將數控電位計和電阻器連接到激光驅動器

激光控制是通過激光驅動器和控制器實現的。調整兩個通道，偏置和調制，以提供所需的光學性能。數字電位計和電阻通常用于執行此調整。本文探討了開環和閉環激光控制設計中出現的電氣接口問題。

介紹

在開環和閉環操作的背景下，回顧了數控電位器/電阻器和激光驅動器之間的不同電氣接口。這種光纖系統的最終目標是有一種改變光振幅的方法，該光的振幅在 2 級光功率 P0 和 P1 之間進行數字調制。這些電平是通過驅動器中的兩個電路實現的：偏置和調制電路。

開環拓撲

對于圖1 （a）所示的偏置控制拓撲，可變電阻設置電流I1，該電流被放大并饋入公共陰極（或從公共陽極沉入）半導體激光管。電阻兩端最常見的電壓為1.2V，源自激光驅動器IC內部的帶隙。I1 的范圍在微安級，最高可達幾毫安;I2 的范圍從幾十毫安到一百毫安。在某些應用中，電阻器用于提供電流，不再接地，而是連接到固定基準或電源。

圖 1 （b） 顯示了一個低側控制（接地），其中輸入電壓 V1 設置內部電流 I1，然后將其放大到 I2 中，通過提供（或吸收）電流來驅動半導體激光管。這里使用電位計，而在（a）配置中使用電阻器。V1的高輸入阻抗使電位計成為理想之選。

圖1 （c）顯示了控制電壓為V1的高壓側控制。V1 越低，I1 和 I2 越高，以驅動半導體激光管。為了增加激光的平均光功率，電阻必須降低，圖1（b）中的電阻必須減小，圖1（b）中的V1必須增加，圖1（c）中的V1必須減小。

圖1.

圖2顯示了電路調制部分的類似配置。調制電平的設置與偏置電路的設置相同，用于調制數據載波的幅度，從而產生開關電流。在圖2（a）中，隨著電阻的減小，發射光的峰峰值幅度增加。在圖 2 （b） 中，隨著 V3 的增加，這種情況就會發生。這里還顯示了將偏置和調制電流注入激光器的過程。

圖2.

請注意，在圖1（b）和2（b）中，激光驅動器IC的輸入可以是雙極性npn。

閉環拓撲

APC（平均功率控制）電路通常用于調節光學平均值，閉環控制從激光發射到放置在反饋中的光電二極管監視器中的光。不太常見的是閉環調制控制電路。圖3（a）和3（b）顯示了與此類激光驅動器的電阻接口。

在圖3（a）中，激光偏置電流是從光電二極管監視器（Ifa）反饋的電流與基準電流（I1）之間誤差的放大版本。隨著電阻的減小，I1增加。由于Ifa跟蹤I1，平均光功率增加。

圖3 （b）是閉環調制應用的簡單表示。將從光電二極管電流中提取的反饋信號（Ifb）與基準電流I3進行比較。誤差被放大，然后調制數據載波的幅度，產生開關電流。隨著電阻的減小，峰峰值光功率增加。在圖3（b）中，將偏置電流I2相加以完成圖片。

圖3.

示例：MAX3273/DS1847套件

將激光驅動器MAX3273與數控電阻DS1847連接時，首先確定您的平均光功率（P平均）和峰峰值光調制功率（P勇氣） 是。

PAVG由激光驅動器周圍的APC環路調節（參見圖3（a）），直接取決于電流I1以及光電二極管的響應度（mA/mW）。DS1847電阻將I1設置為等于1.2/R。接下來，PAVG = I1/響應度 = 1.2/（響應度 × R）。值得注意的是R對光電二極管特性的依賴性，以實現所需的平均功率。因此，建議設計人員了解該參數的統計分布以及溫度依賴性，以實現合理的設計屈服。例如，在PAVG = 0.4mW下使用DFB激光器SLT2170-LN，光電二極管電流范圍從0.15mA開始，這需要小于8K的電阻：DS1847中的電阻1應用于APC功能。

PMOD不在MAX3273激光驅動器內調節，基本上是開環工作。它由設置I3的電阻（參見圖2（a））控制。I3反過來設置峰峰值調制電流，該電流被添加到偏置電流中并注入激光器。因此，激光輸出由直流+脈沖分量組成。脈沖分量（PMOD）取決于激光量子效率（η），以mW/mA表示，增益GM（圖2（a））和I3（= 1.2/RMOD）。從本質上講，PMOD = 1.2 × GM × η/RMOD。同樣，值得注意的是 RMOD 對給定 PMOD 的η的依賴性。建議了解η的變化。例如，使用相同的激光器SLT2170-LN，PMOD = 0.3mW，GM = 165，η = 0.06，所需的電阻將小于40K。DS1847中的電阻0應用于調制功能。

DS1847具有用于溫度補償的查找表。這種溫度補償對于APC和調制控制都是必不可少的。在APC模式下，該表主要用于抵消光電二極管響應度的溫度依賴性，根據SLT1-LN數據手冊，光電二極管響應度的變化可能高達±5.40dBm（約2170%）。至于調制，相應的表格主要用于抵消激光效率η的溫度依賴性，其變化可達±3dBm（2倍）。查找表的另一個好處是，它們有助于補償應用中其他參數的溫度依賴性。這些可以包括激光驅動器增益和電阻值。DS1847電阻值在達拉斯工廠的各種溫度下都有表征。

審核編輯：郭婷