(wěn)定，激光器的偏置電流Ibiasi會(huì)逐漸增大至IBIAS2。為了保持光模塊的消光比的穩(wěn)定，激光器的調(diào)制電流Imodi會(huì)逐漸增大至Imod2。
[0034]大部分激光器(線性激光器）的驅(qū)動(dòng)電流(偏置電流和調(diào)制電流）均是與溫度相關(guān)的線性函數(shù)，對(duì)線性激光器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，可以簡(jiǎn)單的采用線性補(bǔ)償?shù)姆绞剑坏巧俨糠旨す馄?非線性激光器）的驅(qū)動(dòng)電流是與溫度相關(guān)的非線性函數(shù)，對(duì)非線性激光器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，若采用線性補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑒t無(wú)法保證在溫度上升過程中，光模塊的消光比的穩(wěn)定。為了保持光模塊的消光比的穩(wěn)定，本發(fā)明將補(bǔ)償溫度進(jìn)行分段，得到每個(gè)溫度段之間的斜效率，對(duì)每個(gè)溫度段進(jìn)行分段補(bǔ)償。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐?，包括激光器LD、激光器驅(qū)動(dòng)電路、工作電源VCC、第一電感LI、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl、第二電容C2、阻尼電阻RD、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5 ;激光器驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管Tl和第二晶體管T2。第一電容Cl的值為O. I μ F，第二電容C2的值為O. I μ F ;第一電感LI、第二電感L2、第三電感L3均為IOnH ;阻尼電阻RD的阻值為5 Ω，第一電阻Rl的阻值為10Ω，第二電阻R2的阻值為10Ω、第三電阻R3的阻值為16ΚΩ、第四電阻R4的阻值為100 Ω、第五電阻R5的阻值為24Κ Ω。
[0036]激光器LD的陽(yáng)極通過第二電感L2與工作電源VCC相連，激光器LD的陰極通過阻尼電阻RD交流耦合第二晶體管Τ2 (激光器LD的陰極通過阻尼電阻RD與第二電容C2連接，第二電容C2與第二晶體管Τ2連接)，激光器LD的陰極通過第三電感L3與第一電阻Rl相連。第一晶體管Tl通過第二電感L2上拉至工作電源VCC，第二晶體管Τ2通過第一電感LI上拉至工作電源VCC ;第一電容Cl的一端與工作電源VCC相連，另一端接地。第一晶體管Tl和第二晶體管Τ2的公共極通過第二電阻R2接地。第三電阻R3的一端與第一晶體管Tl相連，另一端與工作電源VCC活動(dòng)連接；第四電阻R4的一端與第一晶體管Tl的基極相連，另一端與第二晶體管Τ2的基極相連；第五電阻R5的一端與第二晶體管Τ2的基極相連，另一端接地。[0037]本發(fā)明實(shí)施例提供的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)姆椒?，包括以下步驟：
[0038]SI :將第三電阻R3與工作電源VCC相連，電路產(chǎn)生正偏壓（強(qiáng)制輸出為I電平），工作電流經(jīng)第一晶體管Tl流至激光器LD，激光器LD導(dǎo)通。
[0039]S2 :第二晶體管T2吸收激光器LD的偏置電流和調(diào)制電流，阻尼電阻RD和第二電容C2調(diào)制激光器LD。
[0040]S3 :激光器LD的偏置電流流至第一電阻R1，激光器LD的調(diào)制電流流至第二電阻R2。
[0041]S4 :測(cè)量第一電阻Rl的壓差，根據(jù)第一電阻Rl的壓差計(jì)算得到激光器LD的偏置電流值；測(cè)量第二電阻R2的壓差，根據(jù)第二電阻R2的壓差計(jì)算得到激光器LD的調(diào)制電流值。
[0042]S5 :將第三電阻R3與工作電源VCC斷開，電路產(chǎn)生負(fù)偏壓（強(qiáng)制輸出為O電平），激光器關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)電流(激光器LD的偏置電流和調(diào)制電流）依次經(jīng)過第二電感L2和第一晶體管Tl后接地)。
[0043]S6 :將激光器LD的功率調(diào)至_6dBm，消光比調(diào)至8dB，在測(cè)量溫度下，測(cè)量得到激光器LD的偏置電流和調(diào)制電流；在測(cè)量溫度段內(nèi)，根據(jù)激光器LD的偏置電流和測(cè)量溫度，計(jì)算激光器LD的偏置電流的斜效率；在測(cè)量溫度段內(nèi)，根據(jù)激光器LD的調(diào)制電流和測(cè)量溫度，計(jì)算激光器LD的調(diào)制電流的斜效率。
[0044]參見表一所示，分別在25°C、45°C、65°C、85°C的溫度下，計(jì)算激光器LD的偏置電流值和調(diào)制電流值。根據(jù)激光器LD在不同溫度下的偏置電流值和調(diào)制電流值，分別計(jì)算溫度段內(nèi)偏置電流的斜效率 、以及溫度段內(nèi)調(diào)制電流的斜效率。
[0045]表一：激光器不同溫度下的驅(qū)動(dòng)電流參數(shù)表
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐?，包括激光器LD和激光器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于：還包括工作電源VCC、第一電感LI、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl、第二電容C2、阻尼電阻RD、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5 ;所述激光器驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管Tl和第二晶體管T2 ； 激光器LD的陽(yáng)極通過第二電感L2與工作電源VCC相連，激光器LD的陰極通過阻尼電阻RD與第二電容C2連接，第二電容C2與第二晶體管T2連接，激光器LD的陰極通過第三電感L3與第一電阻Rl相連； 第一晶體管Tl通過第二電感L2上拉至工作電源VCC，第二晶體管T2通過第一電感LI上拉至工作電源VCC ;第一電容Cl的一端與工作電源VCC相連，另一端接地；第一晶體管Tl和第二晶體管T2的公共極通過第二電阻R2接地； 第三電阻R3的一端與第一晶體管Tl相連，另一端與工作電源VCC活動(dòng)連接；第四電阻R4的一端與第一晶體管Tl的基極相連,另一端與第二晶體管T2的基極相連；第五電阻R5的一端與第二晶體管T2的基極相連，另一端接地。
2.如權(quán)利要求1所述的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐?，其特征在于：所述阻尼電阻RD的阻值為5Ω。
3.如權(quán)利要求1所述的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐?，其特征在于：所述第一電阻Rl的阻值為10 Ω。
4.如權(quán)利要求1所述的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐?，其特征在于：所述第二電阻R2的阻值為10 Ω。
5.如權(quán)利要求1所述的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐?，其特征在于：所述第三電阻R3的阻值為16ΚΩ。
6.如權(quán)利要求1所述的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐?，其特征在于：所述第四電阻R4的阻值為100 Ω。
7.如權(quán)利要求1所述的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)碾娐?，其特征在于：所述第五電阻R5的阻值為24ΚΩ。
8.一種基于權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述電路的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，包括以下步驟： A、將第三電阻R3與工作電源VCC相連，電路產(chǎn)生正偏壓，工作電流經(jīng)第一晶體管Tl流至激光器LD，激光器LD導(dǎo)通；第二晶體管T2吸收激光器LD的偏置電流和調(diào)制電流，阻尼電阻RD和第二電容C2調(diào)制激光器LD ； B、激光器LD的偏置電流流至第一電阻Rl，激光器LD的調(diào)制電流流至第二電阻R2;測(cè)量第一電阻Rl的壓差，根據(jù)第一電阻Rl的壓差計(jì)算得到激光器LD的偏置電流值；測(cè)量第二電阻R2的壓差，根據(jù)第二電阻R2的壓差計(jì)算得到激光器LD的調(diào)制電流值； C、將第三電阻R3與工作電源VCC斷開，電路產(chǎn)生負(fù)偏壓，激光器關(guān)閉，激光器LD的偏置電流和調(diào)制電流依次經(jīng)過第二電感L2和第一晶體管Tl后接地； D、將激光器LD的功率調(diào)至_6dBm，消光比調(diào)至8dB，在測(cè)量溫度下，測(cè)量得到激光器LD的偏置電流和調(diào)制電流；在測(cè)量溫度段內(nèi)，根據(jù)激光器LD的偏置電流和測(cè)量溫度，計(jì)算激光器LD的偏置電流的斜效率；在測(cè)量溫度段內(nèi)，根據(jù)激光器LD的調(diào)制電流和測(cè)量溫度，計(jì)算激光器LD的調(diào)制電流的斜效率。
9.如權(quán)利要求8所述的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，步驟D中計(jì)算激光器LD的偏置電流的斜效率的公式為：PX= (II - Il ; )/ (T-Tr )，計(jì)算激光器LD的調(diào)制電流的斜效率的公式為=Px ' = (12 - 12 ; )/ (T - T ;);其中，T為激光器的第一溫度，T丨為激光器的第二溫度，T > T丨；PX為激光器的斜效率，Il為激光器在溫度為T時(shí)的偏置電流，Il丨為激光器在溫度為T丨的偏置電流；PX丨為激光器的斜效率，12為激光器在溫度為T時(shí)的調(diào)制電流，12 '為激光器在溫度為T'的調(diào)制電流。
10.如權(quán)利要求8所述的用于光模塊電流分段補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于：步驟D中的測(cè)量溫度為 25°C、45°C、65°C和 85°C`，測(cè)量溫度段為 25°C~45°C，45°C~65°C，65°C~85°C。
【文檔編號(hào)】H04B10/2507GK103490819SQ201310439860
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】肖海清, 張品華 申請(qǐng)人:武漢恒泰通技術(shù)有限公司