專利名稱：一種帶apc的激光器偏置電流監(jiān)視電路的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及用于高速中長距的電吸收外調(diào)制激光器，尤其涉及一種帶APC (Automatic Power Controller,以下簡稱APC)的激光器偏置電流監(jiān)視電路。
背景技術(shù)：
在光通信傳輸系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)在光纖上的傳輸，信號需要通過光收發(fā)模 塊進行電光轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換，電光轉(zhuǎn)換是通過半導體激光器完成。對激光器來講，用戶 初始定義的發(fā)射光功率是一個重要參數(shù)，隨著激光器的老化和環(huán)境溫度的變化，激光二 極管(LaserDiode，以下簡稱LD)的特征曲線的斜率隨著時間推移和溫度升高而下降，因 此LD必須通過相應的激光器控制電路來保證穩(wěn)定的光功率輸出。目前大量使用的光傳 輸系統(tǒng)，大部分基站是設置在戶外甚至是遠離人煙的區(qū)域，這就使得光傳輸系統(tǒng)必須具 備自動監(jiān)視及上報功能，對于光收發(fā)模塊而言，也必須具備自動監(jiān)視功能。而激光器偏 置電流(TX-Bias)就是監(jiān)視參數(shù)中比較重要的一個，它對于判斷激光器的壽命及工作狀 態(tài)有很大幫助。如圖1所示用于高速中長距的光收發(fā)一體模塊的一種帶APC激光器偏置 電流監(jiān)視電路，包括一 LD，其陰極接地；一監(jiān)視光電二極管(Photo Diode，以下簡稱 PD),其陰極接電源Vcc;第一運算放大器ICl接電源Vcc，LD的發(fā)射光功率設置電壓 通過第一隔離電阻Rl連接第一運算放大器ICl的正輸入端，監(jiān)視PD的陽極一方面通過 第二隔離電阻R2連接第一運算放大器ICl的負輸入端，另一方面通過一第一采樣電阻R3 接地；一NPN三極管的基極通過第一限流電阻R4連接第一運算放大器ICl的輸出端，其 集電極通過一串聯(lián)電阻R5連接到電源Vcc，其發(fā)射極通過第二采樣電阻R6連接LD的陽 極。LD偏置電流需要在第二采樣電阻R6的兩端直接采樣，采樣的電壓帶有共模成分， 當電源Vcc變化時，偏置電流也會變化，導致監(jiān)視值不準。改進方案是LD偏置電流采 樣點1通過第三隔離電阻R7連接第二運算放大器IC2的正輸入端，LD偏置電流采樣點 2第四隔離電阻R8連接第二運算放大器IC2的負輸入端，反饋電阻R9連接第二運算放大 器IC2的正輸入端和輸出端之間，第二運算放大器IC2的輸出端經(jīng)過負載電阻RlO接地， 第二運算放大器IC2的輸出信號就是經(jīng)過其運算后的LD偏置電流信號。該種電路方案 采用的元器件較多，占用空間較大，電路比較復雜。

實用新型內(nèi)容為了克服以上缺點，本實用新型提供元器件少、電路簡單的一種帶APC的激光 器偏置電流監(jiān)視電路。為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種帶APC的激光器偏 置電流監(jiān)視電路，包括一 LD，其陰極接地；一監(jiān)視PD，其陰極接電源Vcc; —運算 放大器接電源Vcc，LD發(fā)射光功率設置電壓通過一第一隔離電阻連接所述運算放大器的 正輸入端，所述監(jiān)視PD的陽極通過一第二隔離電阻連接所述運算放大器的負輸入端，一 第一采樣電阻的一端連接所述監(jiān)視PD的陽極，另一端接地；一反饋電容連接于所述監(jiān)視PD的陽極和所述運算放大器的輸出端之間；一第一 NPN三極管和一第二 NPN三極管的基極互連，并通過第一限流電阻連接所述運算放大器的輸出端；所述第一 NPN三極管和 第二NPN三極管的集電極分別通過一第二、第三限流電阻連接所述電源Vcc，所述LD的 陽極連接所述第一NPN三極管的發(fā)射極，所述第二個NPN三極管的發(fā)射極通過一第二采 樣電阻接地，LD偏置電流信號通過所述第二 NPN三極管的發(fā)射極輸出。所述電源Vcc取3.3V或5V。所述第一、第二隔離電阻的取值均為20ΚΩ 1000KΩ。所述第一采樣電阻的取值0.1ΚΩ 50ΚΩ。所述第二采樣電阻的取值0.IK Ω IOK Ω。所述第一限流電阻的取值0ΚΩ 2ΚΩ。所述第二和第三限流電阻的取值均為OK Ω IOK Ω。所述反饋電容的取值O.OlyF 10yF。上述兩個NPN三極管可以選用一個集成元件，元件少；采樣電壓只有一點， 不存在共模問題，而且完全正比于激光器的偏置電流。激光器偏置電流只需一個采樣電 阻，實現(xiàn)簡單，只要校準沒問題，監(jiān)視值完全準確。

圖1表示現(xiàn)有技術(shù)帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路。圖2表示本實用新型帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路示意圖。
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所示的一種帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，包括一 LD1，其陰極 接地。一監(jiān)視PD2，其陰極接電源Vcc，取3.3V或5V。一運算放大器3接電源Vcc。 LD發(fā)射光功率設置電壓(TX-power set)通過一第一隔離電阻4連接運算放大器3的正輸 入端，監(jiān)視PD2的陽極通過一第二隔離電阻5連接運算放大器3的負輸入端，其中，第 一、第二隔離電阻4、5的取值均為20KΩ 1000KΩ。一第一采樣電阻6—端連接監(jiān)視 PD2的陽極，另一端接地，取值0.1ΚΩ 50ΚΩ。一反饋電容7連接于監(jiān)視PD2的陽 極和運算放大器3的輸出端之間，反饋電容7取值O.OlyF 10yF。一第一 NPN三極 管8和一第二 NPN三極管9的基極互連，并通過第一限流電阻10連接運算放大器3的輸 出端，第一限流電阻10取值0ΚΩ 2ΚΩ。第一 NPN三極管8和第二 NPN三極管9的 集電極分別通過一第二、第三限流電阻11、12連接電源Vcc，其中第二和第三限流電阻 11、12的取值均為0ΚΩ 10ΚΩ。LDl的陽極連接第一 NPN三極管8的發(fā)射極，第二 NPN三極管9的發(fā)射極通過第二采樣電阻13接地，該電阻取值0.1ΚΩ 10ΚΩ，LD偏 置電流信號通過第二 NPN三極管9的發(fā)射極輸出。上述激光器偏置電流監(jiān)視電路正常工作時，運算放大器3將其輸入端所設置的 LD發(fā)射光功率設置電壓(TX-Power Set)與監(jiān)視PD2監(jiān)視電流轉(zhuǎn)換的電平兩者進行比較， 并通過積分電路輸出，使輸出的光功率變化比較平滑，不會引起突變。當監(jiān)視PD2的監(jiān) 視電流轉(zhuǎn)換的電壓小于設置電平時，也就是說LD輸出光功率小于設定功率時，輸出電壓變大，第一 NPN三極管8的輸出電流變大，經(jīng)過LDl的電流變大，則發(fā)光增大。當監(jiān)視PD2的監(jiān)視電流轉(zhuǎn)換的電壓大于設置電平時，也就是說輸出光功率大于設定功率時， 輸出電壓變小，第一 NPN三極管8的輸出電流變小，經(jīng)過LDl的電流變小，則發(fā)光減 小，通過該種方式來完成LDl的APC自動光功率控制。當?shù)谝?NPN三極管8的電流變 大時，第二 NPN三極管9的電流也跟隨變大，通過第二采樣電阻13的電流也變大，采樣 電壓變大，LDl的偏置電流監(jiān)視量變大；當?shù)谝?NPN三極管8的電流變小時，第二 NPN 三極管9的電流也跟隨變小，通過第二采樣電阻13的電流也變小，采樣電壓變小，LDl 的偏置電流監(jiān)視量變小，只要通過校準得出監(jiān)視值與真實值之間的系數(shù)，監(jiān)視量就會真 實地反應LD偏置電流信號的變化，這樣就可以通過監(jiān)視量的大小來判斷LDl的壽命及工 作狀態(tài)。兩個NPN三極管可以選用一個集成元件，元件少；激光器偏置電流只需一個采 樣電阻，不存在共模問題，而且完全正比于激光器的偏置電流。只用一個采樣電阻，實 現(xiàn)簡單，只要校準沒問題，監(jiān)視值完全準確。
權(quán)利要求1.一種帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，其特征在于，包括一 LD(I)，其陰極 接地；一監(jiān)視PD(2)，其陰極接電源Vcc; —運算放大器(3)接電源Vcc，LD發(fā)射光 功率設置電壓通過一第一隔離電阻(4)連接所述運算放大器(3)的正輸入端，所述監(jiān)視 PD (2)的陽極通過一第二隔離電阻(5)連接所述運算放大器(3)的負輸入端，一第一采樣 電阻(6)的一端連接所述監(jiān)視PD(2)的陽極，另一端接地；一反饋電容(7)連接于所述 監(jiān)視PD (2)的陽極和所述運算放大器(3)的輸出端之間；一第一 NPN三極管(8)和一第 二 NPN三極管(9)的基極互連，并通過第一限流電阻(10)連接所述運算放大器(3)的輸 出端；所述第一 NPN三極管(8)和第二 NPN三極管(9)的集電極分別通過一第二、第三 限流電阻(11、12)連接所述電源Vcc，所述LD⑴的陽極連接所述第一 NPN三極管⑶ 的發(fā)射極，所述第二 NPN三極管(9)的發(fā)射極通過一第二采樣電阻(13)接地，LD偏置 電流信號通過所述第二 NPN三極管(9)的發(fā)射極輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，其特征在于，所述電 源 Vcc 取 3.3V 或 5V。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，其特征在于，所述第 一、第二隔離電阻(4、5)的取值均為20ΚΩ 1000ΚΩ。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，其特征在于，所述第 一采樣電阻(6)的取值0.IK Ω 50ΚΩ。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，其特征在于，所述第 二采樣電阻(13)的取值0.1ΚΩ IOK Ω。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，其特征在于，所述第 一限流電阻(10)的取值0ΚΩ 2ΚΩ。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，其特征在于，所述第 二和第三限流電阻(11、12)的取值均為0ΚΩ 10ΚΩ。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，其特征在于，所述反 饋電容(7)的取值0.01 μ F 10 μ F。
專利摘要本實用新型提供一種帶APC的激光器偏置電流監(jiān)視電路，包括LD陰極接地；PD陰極接Vcc；運算放大器接Vcc，LD發(fā)射光功率設置電壓通過第一隔離電阻連接運算放大器正輸入端，PD的陽極通過第二隔離電阻連接運算放大器負輸入端，第一采樣電阻的一端連接PD陽極，另一端接地；一反饋電容連接于PD陽極和運算放大器的輸出端之間；第一NPN三極管和第二NPN三極管基極互連，并通過第一限流電阻連接運算放大器輸出端；第一NPN三極管和第二NPN三極管集電極分別通過第二、第三限流電阻連接Vcc，LD陽極連接第一NPN三極管發(fā)射極，第二個NPN三極管發(fā)射極通過第二采樣電阻接地，LD偏置電流信號通過第二NPN三極管發(fā)射極輸出。元件少，激光器偏置電流只需一個采樣電阻，實現(xiàn)簡單。
文檔編號G01R31/26GK201796077SQ201020290608
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12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