PAM4光模块的电源电路及PAM4光模块的电源控制方法与流程

本发明涉及pam4光模块的技术领域，尤其是涉及一种pam4光模块的电源电路及pam4光模块的电源控制方法。

背景技术：

由于pam4(pulseamplitudemodulation4，脉冲幅度调制)光模块功耗很大，所以dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理)芯片主要用1.8v，1.2v，0.8v，0.77v，0.59v等电源供电，不同引脚采用不同电源，以减少整个模块正常工作时的功耗，功耗降低，也利于整个模块的热损耗和散热设计，可以提升光模块工作性能、稳定性和可靠性。虽然pam4光模块的dsp芯片采用这些低电平供电，nrz(non-return-to-zero，不归零)光模块主芯片采用3.3v供电，但pam4光模块相对于nrz光模块，功耗还是大很多。

现有的pam4光模块电源电路中，dsp各引脚所需电压是电源3.3v经过电压转换电路转换得到。但是，上述的电源电路有一定的局限性，无法保证dsp各电源引脚上电的时序要求，这样，光模块在上电启动时，容易引起电源芯片工作异常，从而导致光模块工作异常，也容易造成模块的浪涌电流，损伤模块。

现有的pam4光模块电源电路无法保证dsp各电源引脚上电的时序要求，进而导致光模块的工作异常，并造成模块的浪涌电流。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种pam4光模块的电源电路及pam4光模块的电源控制方法，以缓解现有的pam4光模块电源电路无法保证dsp各电源引脚上电时序的技术问题。

本发明提供的一种pam4光模块的电源电路，包括：外部电源、mcu微控制单元、缓启电路、电压转换器、第一稳压器、第二稳压器、开关管、dsp数字信号处理单元，其中，所述dsp的电源引脚包括：第一电源引脚、第二电源引脚和第三电源引脚；

所述外部电源通过所述缓启电路与所述mcu连接，并通过所述缓启电路与所述电压转换器连接；所述mcu的gpio接口分别与所述电压转换器的输入端、所述第一稳压器的输入端、所述第二稳压器的输入端、所述开关管的输入端连接；所述电压转换器的输出端分别与所述第一稳压器、所述第二稳压器、所述开关管连接；所述第一稳压器的输出端与所述第一电源引脚连接；所述第二稳压器的输出端与所述第二电源引脚连接；所述开关管的输出端与所述第三电源引脚连接；

所述外部电源用于为所述mcu、所述电压转换器供电；

所述电压转换器用于将所述外部电源转换为目标电源，并将所述目标电源分别输送至所述第一稳压器、所述第二稳压器和所述开关管；

所述第一稳压器用于将所述目标电源转换为第一电源，并将所述第一电源输送至所述第一电源引脚；

所述第二稳压器用于将所述目标电源转换为第二电源，并将所述第二电源输送至所述第二电源引脚；

所述开关管用于根据所述目标电源输出第三电源，并将所述第三电源输送至所述第三电源引脚；

所述mcu用于根据所述dsp的各电源引脚的上下电时序控制所述电压转换器、所述第一稳压器、所述第二稳压器和所述开关管的开关时序，以使输入至所述dsp的各电源引脚的电源时序与所述dsp的各电源引脚的上下电时序相符。

进一步的，所述电压转换器包括：dc-dc变换器。

进一步的，所述第一稳压器和所述第二稳压器包括：ldo稳压器。

进一步的，所述开关管包括：pmos管。

进一步的，所述缓启电路包括：双通道增强型mos管和rc滤波电路。

本发明还提供了一种pam4光模块的电源控制方法，应用于上述内容中所述的pam4光模块的电源电路，所述方法包括：

所述电源电路中的mcu根据所述电源电路中的dsp的各电源引脚的上下电时序控制所述电源电路中电压转换器、所述电源电路中第一稳压器、所述电源电路中第二稳压器和所述电源电路中开关管的开关时序，以使输入至所述dsp的各电源引脚的电源时序与所述dsp的各电源引脚的上下电时序相符。

进一步的，所述电源电路中的mcu根据所述电源电路中的dsp的各电源引脚的上下电时序控制所述电源电路中电压转换器、所述电源电路中第一稳压器、所述电源电路中第二稳压器和所述电源电路中开关管的开关时序包括：

根据所述dsp的各电源引脚的上下电时序，通过输出高低电平的方式控制所述电压转换器、所述第一稳压器、所述第二稳压器和所述开关管的开关时序。

进一步的，当所述mcu初始化时，根据所述dsp的各电源引脚的上下电时序，通过输出高低电平的方式控制所述电压转换器、所述第一稳压器、所述第二稳压器和所述开关管的开关时序包括：

输出第一高电平信号，以通过所述第一高电平信号控制所述开关管关闭；

当所述开关管关闭第一预设时间后，输出第一低电平信号，以通过所述第一低电平信号控制所述第一稳压器关闭；

当所述第一稳压器关闭所述第一预设时间后，输出第二低电平信号，以通过所述第二低电平信号控制所述第二稳压器关闭；

当所述第二稳压器关闭所述第一预设时间后，输出第三低电平信号，以通过所述第三低电平信号控制所述电压转换器关闭。

进一步的，当所述mcu初始化完成后，根据所述dsp的各电源引脚的上下电时序，通过输出高低电平的方式控制所述电压转换器、所述第一稳压器、所述第二稳压器和所述开关管的开关时序包括：

输出第二高电平信号，以通过所述第二高电平信号控制所述电压转换器打开；

当所述电压转换器打开第二预设时间后，输出第三高电平信号，以通过所述第三高电平信号控制所述第二稳压器打开；

当所述第二稳压器打开所述第二预设时间后，输出第四高电平信号，以通过所述第四高电平信号控制所述第一稳压器打开；

当所述第一稳压器打开所述第二预设时间后，输出第四低电平信号，以通过所述第四低电平信号控制所述开关管打开。

进一步的，所述第一预设时间包括：0.5毫秒。

在本发明实施例中，该电源电路中外部电源通过缓启电路与mcu连接，并通过缓启电路与电压转换器连接；mcu的gpio接口分别与电压转换器的输入端、第一稳压器的输入端、第二稳压器的输入端、开关管的输入端连接；电压转换器的输出端分别与第一稳压器、第二稳压器、开关管连接；第一稳压器的输出端与第一电源引脚连接；第二稳压器的输出端与第二电源引脚连接；开关管的输出端与第三电源引脚连接；外部电源用于为mcu、电压转换器供电；电压转换器用于将外部电源转换为目标电源，并将目标电源分别输送至第一稳压器、第二稳压器和开关管；第一稳压器用于将目标电源转换为第一电源，并将第一电源输送至第一电源引脚；第二稳压器用于将目标电源转换为第二电源，并将第二电源输送至第二电源引脚；开关管用于根据目标电源输出第三电源，并将第三电源输送至第三电源引脚；mcu用于根据dsp的各电源引脚的上下电时序控制电压转换器、第一稳压器、第二稳压器和开关管的开关时序，以使输入至dsp的各电源引脚的电源时序与dsp的各电源引脚的上下电时序相符。通过上述描述可知，本发明中的电源电路，能够通过mcu对电压转换器、第一稳压器、第二稳压器和开关管的开关时序进行控制，进而使得输入至dsp的各电源引脚的电源时序与dsp的各电源引脚的上下电时序相符，也就是能够保证dsp各电源引脚上下电的时序，使得pam4光模块正常工作，不会产生浪涌电流，缓解了现有的pam4光模块电源电路无法保证dsp各电源引脚上电时序的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种pam4光模块的电源电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种pam4光模块的电源电路的具体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的mcu初始化过程中，pam4光模块的电源控制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的mcu初始化完成后，pam4光模块的电源控制方法的流程图。

图标：11-外部电源；12-mcu；13-缓启电路；14-电压转换器；15-第一稳压器；16-第二稳压器；17-开关管；18-第一电源引脚；19-第二电源引脚；20-第三电源引脚；21-目标电源；22-第一电源；23-第二电源；24-第三电源。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种pam4光模块的电源电路进行详细介绍。

实施例1：

一种pam4光模块的电源电路，参考图1，包括：外部电源11、mcu12微控制单元、缓启电路13、电压转换器14、第一稳压器15、第二稳压器16、开关管17、dsp数字信号处理单元，其中，所述dsp的电源引脚包括：第一电源引脚18、dsp的第二电源引脚19和dsp的第三电源引脚20；

外部电源11通过缓启电路13与mcu12连接，并通过缓启电路13与电压转换器14连接；mcu12的gpio接口分别与电压转换器14的输入端、第一稳压器15的输入端、第二稳压器16的输入端、开关管17的输入端连接；电压转换器14的输出端分别与第一稳压器15、第二稳压器16、开关管17连接；第一稳压器15的输出端与第一电源引脚18连接；第二稳压器16的输出端与第二电源引脚19连接；开关管17的输出端与第三电源引脚20连接；

外部电源11用于为mcu12、电压转换器14供电；

电压转换器14用于将外部电源11转换为目标电源21，并将目标电源21分别输送至第一稳压器15、第二稳压器16和开关管17；

第一稳压器15用于将目标电源21转换为第一电源22，并将第一电源22输送至第一电源引脚18；

第二稳压器16用于将目标电源21转换为第二电源23，并将第二电源23输送至第二电源引脚19；

开关管17用于根据目标电源21输出第三电源24，并将第三电源24输送至第三电源引脚20；

mcu12用于根据dsp的各电源引脚的上下电时序控制电压转换器14、第一稳压器15、第二稳压器16和开关管17的开关时序，以使输入至dsp的各电源引脚的电源时序与dsp的各电源引脚的上下电时序相符。

在本发明实施例中，外部电源11可以为3.3v电源，当然，该外部电源11还可以为其它能够使得pam4光模块正常工作的电源，本发明实施例对外部电源11的大小不进行具体限制。

参考图1，外部电源11经过缓启电路13后通过电压转换器14转换为目标电源21，转换得到的目标电源21能够分别输送至第一稳压器15、第二稳压器16和开关管17；

第一稳压器15能够将目标电源21转换为第一电源22，并将第一电源22输送至第一电源引脚18；

第二稳压器16能够将目标电源21转换为第二电源23，并将第二电源23输送至第二电源引脚19；

开关管17根据目标电源21输出第三电源24，并将第三电源24输送至第三电源引脚20；

mcu12通过其gpio接口输出高电平和/或低电平控制电压转换器14、第一稳压器15、第二稳压器16和开关管17的开关时序，使得输入至dsp的各电源引脚的电源时序与dsp的各电源引脚的上下电时序相符。

图1中的目标电源21、第一电源22、第二电源23、第三电源24可以看作为电源芯片。本发明的电源电路中，就能够通过mcu12控制各电源芯片(即目标电源21、第一电源22、第二电源23、第三电源24)的时序，使电源芯片有序，正常，稳定启动。从而使pam4光模块中的dsp电源上电正常，稳定，没有浪涌电流。

在刚上电瞬间，mcu12供电电压处于不稳定状态，各个gpio接口输出的电平状态不稳定，会造成不停的切换电源，容易引起各电源芯片震荡和工作异常，所以需要按照本发明中的方案正确设计电源电路并控制上电的时序，才能保证pam4光模块正常工作。电源电路的具体结构如图1所示。

在本发明实施例中，该电源电路中外部电源11通过缓启电路13与mcu12连接，并通过缓启电路13与电压转换器14连接；mcu12的gpio接口分别与电压转换器14的输入端、第一稳压器15的输入端、第二稳压器16的输入端、开关管17的输入端连接；电压转换器14的输出端分别与第一稳压器15、第二稳压器16、开关管17连接；第一稳压器15的输出端与第一电源引脚18连接；第二稳压器16的输出端与第二电源引脚19连接；开关管17的输出端与第三电源引脚20连接；外部电源11用于为mcu12、电压转换器14供电；电压转换器14用于将外部电源11转换为目标电源21，并将目标电源21分别输送至第一稳压器15、第二稳压器16和开关管17；第一稳压器15用于将目标电源21转换为第一电源22，并将第一电源22输送至第一电源引脚18；第二稳压器16用于将目标电源21转换为第二电源23，并将第二电源23输送至第二电源引脚19；开关管17用于根据目标电源21输出第三电源24，并将第三电源24输送至第三电源引脚20；mcu12用于根据dsp的各电源引脚的上下电时序控制电压转换器14、第一稳压器15、第二稳压器16和开关管17的开关时序，以使输入至dsp的各电源引脚的电源时序与dsp的各电源引脚的上下电时序相符。通过上述描述可知，本发明中的电源电路，能够通过mcu12对电压转换器14、第一稳压器15、第二稳压器16和开关管17的开关时序进行控制，进而使得输入至dsp的各电源引脚的电源时序与dsp的各电源引脚的上下电时序相符，也就是能够保证dsp各电源引脚上下电的时序，使得pam4光模块正常工作，不会产生浪涌电流，缓解了现有的pam4光模块电源电路无法保证dsp各电源引脚上电时序的技术问题。

上述内容对本发明的pam4光模块的电源电路的结构进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体结构进行详细描述。

在本发明的一个可选实施例中，参考图2，电压转换器14包括：dc-dc变换器；第一稳压器15和第二稳压器16包括：ldo稳压器；开关管17包括：pmos管。

当然开关管17还可以为其它形式的开关管17，比如：nmos管等等，本发明实施例对开关管17的形式不进行具体限制。

另外，图2种还给出了目标电源21、第一电源22、第二电源23和第三电源24的具体大小。如图2所示，其中的目标电源21可以为1.8v-1；第一电源22可以为0.59v，该电源为dsp的0.59v引脚供电；第二电源23可以为0.8v，该电源为dsp的0.8v引脚供电；第三电源24可以为1.8v-2，该电源为dsp的1.8v引脚供电。

下面对具体的控制过程进行详细介绍：

在pam4光模块刚上电时，mcu12进行初始化(此时mcu12供电电压处于不稳定状态)，mcu12先通过gpio接口输出高电平至pmos管，以关闭pmos管，关闭第三电源24(即1.8v-2的电源)；关闭pmos管0.5毫秒后，mcu12再通过gpio接口输出低电平至ldo稳压器(图2种上面的ldo稳压器)，以关闭ldo稳压器，进而关闭第一电源22(即0.59v的电源)；关闭ldo稳压器0.5毫秒后，mcu12再通过gpio接口输出低电平至ldo稳压器(图2种下面的ldo稳压器)，以关闭ldo稳压器，进而关闭第二电源23(即0.8v的电源)；关闭ldo稳压器0.5毫秒后，mcu12再通过gpio接口输出低电平至dc-dc变换器，以关闭dc-dc变换器，进而关闭目标电源21(即1.8v-1的电源)。最后，延时2-3毫秒，直至所有的电源芯片彻底关闭；

mcu12初始化完成稳定后，mcu12先通过gpio接口输出高电平至dc-dc变换器，以打开dc-dc变换器，进而打开目标电源21(即1.8v-1的电源)；打开dc-dc变换器0.5毫秒后，mcu12再通过gpio接口输出高电平至ldo稳压器(图2种下面的ldo稳压器)，以打开ldo稳压器，进而打开第二电源23(即0.8v的电源)；打开ldo稳压器0.5毫秒后，mcu12再通过gpio接口输出高电平至ldo稳压器(图2种上面的ldo稳压器)，以打开ldo稳压器，进而打开第一电源22(即0.59v的电源)；打开ldo稳压器0.5毫秒后，mcu12再通过gpio接口输出高电平至pmos管，以打开pmos管，进而打开第三电源24(即1.8v-2的电源)。

按照上述的控制时序为dsp的各电源引脚进行上下电时，满足了dsp的各电源引脚上下电的时序要求，从而使得pam4光模块能够正常启动，工作，且不会出现浪涌电流，更不会损伤pam4光模块。

在本发明的一个可选实施例中，缓启电路13包括：双通道增强型mos管和rc滤波电路。

实施例2：

一种pam4光模块的电源控制方法，应用于上述实施例1中的pam4光模块的电源电路，该方法包括：

电源电路中的mcu根据电源电路中的dsp的各电源引脚的上下电时序控制电源电路中电压转换器、电源电路中第一稳压器、电源电路中第二稳压器和电源电路中开关管的开关时序，以使输入至dsp的各电源引脚的电源时序与dsp的各电源引脚的上下电时序相符。

本发明中的电源控制方法，能够通过mcu对电压转换器、第一稳压器、第二稳压器和开关管的开关时序进行控制，进而使得输入至dsp的各电源引脚的电源时序与dsp的各电源引脚的上下电时序相符，也就是能够保证dsp各电源引脚上下电的时序，使得pam4光模块正常工作，不会产生浪涌电流，缓解了现有的pam4光模块电源电路无法保证dsp各电源引脚上电时序的技术问题。

下面对电源控制方法的实现过程进行具体介绍：

在本发明的一个可选实施例中，电源电路中的mcu根据电源电路中的dsp的各电源引脚的上下电时序控制电源电路中电压转换器、电源电路中第一稳压器、电源电路中第二稳压器和电源电路中开关管的开关时序包括：

根据dsp的各电源引脚的上下电时序，通过输出高低电平的方式控制电压转换器、第一稳压器、第二稳压器和开关管的开关时序。

具体的，参考图3，当mcu初始化时，根据dsp的各电源引脚的上下电时序，通过输出高低电平的方式控制电压转换器、第一稳压器、第二稳压器和开关管的开关时序包括：

步骤s301，输出第一高电平信号，以通过第一高电平信号控制开关管关闭；

步骤s302，当开关管关闭第一预设时间后，输出第一低电平信号，以通过第一低电平信号控制第一稳压器关闭；

步骤s303，当第一稳压器关闭第一预设时间后，输出第二低电平信号，以通过第二低电平信号控制第二稳压器关闭；

步骤s304，当第二稳压器关闭第一预设时间后，输出第三低电平信号，以通过第三低电平信号控制电压转换器关闭。

具体的，上述第一预设时间可以为0.5毫秒，具体过程可以参考实施例1中的相关内容，在此不再赘述。

在本发明的一个可选实施例中，参考图4，当mcu初始化完成后，根据dsp的各电源引脚的上下电时序，通过输出高低电平的方式控制电压转换器、第一稳压器、第二稳压器和开关管的开关时序包括：

步骤s401，输出第二高电平信号，以通过第二高电平信号控制电压转换器打开；

步骤s402，当电压转换器打开第二预设时间后，输出第三高电平信号，以通过第三高电平信号控制第二稳压器打开；

步骤s403，当第二稳压器打开第二预设时间后，输出第四高电平信号，以通过第四高电平信号控制第一稳压器打开；

步骤s404，当第一稳压器打开第二预设时间后，输出第四低电平信号，以通过第四低电平信号控制开关管打开。

具体的，上述第二预设时间可以为0.5毫秒，具体过程可以参考实施例1中的相关内容，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的pam4光模块的电源电路及pam4光模块的电源控制方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。