CN201796077U - 一种带apc的激光器偏置电流监视电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带APC的激光器偏置电流监视电路，包括：LD阴极接地；PD阴极接Vcc；运算放大器接Vcc，LD发射光功率设置电压通过第一隔离电阻连接运算放大器正输入端，PD的阳极通过第二隔离电阻连接运算放大器负输入端，第一采样电阻的一端连接PD阳极，另一端接地；一反馈电容连接于PD阳极和运算放大器的输出端之间；第一NPN三极管和第二NPN三极管基极互连，并通过第一限流电阻连接运算放大器输出端；第一NPN三极管和第二NPN三极管集电极分别通过第二、第三限流电阻连接Vcc，LD阳极连接第一NPN三极管发射极，第二个NPN三极管发射极通过第二采样电阻接地，LD偏置电流信号通过第二NPN三极管发射极输出。元件少，激光器偏置电流只需一个采样电阻，实现简单。

Description

一种带APC的激光器偏置电流监视电路

技术领域

本实用新型涉及用于高速中长距的电吸收外调制激光器，尤其涉及一种带APC(Automatic Power Controller，以下简称APC)的激光器偏置电流监视电路。

背景技术

在光通信传输系统中，为了实现数据在光纤上的传输，信号需要通过光收发模块进行电光转换和光电转换，电光转换是通过半导体激光器完成。对激光器来讲，用户初始定义的发射光功率是一个重要参数，随着激光器的老化和环境温度的变化，激光二极管(Laser Diode，以下简称LD)的特征曲线的斜率随着时间推移和温度升高而下降，因此LD必须通过相应的激光器控制电路来保证稳定的光功率输出。目前大量使用的光传输系统，大部分基站是设置在户外甚至是远离人烟的区域，这就使得光传输系统必须具备自动监视及上报功能，对于光收发模块而言，也必须具备自动监视功能。而激光器偏置电流(TX-Bias)就是监视参数中比较重要的一个，它对于判断激光器的寿命及工作状态有很大帮助。如图1所示用于高速中长距的光收发一体模块的一种带APC激光器偏置电流监视电路，包括：一LD，其阴极接地；一监视光电二极管(Photo Diode，以下简称PD)，其阴极接电源Vcc；第一运算放大器IC1接电源Vcc，LD的发射光功率设置电压通过第一隔离电阻R1连接第一运算放大器IC1的正输入端，监视PD的阳极一方面通过第二隔离电阻R2连接第一运算放大器IC1的负输入端，另一方面通过一第一采样电阻R3接地；一NPN三极管的基极通过第一限流电阻R4连接第一运算放大器IC1的输出端，其集电极通过一串联电阻R5连接到电源Vcc，其发射极通过第二采样电阻R6连接LD的阳极。LD偏置电流需要在第二采样电阻R6的两端直接采样，采样的电压带有共模成分，当电源Vcc变化时，偏置电流也会变化，导致监视值不准。改进方案是LD偏置电流采样点1通过第三隔离电阻R7连接第二运算放大器IC2的正输入端，LD偏置电流采样点2第四隔离电阻R8连接第二运算放大器IC2的负输入端，反馈电阻R9连接第二运算放大器IC2的正输入端和输出端之间，第二运算放大器IC2的输出端经过负载电阻R10接地，第二运算放大器IC2的输出信号就是经过其运算后的LD偏置电流信号。该种电路方案采用的元器件较多，占用空间较大，电路比较复杂。

实用新型内容

为了克服以上缺点，本实用新型提供元器件少、电路简单的一种带APC的激光器偏置电流监视电路。

为实现以上发明目的，本实用新型采用如下技术方案：一种带APC的激光器偏置电流监视电路，包括：一LD，其阴极接地；一监视PD，其阴极接电源Vcc；一运算放大器接电源Vcc，LD发射光功率设置电压通过一第一隔离电阻连接所述运算放大器的正输入端，所述监视PD的阳极通过一第二隔离电阻连接所述运算放大器的负输入端，一第一采样电阻的一端连接所述监视PD的阳极，另一端接地；一反馈电容连接于所述监视PD的阳极和所述运算放大器的输出端之间；一第一NPN三极管和一第二NPN三极管的基极互连，并通过第一限流电阻连接所述运算放大器的输出端；所述第一NPN三极管和第二NPN三极管的集电极分别通过一第二、第三限流电阻连接所述电源Vcc，所述LD的阳极连接所述第一NPN三极管的发射极，所述第二个NPN三极管的发射极通过一第二采样电阻接地，LD偏置电流信号通过所述第二NPN三极管的发射极输出。

所述电源Vcc取3.3V或5V。

所述第一、第二隔离电阻的取值均为20KΩ～1000KΩ。

所述第一采样电阻的取值0.1KΩ～50KΩ。

所述第二采样电阻的取值0.1KΩ～10KΩ。

所述第一限流电阻的取值0KΩ～2KΩ。

所述第二和第三限流电阻的取值均为0KΩ～10KΩ。

所述反馈电容的取值0.01μF～10μF。

上述两个NPN三极管可以选用一个集成元件，元件少；采样电压只有一点，不存在共模问题，而且完全正比于激光器的偏置电流。激光器偏置电流只需一个采样电阻，实现简单，只要校准没问题，监视值完全准确。

附图说明

图1表示现有技术带APC的激光器偏置电流监视电路。

图2表示本实用新型带APC的激光器偏置电流监视电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型最佳实施例。

如图2所示的一种带APC的激光器偏置电流监视电路，包括：一LD1，其阴极接地。一监视PD2，其阴极接电源Vcc，取3.3V或5V。一运算放大器3接电源Vcc。LD发射光功率设置电压(TX-power set)通过一第一隔离电阻4连接运算放大器3的正输入端，监视PD2的阳极通过一第二隔离电阻5连接运算放大器3的负输入端，其中，第一、第二隔离电阻4、5的取值均为20KΩ～1000KΩ。一第一采样电阻6一端连接监视PD2的阳极，另一端接地，取值0.1KΩ～50KΩ。一反馈电容7连接于监视PD2的阳极和运算放大器3的输出端之间，反馈电容7取值0.01μF～10μF。一第一NPN三极管8和一第二NPN三极管9的基极互连，并通过第一限流电阻10连接运算放大器3的输出端，第一限流电阻10取值0KΩ～2KΩ。第一NPN三极管8和第二NPN三极管9的集电极分别通过一第二、第三限流电阻11、12连接电源Vcc，其中第二和第三限流电阻11、12的取值均为0KΩ～10KΩ。LD1的阳极连接第一NPN三极管8的发射极，第二NPN三极管9的发射极通过第二采样电阻13接地，该电阻取值0.1KΩ～10KΩ，LD偏置电流信号通过第二NPN三极管9的发射极输出。

上述激光器偏置电流监视电路正常工作时，运算放大器3将其输入端所设置的LD发射光功率设置电压(TX-Power Set)与监视PD2监视电流转换的电平两者进行比较，并通过积分电路输出，使输出的光功率变化比较平滑，不会引起突变。当监视PD2的监视电流转换的电压小于设置电平时，也就是说LD输出光功率小于设定功率时，输出电压变大，第一NPN三极管8的输出电流变大，经过LD1的电流变大，则发光增大。当监视PD2的监视电流转换的电压大于设置电平时，也就是说输出光功率大于设定功率时，输出电压变小，第一NPN三极管8的输出电流变小，经过LD1的电流变小，则发光减小，通过该种方式来完成LD1的APC自动光功率控制。当第一NPN三极管8的电流变大时，第二NPN三极管9的电流也跟随变大，通过第二采样电阻13的电流也变大，采样电压变大，LD1的偏置电流监视量变大；当第一NPN三极管8的电流变小时，第二NPN三极管9的电流也跟随变小，通过第二采样电阻13的电流也变小，采样电压变小，LD1的偏置电流监视量变小，只要通过校准得出监视值与真实值之间的系数，监视量就会真实地反应LD偏置电流信号的变化，这样就可以通过监视量的大小来判断LD1的寿命及工作状态。两个NPN三极管可以选用一个集成元件，元件少；激光器偏置电流只需一个采样电阻，不存在共模问题，而且完全正比于激光器的偏置电流。只用一个采样电阻，实现简单，只要校准没问题，监视值完全准确。

Claims (8)

1.一种带APC的激光器偏置电流监视电路，其特征在于，包括：一LD(1)，其阴极接地；一监视PD(2)，其阴极接电源Vcc；一运算放大器(3)接电源Vcc，LD发射光功率设置电压通过一第一隔离电阻(4)连接所述运算放大器(3)的正输入端，所述监视PD(2)的阳极通过一第二隔离电阻(5)连接所述运算放大器(3)的负输入端，一第一采样电阻(6)的一端连接所述监视PD(2)的阳极，另一端接地；一反馈电容(7)连接于所述监视PD(2)的阳极和所述运算放大器(3)的输出端之间；一第一NPN三极管(8)和一第二NPN三极管(9)的基极互连，并通过第一限流电阻(10)连接所述运算放大器(3)的输出端；所述第一NPN三极管(8)和第二NPN三极管(9)的集电极分别通过一第二、第三限流电阻(11、12)连接所述电源Vcc，所述LD(1)的阳极连接所述第一NPN三极管(8)的发射极，所述第二NPN三极管(9)的发射极通过一第二采样电阻(13)接地，LD偏置电流信号通过所述第二NPN三极管(9)的发射极输出。

2.根据权利要求1所述的带APC的激光器偏置电流监视电路，其特征在于，所述电源Vcc取3.3V或5V。

3.根据权利要求2所述的带APC的激光器偏置电流监视电路，其特征在于，所述第一、第二隔离电阻(4、5)的取值均为20KΩ～1000KΩ。

4.根据权利要求3所述的带APC的激光器偏置电流监视电路，其特征在于，所述第一采样电阻(6)的取值0.1KΩ～50KΩ。

5.根据权利要求4所述的带APC的激光器偏置电流监视电路，其特征在于，所述第二采样电阻(13)的取值0.1KΩ～10KΩ。

6.根据权利要求5所述的带APC的激光器偏置电流监视电路，其特征在于，所述第一限流电阻(10)的取值0KΩ～2KΩ。

7.根据权利要求6所述的带APC的激光器偏置电流监视电路，其特征在于，所述第二和第三限流电阻(11、12)的取值均为0KΩ～10KΩ。

8.根据权利要求7所述的带APC的激光器偏置电流监视电路，其特征在于，所述反馈电容(7)的取值0.01μF～10μF。

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