一種plc型可調(diào)光衰減器及其改善溫度相關(guān)性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及PLC型可調(diào)光衰減器。
【背景技術(shù)】
[0002] 如圖1所示，PLC型可調(diào)光衰減器主要由PLC芯片構(gòu)成，該芯片采用介質(zhì)或半導(dǎo)體工 藝，如光刻、腐蝕、顯影等技術(shù)制作，在介質(zhì)或半導(dǎo)體基板上形成光波導(dǎo)，PLC型可調(diào)光衰減 器通過V/I轉(zhuǎn)換器對(duì)該芯片加以驅(qū)動(dòng)電流來加熱改變其中一波導(dǎo)的折射率，從而改變?cè)撌?光的光程，繼而改變?cè)撌獾南辔粚?shí)現(xiàn)衰減。該類型光衰減器具有集成度高、性能穩(wěn)定且對(duì) 波長(zhǎng)不敏感等優(yōu)點(diǎn)，因而得到越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003] PLC型可調(diào)光衰減器在實(shí)際應(yīng)用中需滿足系統(tǒng)對(duì)其溫度相關(guān)性的要求。一般至少 要滿足其TDL(temperature dependent loss)在一定范圍內(nèi)的要求，即高溫與常溫的衰減 差異、低溫與常溫的衰減差異兩者的最大值在一定范圍內(nèi)，兩者之和也在一定范圍內(nèi)，以本 發(fā)明所采用系統(tǒng)為例，其要求TDL<±4db，即高溫與常溫的衰減差異、低溫與常溫的衰減差 異兩者的最大值<±4db，兩者之和<±8db。而有的系統(tǒng)還會(huì)有其他特定要求，如一定驅(qū)動(dòng) 電壓在不同溫度下對(duì)應(yīng)的衰減在一定范圍之內(nèi)，同樣以本發(fā)明所采用系統(tǒng)為例，其要求IV 驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)14~24db衰減。根據(jù)用戶系統(tǒng)使用環(huán)境及需求的不同，上述要求會(huì)有細(xì)微差 異，但都大同小異。
[0004] 但PLC芯片的溫度相關(guān)性較差，在同樣的驅(qū)動(dòng)電流下，高低溫衰減差異非常大，僅 通過V/I轉(zhuǎn)換器將驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電流來控制光衰減無(wú)法達(dá)到上述要求。同樣以實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)所采用PLC芯片為例，下表為圖2所示PLC芯片衰減曲線所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，結(jié)合圖2及該表 可知，采用圖1所示結(jié)構(gòu)的PLC型可調(diào)光衰減器在其工作溫度范圍內(nèi)，IV驅(qū)動(dòng)電壓所對(duì)應(yīng)的 衰減可能會(huì)超出允許的范圍，而高溫與常溫的衰減差異、低溫與常溫的衰減差異兩者之和 最大達(dá)到lldb，遠(yuǎn)超出系統(tǒng)要求的8db，因此無(wú)法滿足上述要求。

[0007] 為了解決上述問題，在開環(huán)應(yīng)用中，可以通過軟件對(duì)溫度進(jìn)行標(biāo)定來改善其溫度 相關(guān)性，其硬件系統(tǒng)如圖3所示。軟件通常的做法是測(cè)試出PLC芯片在低溫、常溫及高溫下的 三條衰減曲線，根據(jù)采集到的溫度來對(duì)三條衰減曲線進(jìn)行線性插值，得到某個(gè)溫度下實(shí)現(xiàn) 同一衰減值所需要的驅(qū)動(dòng)電壓，再由主板給出這個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)在 不同溫度下，給出不同的驅(qū)動(dòng)電壓來實(shí)現(xiàn)相同的衰減，從而使得TDL接近零，由此滿足系統(tǒng) 對(duì)PLC型可調(diào)光衰減器TDL在一定范圍內(nèi)的要求。但這樣做需要比較復(fù)雜的軟件及相關(guān)硬件 系統(tǒng)的支持，經(jīng)過低溫、常溫、高溫的標(biāo)定過程，占用時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低，同時(shí)硬件成本也 相對(duì)較高，且采用上述軟件標(biāo)定的方法所解決的只是PLC型可調(diào)光衰減器TDL在一定范圍內(nèi) 的問題，對(duì)于系統(tǒng)的其他特定要求仍然難以滿足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以更簡(jiǎn)單、低成本改善溫度相關(guān)性的 PLC型可調(diào)光衰減器。
[0009] 為解決該問題，本發(fā)明提供一種PLC型可調(diào)光衰減器，該光衰減器包括PLC芯片、設(shè) 置于PLC芯片輸入端向所述PLC芯片提供驅(qū)動(dòng)電流的V/I轉(zhuǎn)換單元、及設(shè)置于V/I轉(zhuǎn)換單元輸 入端的熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)，所述熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)在低溫、常溫、高溫下的等效電阻與相應(yīng)溫度下實(shí) 現(xiàn)V/I轉(zhuǎn)換實(shí)際所需電阻的阻值之差均在設(shè)定誤差范圍內(nèi)，所述V/I轉(zhuǎn)換為PLC芯片實(shí)現(xiàn)預(yù) 定衰減所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓與所需驅(qū)動(dòng)電流的轉(zhuǎn)換。
[0010] 進(jìn)一步地，所述預(yù)定衰減為該P(yáng)LC型可調(diào)光衰減器預(yù)定衰減范圍的中間值。
[0011] 進(jìn)一步地，所述預(yù)定衰減為該P(yáng)LC型可調(diào)光衰減器在低溫、常溫、高溫下的TDL最大 值。
[0012] 進(jìn)一步地，所述低溫、高溫分別為該P(yáng)LC型可調(diào)光衰減器工作溫度范圍的最低、最 高值。
[0013] 本發(fā)明同時(shí)提供一種改善PLC型可調(diào)光衰減器溫度相關(guān)性的方法，該方法包括： [0014] 測(cè)試PLC芯片在低溫、常溫、高溫下產(chǎn)生預(yù)定衰減時(shí)分別所需的驅(qū)動(dòng)電流；
[0015] 計(jì)算低溫、常溫、高溫下，將實(shí)現(xiàn)預(yù)定衰減所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換為所述驅(qū)動(dòng)電流 分別實(shí)際所需的電阻值；
[0016] 調(diào)整熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)及其各電阻阻值，使熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)在低溫、常溫、高溫下 的等效電阻與相應(yīng)溫度下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓與所需驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換實(shí)際所需的電阻值之差均在 設(shè)定誤差范圍內(nèi)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述預(yù)定衰減為該P(yáng)LC型可調(diào)光衰減器預(yù)定衰減范圍的中間值。
[0018] 進(jìn)一步地，所述預(yù)定衰減為該P(yáng)LC型可調(diào)光衰減器在低溫、常溫、高溫下的TDL最大 值。
[0019] 進(jìn)一步地，該方法還包括:調(diào)整所述熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其各電阻阻值，使熱敏電 阻網(wǎng)絡(luò)在低溫、常溫、高溫下的等效電阻與相應(yīng)溫度下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓與所需驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換 實(shí)際所需的電阻值之差減小。
[0020] 進(jìn)一步地，所述低溫、高溫分別為該P(yáng)LC型可調(diào)光衰減器工作溫度范圍的最低、最 高值。
[0021] 本發(fā)明通過在PLC型可調(diào)光衰減器中設(shè)置熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)，并調(diào)整熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)，使 其在低溫、常溫、高溫下的等效電阻，與相應(yīng)溫度下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓與所需驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換實(shí)際 所需的電阻盡可能相等，而使熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔茫罱K達(dá)到在不同溫度時(shí)， 相同驅(qū)動(dòng)電壓下，能夠獲得不同的驅(qū)動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)盡可能相同衰減的目的，從而滿足系統(tǒng)對(duì) PLC型可調(diào)光衰減器溫度相關(guān)性的要求。該P(yáng)LC型可調(diào)光衰減器成本更低，其改善溫度相關(guān) 性的方法也更簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率更高；同時(shí)，由于在調(diào)整熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)的過程中引入了一定驅(qū) 動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)一定衰減范圍這一條件，因此該P(yáng)LC型可調(diào)光衰減器不僅能滿足TDL在一定范圍 內(nèi)這一通用要求，還能滿足一定驅(qū)動(dòng)電壓在不同溫度下對(duì)應(yīng)的衰減在一定范圍之內(nèi)的特定 要求。
【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有PLC型可調(diào)光衰減器的原理框圖；
[0023]圖2為PLC芯片的衰減曲線；
[0024]圖3為現(xiàn)有通過軟件改善溫度相關(guān)性的PLC型可調(diào)光衰減器的原理框圖；
[0025]圖4為本發(fā)明PLC型可調(diào)光衰減器的原理框圖；
[0026]圖5為本發(fā)明PLC型可調(diào)光衰減器與PLC芯片衰減曲線對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028] 如圖4所示，本發(fā)明的PLC型可調(diào)光衰減器，包括PLC芯片、V/I轉(zhuǎn)換單元及熱敏電阻 網(wǎng)絡(luò)。熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)是由熱敏電阻及普通電阻所構(gòu)成的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，其等效電阻隨溫度的 變化而變化。熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)接收系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)，輸出可隨溫度變化的電壓信號(hào)至V/I 轉(zhuǎn)換單元，V/I轉(zhuǎn)換單元將該電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為可隨溫度變化的電流信號(hào)，該電流信號(hào)作為 PLC芯片的驅(qū)動(dòng)電流控制光衰減。
[0029] 按照系統(tǒng)要求，PLC型可調(diào)光衰減器在不同溫度下接收相同驅(qū)動(dòng)電壓所產(chǎn)生衰減 的差異應(yīng)盡可能小，從而使得TDL盡可能小。
[0030] PLC芯片在不同溫度下產(chǎn)生相同衰減所需的驅(qū)動(dòng)電流不同，本發(fā)明正是利用熱敏 電阻網(wǎng)絡(luò)等效電阻隨溫度變化的特性，通過熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而使相同驅(qū)動(dòng) 電壓經(jīng)該網(wǎng)絡(luò)及V/I轉(zhuǎn)換后可獲得因溫度不同而不同的驅(qū)動(dòng)電流，調(diào)整熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)使不 同溫度下的驅(qū)動(dòng)電流實(shí)現(xiàn)相同衰減，即可達(dá)到改善PLC型可調(diào)光衰減器溫度相關(guān)性的目的。 因此，熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)的等效電阻隨溫度變化的曲線，應(yīng)當(dāng)盡可能與驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換為所需驅(qū) 動(dòng)電流實(shí)際所需電阻隨溫度變化的曲線一致。
[0031] 調(diào)整熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)，即對(duì)其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其各電阻阻值進(jìn)行調(diào)整，即改變熱敏電阻 及其他各普通電阻的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)及阻值，以期獲得符合上述條件的等效電阻。
[0032] 由于熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)的等效電阻隨溫度呈單調(diào)遞增或單調(diào)遞減的變化，因此選取 PLC型可調(diào)光衰減器工作溫度范圍內(nèi)低溫、常溫、高溫三個(gè)溫度下實(shí)際所需的電阻，與對(duì)熱 敏電阻網(wǎng)絡(luò)等效電阻進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而對(duì)熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整即可，只要保證這三個(gè)溫度 下熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)等效電阻與實(shí)際所需電阻一致，即可保證兩電阻隨溫度變化的曲線趨于一 致。這樣既降低了調(diào)整計(jì)算的復(fù)雜度，又可以節(jié)省調(diào)整時(shí)間。其中，