一种光电探测器偏压电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光通信领域的光模块电路，具体涉及一种光电探测器偏压电路。
【背景技术】
[0002]光收发模块是光通信设备中的重要部件之一，为了能实现长途光纤通信或大分光比应用，必须提高光收发模块的发射光功率或接收灵敏度。在光纤通信系统中，普遍采用一种具有内部电流放大作用的光电二极管-雪崩光电二极管(APD)来提高接收灵敏度。APD能对器件内部的光生载流子电流进行放大，即所谓内部倍增作用。这种倍增作用的大小与器件的工作偏置有关，其响应度随偏置电压的增加而增加，当其偏置接近击穿电压时，响应度急剧增加，这就是所谓的“雪崩”效应。
[0003]为了得到满意的雪崩增益，APD需要一个比较高的反向偏压，反向偏压大多在40V至60V之间。APD的雪崩电压会随着温度变化而改变，高压偏置电源必须随温度的变化而改变，以便偏置电压能够追踪APD的雪崩电压，使APD工作在最佳工作状态。
[0004]光模块的Aro偏压电路一般由升压电路、倍压电路和温度补偿电路三部分构成。改变施加在升压芯片反馈管脚上的电压值可以改变偏压电路的输出电压，一般将输出电压采用分压的办法取部分输出电压给升压芯片反馈脚，常采用的分压方法有电阻分压、数字电位器分压或微控制器偏流等方法。偏压电路的外环采取开环模式，输出精度依赖于整个偏压电路的各部分元件精度。比如，一般电位器都存在不确定的端到端公差，有些数字电位器的端到端阻值误差典型值达到了 30%，当采用数字电位器和其它电阻串联构成分压网络时，阻值的误差会造成电压的变化量超出容许的误差范围。
[0005]对于Aro进行的温度补偿一般采用模块内含的温度测量元件，例如热敏电阻，可以被直接连接到电源来调节输出电压。但这种进行温度补偿的调节方法不够精确，特别不适合温度范围较宽的场合。
[0006]在光模块进行首次调整时，需要对光模块APD施加合适的偏压值，若偏压电路的误差较大，当偏压值高出APD雪崩值过多时，会对APD造成不可逆的损伤，严重影响APD的可靠性。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是针对上述现状，提供了一种施加在APD上的偏压电压调节方便且电压值准确，过冲小，温度跟踪特性好，且能避免因电压过冲对APD造成的损害的光电探测器偏压电路。
[0008]本实用新型目的的实现方法为，一种光电探测器偏压电路，电压输入至升压芯片IC2LT1930升压，高压输出经电阻Rl和电阻R2分压后送入双路、温控可变电阻IC1DS1856的电压监控电路，同时高压输出经R3和双路、温控可变电阻ICl中的数字电位器Rd分压后送入升压芯片IC2的反馈脚；IC2LT1930接上位机；
[0009]所述双路、温控可变电阻IC1DS1856带内有数字电位器Rd，内部带温度监控GN，带通信接口、模拟监控口，模拟监控口作电压监控。
[0010]本实用新型的工作原理如下:
[0011]在进行偏压电路的首次调整时，以室温作为默认温度，双路、温控可变电阻ICl中的数字电位器Rd处于初始值，输出一个较低的电压值，该电压值的一部分取回送给电压监控电路，若电压值在预计的范围内，则表明偏压电路工作正常。由数字电位器Rd的初始值和返回的电压监控值可测出整个偏压电路的环路系数，根据环路系数可以得到需要设定的电位器数值，再根据温度监控得到的温度值，得到整个温度范围内所需要的数字电位器数值。升压电路根据数字电位器值即可得到整个温度范围内带温度补偿的偏压输出。
[0012]本实用新型具有下列优点和积极效果:
[0013]1、对输出的高压值进行闭环监控，输出的电压值准确，采用IC2内置的温度传感器使温度补偿跟踪特性好；
[0014]2、采用了闭环方式由电压监控单元对电压输出进行监控，只对监控单元有精度要求，对其它元器件的精度和一致性要求低；
[0015]3、因电压进行两次调整，第一次输出低电压，第二次输出设定电压，可以使输出电压不产生过冲，避免对APD产生过压冲击。
[0016]总之，本实用新型提供了一种Aro偏压电路，使施加在Aro上的电压准确，温度跟踪特性好，且能避免因电压过冲对APD造成的损害。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型电路框图，
[0018]图2为本实用新型电原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图详述本实用新型。
[0020]参照图1、2，采用本实用新型，电压输入至升压芯片IC2LT1930升压，高压输出经电阻Rl和电阻R2分压后送入双路、温控可变电阻IC1DS1856的电压监控电路，同时高压输出经R3和双路、温控可变电阻ICl中的数字电位器Rd分压后送入升压芯片IC2的反馈脚；IC1DS1856接上位机；
[0021]所述双路、温控可变电阻IC1DS1856带内有数字电位器Rd，内部带温度监控GN，带通信接口、模拟监控口，模拟监控口作电压监控。
[0022]本实用新型的数字电位器选择余地比较大，比如常用的双路、温控可变电阻IC1DS1856，内有数字电位器Rd，不仅带数字电位器功能，内部还自带温度监控，可以取代外部温度监控。自带的模拟监控口还可以作为电压监控。可以使整个偏压电路得到简化，使用空间少。特别适合于布板面积特别节约的场合。
[0023]本实用新型的升压电路一般采用电感储能方式Boost升压，常用的升压芯片为IC2LT1930，由于数字电位器采用了 IC1DS1856，有温度监控和电压监控功能，故对升压芯片的温度特性要求降低，且对双路、温控可变电阻IC1DS1856自带的参考电压源的要求也降低。升压电路也可采用成本较低的其它芯片。采用了电压监控单元采集升压电路的最终输出电压，可以使输出电压和设定值保持一致。将采集到的输出电压值和设定值进行比较，采用温度监控值进行温度补偿，在初次进行电压调整时先采用低压测出环路系数，再根据环路系数进行第二次调整使输出值稳定地达到设定值。
[0024]相比于开环模式的升压电路，本实用新型添加了电阻Rl和R2组成的分压电路以及电压监控单元组成的闭环模式。
[0025]本实用新型工作原理如下:
[0026]在进行偏压电路的首次调整时，以室温(25°C )作为默认温度(光模块在生产时环境温度都会调节到室温)。数字电位器IC1DS1856处于初始值，该初始值会使升压电路IC2LT1930输出一个较低的电压值，将该电压值的一部分取回送给电压监控电路，若电压值在预计的范围内，则表明偏压电路工作正常。由数字电位器的初始值和返回的电压监控值可测出整个偏压电路的环路系数，根据环路系数可以得到需要设定的电位器数值，再根据温度监控得到的温度值，得到整个温度范围内所需要的数字电位器数值。升压电路根据数字电位器值即可得到整个温度范围内带温度补偿的偏压输出。
[0027]在数字电位器Rd为初始值时，升压电路输出一个初始高压值。通过Rd的初始值和初始高压值，可以得到整个电路的闭环系数。
[0028]改变Rd的阻值，可以使升压电路输出APD正常工作所需的电压值，通过温度监控对Rd进行调整，使输出的电压能够跟踪温度的变化。
【主权项】
1.一种光电探测器偏压电路，其特征在于:电压输入至升压芯片IC2LT1930升压，高压输出经电阻Rl和电阻R2分压后送入双路、温控可变电阻IClDS 1856的电压监控电路，同时高压输出经R3和双路、温控可变电阻ICl中的数字电位器Rd分压后送入升压芯片IC2的反馈脚；IC2LT1930接上位机； 所述双路、温控可变电阻IC1DS1856带内有数字电位器Rd，内部带温度监控GN，带通信接口、模拟监控口，模拟监控口作电压监控。
【专利摘要】本实用新型公开了一种光电探测器偏压电路，电压输入至升压芯片IC2升压，高压输出经电阻R1和电阻R2分压后送入双路、温控可变电阻IC1的电压监控单元，同时高压输出经R3和IC1中的数字电位器Rd分压后送入升压芯片IC2的反馈脚；IC2接上位机；双路、温控可变电阻IC1有温度监控GN，通信接口、电压监控功能。本实用新型工作时，数字电位器Rd处于初始值，由初始值和返回的电压监控值测出环路系数，再得需设定的电位器数值，根据温度值得所需数字电位器数值。根据数字电位器值得带温度补偿的偏压输出。本实用新型对输出高压值进行闭环监控，加在APD上的电压准确，温度补偿跟踪性好；能避免电压过冲对APD造成的损害。
【IPC分类】G05F1/567
【公开号】CN204705933
【申请号】CN201520283501
【发明人】徐国旺, 吕辉, 黄楚云, 李子强, 杨涛, 盛飞
【申请人】湖北工业大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月5日