专利名称：一种带apc的激光器偏置电流监视电路的制作方法
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(LaserDiode，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ICl接电源Vcc，LD的发射光功率设置电压通 过第一隔离电阻Rl连接第一运算放大器ICl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ICl的负输入端，另一方面通过第一采样电阻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ICl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通过第四隔离电阻R8连接到第二运算放大器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RlO 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，本实用新型提供一种元器件少、电路简单的带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，阳极接地，其阴极通过一第 一采样电阻和一分压电阻串联后连接电源Vcc; —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，一第二隔离电阻的第 一端与所述运算放大器的负输入端连接，其第二端通过所述第一采样电阻与所述监视PD的阴极连接；一反馈电容连接于所述第二隔离电阻的第二端和所述运算放大器的输出端之间；一第一 PNP三极管和一第二 PNP三极管的基极互连，并通过一第一限流电阻连接 所述运算放大器的输出端；所述第一 PNP三极管和第二 PNP三极管的发射极分别通过一 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 PNP三极管的集电 极，所述第二 PNP三极管的集电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 PNP三极管的集电极输出。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20ΚΩ 1000KΩ。所述第一采样电阻的取值0.1ΚΩ 50ΚΩ。所述第二采样电阻的取值0.IK Ω IOK Ω。所述第一限流电阻的取值0ΚΩ 2ΚΩ。所述第二和第三限流电阻的取值均为OK Ω IOK Ω。所述反馈电容的取值O.OlyF 10yF。上述两个PNP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。
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
以下结合附图详细描述本实用新型最佳实施例。如图2所示的带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，阳极接地，其阴极通过第一采样电阻14和一分压电阻15串联后连接电 源Vcc，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 通过第一隔离电阻4连接运算放大器3的正输入端，第二隔离电阻5的第一端与运算放大 器3的负输入端连接，其第二端通过第一采样电阻14与监视PD2的阴极连接，其中，第 一、第二隔离电阻4、5的取值均为20KΩ 1000KΩ，第一采样电阻14的取值0.1ΚΩ 50ΚΩ。一反馈电容7连接于第二隔离电阻5的第二端和运算放大器3的输出端之间， 反馈电容7的取值0.01 μ F 10 μ F。第一 PNP三极管8和第二 PNP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的取值0ΚΩ 2ΚΩ。第一 PNP三极管8和第二 PNP三极管9的发射极分别通过第二、第三限流电阻 11、12连接电源Vcc，第二和第三限流电阻11、12的取值均为OKΩ IOKΩ。LDl的 阳极连接第一 PNP三极管8的集电极，第二 PNP三极管9的集电极通过第二采样电阻13 接地，第二采样电阻13的取值0.1ΚΩ 10ΚΩ。LD偏置电流信号通过第二 PNP三极 管9的集电极输出。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LD输出光功率小于设定功率时，监视PD2的监视电流变小，运算放大器3的负端输入电压变大，运算 放大器3的输出电压变小，第一 PNP三极管8的输出电流变大，经过LDl的电流变大， 则发光增大。当LD输出光功率大于设定功率时，监视PD2的监视电流变大，运算放大 器3的负端输入电压变小，运算放大器3的输出电压变大，第一 PNP三极管8的输出电 流变小，经过LDl的电流变小，则发光减小，通过该种方式来完成LDl的APC自动光功 率控制。当第一 PNP三极管8的电流变大时，第二 PNP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，LDl的偏置电流监视量变大；当第 一 PNP三极管8的电流变小时，第二 PNP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，LDl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LDl的寿命及工作状态。两个PNP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。
权利要求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(I)，其阴极 接地；一监视PD(2)，阳极接地，其阴极通过一第一采样电阻(14)和一分压电阻(15) 串联后连接电源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，一第二隔离电阻(5)的第一端与 所述运算放大器(3)的负输入端连接，其第二端通过所述第一采样电阻(14)与所述监视 PD(2)的阴极连接；一反馈电容(7)连接于所述第二隔离电阻(5)的第二端和所述运算放 大器(3)的输出端之间；一第一 PNP三极管(8)和一第二 PNP三极管(9)的基极互连， 并通过一第一限流电阻(10)连接所述运算放大器(3)的输出端；所述第一 PNP三极管 (8)和第二 PNP三极管(9)的发射极分别通过一第二、第三限流电阻(11、12)连接所述 电源Vcc，所述LD(I)的阳极连接所述第一 PNP三极管⑶的集电极，所述第二 PNP三 极管(9)的集电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 PNP 三极管(9)的集电极输出。
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20ΚΩ 1000ΚΩ。
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(14)的取值0.1ΚΩ 50ΚΩ。
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0.1ΚΩ IOK Ω。
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0ΚΩ 2ΚΩ。
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0ΚΩ 10ΚΩ。
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0.01 μ F 10 μ F。
专利摘要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；PD，其阴极通过第一采样电阻和分压电阻串联后接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接运算放大器的正输入端，第二隔离电阻的第一端与运算放大器的负输入端连接，其第二端通过第一采样电阻与PD阴极连接；反馈电容接于第二隔离电阻的第二端和运算放大器的输出端之间；第一PNP三极管和第二PNP三极管的基极互连，并通过第一限流电阻连运算放大器的输出端；第一PNP三极管和第二PNP三极管的发射极分别通过第二、第三限流电阻接Vcc，LD阳极接第一PNP三极管的集电极，第二PNP三极管的集电极通过第二采样电阻接地，LD偏置电流信号通过第二PNP三极管的集电极输出。
文档编号G01R31/26GK201796078SQ201020290618
公开日2011年4月13日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者任礼霞, 夏京盛 申请人:深圳新飞通光电子技术有限公司