專利名稱：用于升壓驅(qū)動光發(fā)射器的光功率控制apc電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光發(fā)射器光功率控制APC電路，尤其涉及用于升壓后的 光發(fā)射器的光功率控制APC電路。
背景技術(shù)：
光發(fā)射器的一個重要參數(shù)是用戶初始定義的光發(fā)射功率，在老化和溫度 變化的情況下，其激光二極管LD仍要保證此發(fā)射功率。激光二極管LD的特 征曲線斜率隨著時間推移和溫度升高而下降，因此激光二極管LD的驅(qū)動電路 必須設(shè)定并維持平均光發(fā)射功率。在10G40km以上應用的激光器通常為電吸 收調(diào)制激光器， 一般都會集成熱敏電阻和TEC制冷器。因此在這種情況下， 激光器的溫度變化在幾度范圍內(nèi)，主要需要考慮的是激光器的老化。APC電 路通過比較監(jiān)視光電二極管PD的光電流Im (與輸出光功率P o成正比)和 初始定義的與所需光功率相關(guān)的參考值，保證輸出光功率Po的穩(wěn)定性。
而電吸收調(diào)制激光器通常采用電吸收調(diào)制器(EA-Modulator，簡稱MOD) 和激光二極管LD集成在一個芯片襯底上，根據(jù)10G MSA-XMD-TOSA (Transmitter Optical Sub-Assembly)協(xié)議定義電吸收調(diào)制器MOD、激光二 極管LD和監(jiān)視光電二極管PD三者須共陰極，在組件內(nèi)部連接在一起，并通 過一個管腳引出。典型的電吸收調(diào)制激光器驅(qū)動電路通常要求正負兩個電源， 其中，正電源為激光二極管LD提供正向偏置，負電源為電吸收調(diào)制器MOD 和監(jiān)視光電二極管PD提供反向偏置。但是目前絕大多數(shù)系統(tǒng)廠商都不愿再提
供負電源，這就要求模塊廠商須改變電吸收調(diào)制器MOD的極性或是對整個激 光器采用升壓電源供電。為了滿足高速光發(fā)射器的10G MSA-XMD-TOSA協(xié) 議互換性，只能對電吸收調(diào)制激光器MOD的電源作升壓處理，升壓后，典型 的光發(fā)射器光功率控制APC電路不再適用。
如圖1所示，現(xiàn)有的光發(fā)射器光功率控制APC電路包括由激光器LD調(diào) 制電路ll'驅(qū)動的一激光二極管LDlO'，使其向外輸出光功率Po;其光功率 控制APC電路包括 一監(jiān)視光電二極管PD12'接收激光二極管LD10，的一部 分光信號，用以監(jiān)視輸出光功率Po的大小，將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成與光功 率P o大小成正比的光電流Im，該光電流經(jīng)一電流-電壓轉(zhuǎn)換電路13，轉(zhuǎn)換成 電壓，該電壓由一補償電路14'根據(jù)輸出光功率Po的變化進行補償后，其輸 出電壓為Vp。 一基準電壓源16'根據(jù)輸出光功率Po大小設(shè)定一參考電壓Vset 作為一差分放大電路15'的正端輸入，補償電路14'的輸出端電壓Vp則作為其 負端輸入，經(jīng)過差分放大后，其輸出電壓輸入至壓控電流驅(qū)動電路17，，該壓 控電流驅(qū)動電路輸出端與LD10'陰極連接，以此調(diào)節(jié)其偏置電流Ibias的大小， 從而達到控制光發(fā)射器的輸出光功率Po的大小，使其達到相對穩(wěn)定。該結(jié)構(gòu) 的光功率控制APC電路，其結(jié)構(gòu)復雜，穩(wěn)定性較差，因此不能應用在升壓處 理后的IOG光發(fā)射器光功率控制APC電路中，需要對其改進。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路，結(jié) 構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，且符合10GMSA-XMD-TOSA協(xié)議要求。
為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案 一種用于升壓后 的光發(fā)射器的光功率控制APC電路，包括由激光二極管LD集成一電吸收
調(diào)制器MOD，和一監(jiān)視光電二極管PD，且三者共陰極接電源電壓Vcc，其 中Vcc取3V或5V，監(jiān)視光電二極管PD的監(jiān)視光電流為Im;由一端與監(jiān) 視光電二極管PD的陽極連接、另一端接地的取樣電阻R2構(gòu)成的電流電壓轉(zhuǎn) 換電路將光電流Im轉(zhuǎn)換成電壓為Vp; —積分放大電路，包括一積分電容C31 和一運算放大器，該積分放大電路的正電源接升壓電源電壓Vcc+x， x>1.5V， 負電源接地，運算放大器正端輸入連接受外部控制的數(shù)字電位器或分壓電阻， 用于設(shè)置一參考電壓Vset，其負端輸入連接監(jiān)視光電二極管PD的陽極，所 述積分電容C31連接于運算放大器的負端輸入Vp和輸出端Vo之間；和一由 PNP或NPN三極管構(gòu)成的壓控電流驅(qū)動電路，其基極輸入端連接所述積分放 大電路的輸出端Vo， PNP三極管的集電極或是NPN三極管的發(fā)射極與激光 二極管LD陽極管腳連接，PNP管的發(fā)射極或NPN管的集電極接所述升壓電 源電壓Vcc+x，電吸收調(diào)制器MOD的陽極接射頻信號RF。
所述積分電容C31的大小為0.01 10(iF。
所述取樣電阻R2的阻值為100 100000歐姆。
所述壓控電流驅(qū)動電路的輸入端與積分放大電路的輸出端Vo之間串聯(lián)一 電阻R3， PNP管的基極與其發(fā)射極或NPN管的基極與其集電極間連接一電 容C1，使所述電阻R3與電容C1構(gòu)成二級積分電路。
所述電容C1的容值為0.01 10uF，所述電阻R3的阻值為100 10,000Q。 所述壓控電流驅(qū)動電路的輸出端與激光二極管LD的陽極間連接一限流 電阻R1。
所述限流電阻R1的阻值為0 100Q。
由于上述光發(fā)射器光功率控制APC電路中，該電路將監(jiān)視光電二極管PD
的光信號轉(zhuǎn)換為光電流Im，經(jīng)接地取樣電阻R2轉(zhuǎn)換成電壓Vp作為積分電 路的負端輸入，而一參考電壓Vset則作為積分電路的正端輸入，經(jīng)過其積分 電容C31的積分，可以使整個光功率APC控制電路的信號變動平均化，進而 使激光二極管LD的輸出光功率P o均衡平穩(wěn)。

圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的光發(fā)射器光功率控制APC電路原理圖。 圖2表示本實用新型光發(fā)射器光功率控制APC電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖詳細描述本實用新型最佳實施例。
如圖2所示用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路，包括由激 光二極管LD60集成一電吸收調(diào)制器MOD70，和一監(jiān)視光電二極管PDIO， 且三者共陰極接電源電壓Vcc，其中Vcc取3V或5V，監(jiān)視光電二極管PD10 的監(jiān)視光電流為lm。由一端與監(jiān)視光電二極管PD10的陽極連接、另一端接 地的取樣電阻R2構(gòu)成的電流電壓轉(zhuǎn)換電路20將光電流Im轉(zhuǎn)換成電壓為 Vp。 一積分放大電路30，包括一積分電容C31和一運算放大器32，該積分放 大電路的正電源接升壓電源電壓Vcc+x，其中，x>1.5V，負電源接地，運算 放大器32正端輸入連接受外部控制的數(shù)字電位器或分壓電阻40，用于設(shè)置一 參考電壓Vset，其負端輸入連接監(jiān)視光電二極管PD10的陽極，所述積分電 容C31連接于運算放大器32的負端輸入Vp和其輸出端VO之間；和一由PNP 或NPN三極管構(gòu)成的壓控電流驅(qū)動電路50，其基極輸入端連接所述積分放大 電路30的輸出端Vo， PNP三極管的集電極或是NPN三極管的發(fā)射極與激光 二極管LD60陽極管腳連接，PNP管的發(fā)射極或NPN管的集電極連接所述升 壓電源電壓Vcc+x，電吸收調(diào)制器MOD70的陽極接射頻信號RF。所述壓控 電流驅(qū)動電路50的基極輸入端與積分放大電路30的輸出端之間串聯(lián)一電阻 R3， PNP管的基極與其發(fā)射極或NPN管的基極與其集電極間連接一電容Cl， 使所述電阻R3與電容Cl構(gòu)成二級積分電路。所述壓控電流驅(qū)動電路50的輸 出端與激光二極管LD60的陽極間連接一限流電阻R1。當激光二極管LD60的輸出光功率PO增大時，監(jiān)視光電二極管PD10 的光電流Im增大，通過取樣電阻R2后對地電壓Vp增大，此時電壓Vp就 會大于設(shè)置的參考電壓Vset，運算放大器32的輸出電壓Vo減小，通過壓控 電流驅(qū)動電路50的發(fā)射極電流Ie減小，經(jīng)過限流電阻Rl到達激光二極管 LD60的偏置電流Ibias減小，其輸出光功率P O也會隨之減小，監(jiān)視光電二 極管PD10的光電流Im也會減小，從而達到調(diào)節(jié)控制激光二極管LD60的 輸出光功率PO大小的目的。上述實施例，數(shù)字電位器40可以采用美國美信公司(Maxim/Dallas Semiconductor)的DS1848，帶有IIC總線接口，受外部PC或單片機控 制，通過IIC總線，可以改變該數(shù)字電位器阻值大小，從而設(shè)置不同的參考 電壓Vset。不同的參考電壓Vset使激光二極管LD輸出不同的光功率P o。 積分放大電路30的運算放大器32可以采用MICREL公司的MIC7300。積分 電容C31的大小為0.01 1(^F;所述取樣電阻R2的阻值為100 100000歐 姆；所述電容C1的容值為0.01-10uF;所述電阻R3的阻值為100 10，000Q; 所述限流電阻R1的阻值為0
權(quán)利要求1、一種用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路，其特征在于，包括由激光二極管LD(60)集成一電吸收調(diào)制器MOD(70)，和一監(jiān)視光電二極管PD(10)，且三者共陰極接電源電壓Vcc，其中Vcc取3V或5V，監(jiān)視光電二極管PD(10)的監(jiān)視光電流為Im；由一端與監(jiān)視光電二極管PD(10)的陽極連接、另一端接地的取樣電阻(R2)構(gòu)成的電流電壓轉(zhuǎn)換電路(20)將光電流Im轉(zhuǎn)換電壓為Vp；一積分放大電路(30)，包括一積分電容(C31)和一運算放大器(32)，該積分放大電路的正電源接升壓電源電壓Vcc+x，x＞1.5V，負電源接地，運算放大器(32)正端輸入連接受外部控制的數(shù)字電位器或分壓電阻(40)，用于設(shè)置一參考電壓Vset，其負端輸入連接監(jiān)視光電二極管PD(10)的陽極，所述積分電容(C31)連接于運算放大器(32)的負端輸入Vp和輸出端Vo之間；和一由PNP或NPN三極管構(gòu)成的壓控電流驅(qū)動電路(50)，其基極輸入端連接所述積分放大電路(30)的輸出端Vo，PNP三極管的集電極或是NPN三極管的發(fā)射極與激光二極管LD(60)陽極管腳連接，PNP管的發(fā)射極或NPN管的集電極接所述升壓電源電壓Vcc+x，電吸收調(diào)制器MOD(70)的陽極接射頻信號RF。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路， 其特征在于，所述積分電容(C31)的大小為0.01 10(iF。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路， 其特征在于，所述取樣電阻(R2)的阻值為100 100000歐姆。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路， 其特征在于，所述壓控電流驅(qū)動電路(50)的輸入端與積分放大電路(30)的輸出 端Vo之間串聯(lián)一電阻(R3)， PNP管的基極與其發(fā)射極或NPN管的基極與其 集電極間連接一電容(Cl)，使所述電阻(R3)與電容(Cl)構(gòu)成二級積分電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路， 其特征在于，所述電容(C1)的容值為0.01~10uF，所述電阻(R3)的阻值為100 10,000 Q。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路， 其特征在于，所述壓控電流驅(qū)動電路(50)的輸出端與激光二極管LD (60)的陽極間連接一限流電阻(Rl)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路，其特征在于，所述限流電阻(R1)的阻值為0 100Q。
專利摘要一種用于升壓后的光發(fā)射器的光功率控制APC電路，包括激光二極管集成一電吸收調(diào)制器，和一監(jiān)視光電二極管，且三者共陰極接電源電壓Vcc，電流電壓轉(zhuǎn)換電路將光電流轉(zhuǎn)換為電壓；一積分放大電路，包括一積分電容和一運算放大器，該積分放大電路的正電源接升壓電源電壓Vcc+x，負電源接地；和一三極管構(gòu)成的壓控電流驅(qū)動電路，其基極輸入端連接積分放大電路的輸出端，PNP三極管的集電極或是NPN三極管的發(fā)射極與激光二極管陽極管腳連接，PNP管的發(fā)射極或NPN管的集電極接Vcc+x，電吸收調(diào)制器的陽極接射頻信號。可以使整個光功率APC控制電路的信號變動平均化，進而使激光二極管的輸出光功率Po均衡平穩(wěn)。
文檔編號H05B37/02GK201178510SQ20082009347
公開日2009年1月7日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者任禮霞, 夏京盛 申請人:深圳新飛通光電子技術(shù)有限公司