專利名稱：低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度補(bǔ)償裝置和方法，其允許光通信裝置具有恒定的溫度特性而與環(huán)境溫度的改變無(wú)關(guān)，尤其涉及一種使用比例積分微分(PID)控制電路的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置和方法背景技術(shù)陣列波導(dǎo)光柵(AWG)是一種光通信裝置，它主要在波分復(fù)用(WDM)的光通信系統(tǒng)中用作對(duì)多波長(zhǎng)光信道進(jìn)行復(fù)用和解復(fù)用的復(fù)用/解復(fù)用器(Mux/DeMux)。如AWG這樣的光通信裝置的問(wèn)題是它們對(duì)周圍的環(huán)境是敏感的，因此將導(dǎo)致光通信系統(tǒng)的性能惡化。
為了解決這一問(wèn)題，可以在這種光通信裝置中使用一種溫度補(bǔ)償裝置來(lái)維持恒定的溫度特性，而與環(huán)境溫度的改變無(wú)關(guān)。這樣的溫度補(bǔ)償裝置可以主要通過(guò)使用一個(gè)PID控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖1是一個(gè)結(jié)構(gòu)圖，它示出了一個(gè)使用傳統(tǒng)的PID控制電路的傳統(tǒng)的溫度補(bǔ)償裝置。
如圖1所示，傳統(tǒng)的溫度補(bǔ)償裝置由溫度比較單元10、PID控制單元20、高電流驅(qū)動(dòng)單元30、溫度控制單元40和溫度傳感器50組成。
溫度比較單元10比較基于當(dāng)前溫度的電路電壓值Vcur與參考電壓Vref之間的差別，以得出誤差電壓Verr。參考電壓值Vref被直接進(jìn)行設(shè)置或者通過(guò)由通用微控制器反饋的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)進(jìn)行設(shè)置。通過(guò)讀取連接在諸如AWG這樣的光通信裝置上的溫度傳感器的電阻值并將這一電阻值轉(zhuǎn)換為電路電壓值Vcur來(lái)設(shè)置Vcur。
PID控制單元20通過(guò)向高電流驅(qū)動(dòng)單元30輸出一個(gè)PID電壓值Vpid迫使Vcur與當(dāng)前實(shí)際溫度一致。依據(jù)光通信裝置的溫度變化特性，PID控制單元可能包含P控制電路、PI控制電路、PD控制電路、PID控制電路或者類似的電路。
高電流驅(qū)動(dòng)單元30接收并放大Vpid以得出隨后將提供給溫度控制裝置40的“高溫”典型電流Iout。功率運(yùn)算放大器(op-amp)通常被用作高電流驅(qū)動(dòng)單元。
溫度控制單元40使用Iout控制光通信裝置的溫度。在實(shí)際操作中，基于誤差電壓值Verr確定了PID控制單元20中Iout的極性。如果誤差電壓值表現(xiàn)為正值就提供正電流；如果誤差電壓值表現(xiàn)為負(fù)值就提供負(fù)電流。這樣的溫度控制裝置使用加熱器、熱電冷卻器(TEC)、或者類似的裝置。加熱器的功能是對(duì)光通信裝置進(jìn)行加熱而與Iout的極性無(wú)關(guān)，TEC的功能是依照Iout的極性對(duì)光通信裝置進(jìn)行加熱或者冷卻。
溫度傳感器50的功能是感應(yīng)溫度，并且由熱敏電阻或者電阻式熱探測(cè)器(RTD)實(shí)現(xiàn)。熱敏電阻和RTD各自的特性是不同的，后者的電阻隨著溫度的增加而增加，而前者的電阻隨著溫度的增加而減少。
擁有前面提到的結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)溫度補(bǔ)償裝置有幾個(gè)缺點(diǎn)。被用作高電流驅(qū)動(dòng)單元的功率運(yùn)算放大器的熱效率較低，從而產(chǎn)生過(guò)多的熱，另外這樣的溫度補(bǔ)償裝置幾乎不可避免地需要散熱片，從而增加了材料的費(fèi)用和整個(gè)模塊的體積。
為了克服這些問(wèn)題，我們通過(guò)使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)器和整流器電路實(shí)現(xiàn)了一種不需要散熱片的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置。
圖2是一個(gè)結(jié)構(gòu)圖，它示出了一個(gè)已知的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置。
如圖2所示，傳統(tǒng)的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)與圖1中所示的相似，但是其中的PWM驅(qū)動(dòng)器31和整流器電路32代替了功率運(yùn)算放大器。圖3示出了由PWM驅(qū)動(dòng)器31和整流器電流32組成的高電流驅(qū)動(dòng)單元32的輸出特性。模擬PID控制單元20基于誤差電壓值Verr(圖3a)輸出溫度補(bǔ)償信號(hào)Vpid，PWM驅(qū)動(dòng)器31對(duì)Vpid進(jìn)行放大，以得到一個(gè)放大的信號(hào)Ipwm(圖3b)，Ipwm通過(guò)整流器32并且被變?yōu)橹绷麟?DC)信號(hào)Iout(圖3c)。
然而，圖2中示出的傳統(tǒng)的溫度補(bǔ)償裝置在PID控制電路中使用比例調(diào)節(jié)器(P)、積分器(I)、微分器(D)來(lái)將誤差電壓Verr維持為0。因此傳統(tǒng)的裝置需要大量的例如高性能運(yùn)算放大器、電阻(R)和電容(C)這樣的電子器件。因此這種模擬的PID控制電路必然給溫度補(bǔ)償模塊帶來(lái)材料費(fèi)用的增加和體積的增大。進(jìn)而在極端環(huán)境下電子器件的特性將急劇惡化并使得溫度補(bǔ)償模塊的整體性能趨于惡化。
如上所述，溫度補(bǔ)償單元中的誤差電壓值Verr一般是通過(guò)使用設(shè)備運(yùn)算放大器來(lái)計(jì)算當(dāng)前溫度下的電壓值Vcur和在參考溫度下Vref的電壓值之間的誤差而獲得的。然而在一般情況下，Verr的極性依靠在測(cè)量溫度中使用的溫度傳感器的類型，如熱敏電阻或者RTD。如上所述，Verr的極性的改變還會(huì)改變提供給諸如加熱器或者TEC這樣的溫度控制裝置的電流Iout的極性，并隨之改變提供給光通信裝置的溫度控制裝置的功能。導(dǎo)致的缺點(diǎn)是被選擇為溫度比較單元的印刷電路板(PCB)與使用的溫度傳感器的類型不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用來(lái)解決在本領(lǐng)域中的上述問(wèn)題的，本發(fā)明的目的是提供一種低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，它可以在體積上實(shí)現(xiàn)小型化、并且可以以較低的成本生產(chǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置和方法，它在使用同一PCB的時(shí)候可以接受不同類型的溫度傳感器而與使用的溫度傳感器的類型無(wú)關(guān)。
依照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，它允許光通信裝置維持一個(gè)恒定的溫度特性而與環(huán)境溫度的改變無(wú)關(guān)，該低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置包括溫度傳感器，它檢測(cè)光通信裝置使用時(shí)的溫度；溫度比較單元，它對(duì)與光通信裝置中檢測(cè)的溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)以及與光通信裝置的參考溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，隨后產(chǎn)生代表兩個(gè)信號(hào)差別的數(shù)字誤差值；D/A轉(zhuǎn)換器，它將溫度比較單元的數(shù)字誤差值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；溫度控制單元，它按照溫度補(bǔ)償信號(hào)控制光通信裝置的溫度；以及模擬PID控制單元，它接收模擬信號(hào)并使用模擬的方法執(zhí)行PID控制，以生成溫度補(bǔ)償信號(hào)，從而迫使數(shù)字誤差值保持為0。
為了獲得上述目標(biāo)，本發(fā)明還提供了一種低發(fā)熱溫度補(bǔ)償方法，它允許光通信裝置擁有恒定的溫度特性，而與環(huán)境溫度的改變無(wú)關(guān)，低發(fā)熱溫度補(bǔ)償方法包括下面的步驟在光通信息裝置使用的時(shí)候檢測(cè)光通信息裝置的溫度；對(duì)與光通信裝置中檢測(cè)的溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)和與光通信裝置的參考溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，隨后生成代表兩個(gè)信號(hào)差別的數(shù)字誤差值；將溫度比較單元的數(shù)字誤差值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；按照溫度補(bǔ)償信號(hào)以模擬的方法執(zhí)行光通信裝置的溫度補(bǔ)償；以及，接收模擬信號(hào)并且以模擬的方法執(zhí)行PID控制，以生成溫度控制信號(hào)，從而迫使數(shù)字誤差值保持在0。


本發(fā)明的上述的和其他的特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面通過(guò)與附圖一起的詳細(xì)描述變得更加清晰，在全部的幾個(gè)附圖中相同的器件被標(biāo)示為相同的參考數(shù)字和符號(hào)圖1是示出了一個(gè)傳統(tǒng)使用PID控制電路的溫度補(bǔ)償裝置的方框圖；圖2是示出了一個(gè)已知的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置的方框圖；圖3a到圖3c是圖2的實(shí)施例的信號(hào)的圖形表示；圖4是示出了依照本發(fā)明實(shí)施例的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖，其中的溫度比較單元使用了數(shù)字信號(hào)處理；圖5是示出了依照本發(fā)明實(shí)施例的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖，其中包含數(shù)字溫度比較單元和數(shù)字PID控制器；圖6是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖，其中的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置包含數(shù)字溫度比較單元和數(shù)字PID控制器；以及圖7是在WDM Mux/DeMux類型的AWG裝置中應(yīng)用本發(fā)明的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置以保持AWG的溫度特性穩(wěn)定的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中，用于對(duì)光通信裝置進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)牡桶l(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置或者類似的裝置是以當(dāng)前溫度與參考溫度之間的差別的誤差值在溫度比較單元中進(jìn)行數(shù)字處理的方式構(gòu)建的。數(shù)字處理對(duì)數(shù)字誤差電壓值進(jìn)行計(jì)算，數(shù)字PID控制的執(zhí)行代替了需要諸如功率運(yùn)算放大器、電阻(R)和電容(C)等電子器件的模擬PID。
圖4是一個(gè)出了依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置的方框圖，其中的溫度比較使用了數(shù)字信號(hào)處理。
如圖4所示，依照本發(fā)明的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置包含溫度傳感器1、溫度補(bǔ)償模塊2，以及溫度控制單元3，其中溫度補(bǔ)償模塊2由溫度比較單元100、PID控制單元200、高電流驅(qū)動(dòng)單元300、A/D轉(zhuǎn)換器110，以及D/A轉(zhuǎn)換器120組成。
溫度傳感器1檢測(cè)當(dāng)前光通信裝置或者類似裝置的溫度；對(duì)應(yīng)于檢測(cè)得到的溫度的電壓信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器110被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。溫度比較單元100計(jì)算作為與當(dāng)前溫度相對(duì)應(yīng)并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電壓值Vcur和與已設(shè)溫度相對(duì)應(yīng)的參考電壓值Vref之間的差別的數(shù)字誤差電壓值Verr。分壓電路采用通常用于測(cè)量對(duì)應(yīng)于當(dāng)前溫度的電壓值的類型，在這種情況下由參考電壓(3V)、電阻、溫度傳感器和地(GND)以這樣的順序組成一個(gè)封閉的環(huán)路。
有利之處在于，通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理，數(shù)字Vref和/或Vcur被用來(lái)補(bǔ)償使用的類型的溫度傳感器。如果例如使用一個(gè)熱敏電阻作為溫度傳感器，溫度傳感器的電阻值隨著溫度的增加而減少，這樣，當(dāng)前溫度的電壓值Vcur也趨向于減少，因此，增加Vcur以產(chǎn)生數(shù)字Vcur，或者減少Vref，以產(chǎn)生數(shù)字Vref，或者兩個(gè)數(shù)字值都被分別調(diào)整；另一方面，如果使用RTD作為溫度傳感器，則隨著溫度的增加溫度的電阻值也會(huì)增加，這樣當(dāng)前溫度的電壓值Vcur趨向于增加，相應(yīng)Vcur被減少以產(chǎn)生數(shù)字Vcur，或者Vref被增加以產(chǎn)生數(shù)字Vref，或者兩個(gè)數(shù)字值都被分別調(diào)整。由于溫度比較單元100比較數(shù)字值格式的誤差電壓值，所有就有可能在一個(gè)PCB中實(shí)現(xiàn)溫度比較單元，以適應(yīng)傳感器而不必考慮它們的類型。
在通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器120將數(shù)字誤差電壓值轉(zhuǎn)換為模擬電壓值Verr以后，數(shù)字誤差電壓值被輸入到PID控制單元200。PID控制單元通過(guò)執(zhí)行PID控制功能生成一個(gè)溫度補(bǔ)償信號(hào)Vpid以將誤差電壓值調(diào)節(jié)到0，正如在下面進(jìn)一步詳細(xì)地描述的那樣，通過(guò)反饋PID控制功能保持或者“迫使”誤差電壓值為0。
Vpid在高電流驅(qū)動(dòng)單元300中被放大，并且提供給溫度控制單元3，溫度控制單元3使用提供的電流控制光通信裝置的溫度，在實(shí)施例中可以看到，高電流驅(qū)動(dòng)單元300由PWM驅(qū)動(dòng)器310和整流電路320組成。PWM驅(qū)動(dòng)器310具有低輸出電阻和高熱效率，因此它不需要單獨(dú)的散熱片。由于這一原因，它主要用于發(fā)熱較少的裝置。
圖5示出了本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的例子，其中的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置包含一個(gè)數(shù)字PID控制器。
如圖5所示，低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置包含溫度傳感器1；由溫度比較單元100、數(shù)字PID控制單元220、高電流驅(qū)動(dòng)單元300、A/D轉(zhuǎn)換器210和D/A轉(zhuǎn)換器230組成的溫度補(bǔ)償模塊2；以及溫度控制單元3。
這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與圖1中所示的不同，本實(shí)施例包含數(shù)字PID控制單元220而不是模擬PID控制單元20。為了執(zhí)行PID控制，這一實(shí)施例進(jìn)一步包括分別在數(shù)字PID控制單元220的輸入和輸出端的A/D轉(zhuǎn)換器210和D/A轉(zhuǎn)換器230。
溫度比較單元100對(duì)與當(dāng)前溫度相對(duì)應(yīng)的電壓值和與參考溫度相對(duì)應(yīng)的電壓值之間的差別的誤差電壓值進(jìn)行計(jì)算。誤差電壓值被A/D轉(zhuǎn)換器210轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值并輸入到數(shù)字PID控制單元220。
數(shù)字PID控制單元220以迫使誤差電壓值為0的方式執(zhí)行數(shù)字PID控制。PID控制是通過(guò)通用微處理器執(zhí)行的，在通用微處理器中用于數(shù)字PID采樣模式的PID控制的基本公式如下控制量＝Kpx誤差(比例P)+Kix誤差積累(積分I)+Kdx與上一誤差的差值(求導(dǎo)D)這一公式用符號(hào)來(lái)表示如下nVpid＝(n-1)Vpid+DnVpidDnVpid＝Kpx(nVerr-(n-1)Verr)+KixnVerr+Kdx((nVerr-(n-1)Verr)-((n-1)Verr-(n-2)Verr))在上面的公式中，nVpid和(n-1)Vpid分別表示上一個(gè)控制量和當(dāng)前的控制量。DnVpid表示當(dāng)前控制量的微分，nVerr、(n-1)Verr和(n-2)Verr分別表示當(dāng)前誤差、上一誤差和上一誤差之前的誤差。Kp、Ki和Kd分別表示比例常數(shù)、積分常數(shù)和微分常數(shù)。
數(shù)字PID控制單元220的輸出值通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器230被轉(zhuǎn)換為模擬值；模擬值作為高電流通過(guò)由PWM驅(qū)動(dòng)器310和整流器320組成的高電流驅(qū)動(dòng)單元300被提供給可能是加熱器或者TEC的溫度控制裝置3；溫度控制單元3按照來(lái)自高電流驅(qū)動(dòng)器300的信號(hào)維持當(dāng)前溫度接近于參考溫度；數(shù)字PID根據(jù)需要使用P控制、PI控制、PD控制和PID控制等等進(jìn)行控制。
圖6示出了本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置包含數(shù)字溫度比較單元和數(shù)字PID控制器。
如圖6所示，依照這一實(shí)施例的溫度補(bǔ)償裝置包含溫度傳感器1；由溫度比較單元100、數(shù)字PID控制單元220、高電流驅(qū)動(dòng)單元300、A/D轉(zhuǎn)換器110、D/A轉(zhuǎn)換器230組成的溫度補(bǔ)償模塊2和溫度控制單元3。
這一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與圖1中所示的不同，本實(shí)施例包含了數(shù)字PID控制單元220而不是模擬PID控制單元20，為了執(zhí)行PID控制，這一實(shí)施例進(jìn)一步包括在數(shù)字PID控制單元220的輸出端的D/A轉(zhuǎn)換器230。
由溫度傳感器1檢測(cè)的當(dāng)前溫度的電壓值通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器110被轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值數(shù)字Vcur；溫度比較單元100對(duì)參考溫度的電壓數(shù)字Vref和當(dāng)前溫度的電壓Vcur之間的差別的誤差電壓值Verr進(jìn)行計(jì)算；誤差電壓值Verr被輸入到以前面所述方法通過(guò)通用微控制器執(zhí)行PID控制的數(shù)字PID控制單元200；來(lái)自數(shù)字PID控制器的PID輸出值被轉(zhuǎn)換為模擬值，并隨后作為高電流通過(guò)PWM驅(qū)動(dòng)器310和整流器320提供給溫度控制單元3。其結(jié)果是構(gòu)建了恒定地維持參考溫度和當(dāng)前溫度的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置。
圖7通過(guò)舉例的方式示出了在一個(gè)WDM Mux/DeMux裝置的AWG裝置中應(yīng)用本發(fā)明的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置以穩(wěn)定AWG的溫度特性的過(guò)程。
溫度傳感器1檢測(cè)到當(dāng)前使用的AWG裝置4的溫度，如果檢測(cè)到的溫度與參考溫度不同，溫度補(bǔ)償模塊2向溫度控制單元提供一個(gè)控制信號(hào)，以通過(guò)運(yùn)行諸如加熱器或者TEC這樣的控溫裝置來(lái)補(bǔ)償這一偏差。因此AWG裝置4維持了一個(gè)恒定的溫度(參考溫度)特性，而與環(huán)境的溫度無(wú)關(guān)。熱傳播器(heat spreader)5無(wú)偏差地將熱量均勻地傳遞到AWG裝置4。
如上所述，低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置包含溫度比較單元和用于執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理的模擬PID控制單元。其結(jié)果是，本發(fā)明可以減少電子零件的數(shù)量以及隨之而來(lái)的材料費(fèi)用，并且使得溫度補(bǔ)償裝置的模塊尺寸小型化。
進(jìn)而由于溫度比較的數(shù)字信號(hào)處理，就可能在僅僅使用一塊PCB的時(shí)候構(gòu)建一個(gè)可以接受不同類型的溫度傳感器的通用低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置。
在通過(guò)參考一定的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了展示和描述的同時(shí)，那些在本領(lǐng)域有熟練技能的人士應(yīng)該理解對(duì)本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)上的不同地修改都如在附后的權(quán)利要求中所定義的那樣不會(huì)偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，它允許光通信裝置擁有恒定的溫度特性而與環(huán)境溫度的改變無(wú)關(guān)，該低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置包含溫度傳感器，它檢測(cè)光通信裝置在使用時(shí)的溫度；溫度比較單元，它對(duì)與光通信裝置中檢測(cè)到的溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)和與光通信裝置的參考溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，隨后生成代表這兩個(gè)信號(hào)的差別的數(shù)字誤差值；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，它將溫度比較單元的數(shù)字誤差值轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；溫度控制單元，它按照溫度補(bǔ)償信號(hào)控制光通信裝置的溫度；模擬比例積分微分控制單元，它接收模擬信號(hào)并使用模擬的方法執(zhí)行比例積分微分控制，生成溫度補(bǔ)償信號(hào)，從而迫使數(shù)字誤差值保持為零。
2.如權(quán)利要求1所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述兩個(gè)信號(hào)中的每一個(gè)都包含電壓信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含高電流驅(qū)動(dòng)單元，所述的高電流驅(qū)動(dòng)單元用于從模擬比例積分微分控制單元接收溫度補(bǔ)償信號(hào)、對(duì)溫度補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行放大并將溫度補(bǔ)償信號(hào)作為高電流提供給溫度控制單元。
4.如權(quán)利要求3所述的低發(fā)熱溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，其中的高電流驅(qū)動(dòng)單元由脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)器和整流器構(gòu)成。
5.一種低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其允許光通信裝置擁有恒定的溫度特性而與環(huán)境溫度的改變無(wú)關(guān)，該低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置包括溫度傳感器，用于檢測(cè)光通信裝置在使用時(shí)的溫度；溫度比較單元，它生成代表與光通信裝置中檢測(cè)到的溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)和與光通信裝置中的參考溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)之間的差別的誤差值；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它將溫度比較單元的誤差值轉(zhuǎn)換為數(shù)字誤差值；溫度控制單元，它按照模擬的溫度補(bǔ)償信號(hào)控制光通信裝置的溫度；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，它將數(shù)字溫度補(bǔ)償信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)；以及數(shù)字比例積分微分控制單元，它使用數(shù)字的方法執(zhí)行比例積分微分控制，以按照迫使數(shù)字誤差值為0的方式生成數(shù)字溫度補(bǔ)償信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的兩個(gè)信號(hào)的每一個(gè)都包含一個(gè)電壓信號(hào)。
7.如權(quán)利要求5所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含高電流驅(qū)動(dòng)單元，用于從數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器接收模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)、對(duì)溫度補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行放大并將模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)作為高電流提供給溫度控制單元。
8.如權(quán)利要求7所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，其中的高電流驅(qū)動(dòng)單元由脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)器和整流器構(gòu)成。
9.一種低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其允許光通信裝置擁有恒定的溫度特性而與環(huán)境溫度的改變無(wú)關(guān)，該低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置包括溫度傳感器，用于檢測(cè)光通信裝置使用時(shí)的溫度；溫度比較單元，它生成代表與光通信裝置中檢測(cè)到的溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)和與光通信裝置的參考溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)之間的差別的誤差值；溫度控制單元，它按照模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)控制光通信裝置的溫度；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，它將數(shù)字溫度補(bǔ)償信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；以及數(shù)字比例積分微分控制單元，它接收數(shù)字誤差值，并且使用數(shù)字的方法執(zhí)行比例積分微分控制，以生成數(shù)字溫度補(bǔ)償信號(hào)，從而迫使數(shù)字誤差值為0。
10.如權(quán)利要求9所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的兩個(gè)信號(hào)的每一個(gè)都包含一個(gè)電壓信號(hào)。
11.如權(quán)利要求9所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含高電流驅(qū)動(dòng)單元，用于從數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器接收模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)、對(duì)溫度補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行放大并將模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)作為高電流提供給溫度控制單元。
12.如權(quán)利要求11所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償裝置，其特征在于，其中的高電流驅(qū)動(dòng)單元由脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)器和整流器構(gòu)成。
13.一種低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償方法，其允許光通信裝置擁有恒定的溫度特性而與環(huán)境溫度的改變無(wú)關(guān)，該低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償方法包括下面的步驟檢測(cè)光通信裝置使用時(shí)的溫度，對(duì)與光通信裝置中檢測(cè)到的溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)和與光通信裝置的參考溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，隨后生成代表了兩個(gè)信號(hào)差別的數(shù)字誤差值；將溫度比較單元的數(shù)字誤差值數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；按照溫度補(bǔ)償信號(hào)以模擬的方法執(zhí)行光通信裝置的溫度補(bǔ)償；使用模擬的方法執(zhí)行比例積分微分控制，以生成溫度補(bǔ)償信號(hào)，從而迫使數(shù)字誤差值為0。
14.如權(quán)利要求13所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，其中生成數(shù)字誤差值的步驟包括檢測(cè)光通信裝置使用時(shí)的溫度，計(jì)算作為與光通信裝置中檢測(cè)到的溫度相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)和與光通信裝置的參考溫度相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)之間的差別的誤差電壓值；并且對(duì)誤差電壓值進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，并執(zhí)行誤差電壓值的數(shù)字信號(hào)處理。
15.如權(quán)利要求13所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，其中所述的兩個(gè)信號(hào)中的每一個(gè)都包含一個(gè)電壓信號(hào)。
16.如權(quán)利要求13所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，進(jìn)一步包含下面的步驟接收溫度補(bǔ)償信號(hào)；放大溫度補(bǔ)償信號(hào)；并且提供已經(jīng)進(jìn)行了溫度補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償信號(hào)作為高電流。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，其中的放大和提供步驟是使用脈沖寬度調(diào)制和整流執(zhí)行的。
18.一種低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償方法，其允許光通信裝置擁有恒定的溫度特性而與環(huán)境溫度的改變無(wú)關(guān)，該低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償方法包括下面的步驟檢測(cè)光通信裝置使用時(shí)的溫度，對(duì)與光通信裝置中檢測(cè)到的溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)和與光通信裝置的參考溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，隨后生成代表了兩個(gè)信號(hào)差別的數(shù)字誤差值；將溫度比較單元的誤差值模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；按照模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)以模擬的方法執(zhí)行光通信裝置的溫度補(bǔ)償；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換數(shù)字溫度補(bǔ)償信號(hào)以生成模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)；使用數(shù)字的方法執(zhí)行比例積分微分控制，以便按照迫使數(shù)字誤差值為0的方式生成溫度補(bǔ)償信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，其中所述的兩個(gè)信號(hào)中的每一個(gè)都包含一個(gè)電壓信號(hào)。
20.如權(quán)利要求18所述的低發(fā)熱的溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包含下面的步驟接收模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)；放大模擬溫度補(bǔ)償信號(hào)；并且提供已經(jīng)進(jìn)行了溫度補(bǔ)償?shù)哪M溫度補(bǔ)償信號(hào)作為高電流。
全文摘要
一種用在光通信裝置或者類似裝置上的溫度補(bǔ)償裝置，該裝置被構(gòu)建為使得當(dāng)前溫度和參考溫度之間的差別的誤差值在溫度比較單元中經(jīng)過(guò)數(shù)字處理。數(shù)字誤差電壓值被計(jì)算，而且執(zhí)行數(shù)字比例積分微分控制以代替需要諸如功率運(yùn)算放大器、電阻(R)和電容(C)這些電子器件的模擬比例積分微分控制。依照這一裝置就可以減少電子器件的數(shù)量。還可以在僅僅使用一塊印刷電路板的時(shí)候接受不同的溫度傳感器類型而不用考慮使用的溫度傳感器的類型。
文檔編號(hào)G01K15/00GK1482758SQ03153089
公開(kāi)日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2003年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者李鐘勛, 樸泰誠(chéng), 金贊烈, 孫星一 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社