专利名称：提高热光通信器件响应速度的测试方法及驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种可以提高热光通信器件响应速度 的测试方法及驱动电路，特别是可以应用于采用马赫_ 曾德尔干涉仪结构的热光通信芯片的测试以及驱动。
背景技术：
密集波分复用(DWDM)技术是解决宽带、大容量 光纤网络通信的 一 种有效方法。热光通信器件是构造 DWDM系统的关键部件。然而由于材料特性的限制，目 前的热光通信器件的速度都在微秒量级甚至更低。这 将是制约热光通信器件在未来的光纤通信系统中应用 的 一 个重要方面。在热光通信器件的生产以及测试中， 目前常用的控制方式是施加一个定值的驱动电压或者 电流脉冲来实现状态的切换。这种测试方式不能够有 效地提高热光通信器件的响应速度。
发明内容
本发明的巨的在于，提供一种可以提高扭 "、、光通信
器件响应速度的测试方法以及驱动电路，苴 z 、員有成本
低 点、、 操作简单、速度快、有效提咼器件响应速度的优
根据上述巨的种提咼光通信器件响应速度的
驱动电路，其特征在于，包括
一输入信号缓存电路，用以接收路由信号；
样电路，该信号采样电路的输入端与输 路的输出端连接，用以对输入路由信号
理电路，该信号处理电路的输入端与信 号采样电路的输出端连接，用以处理采样的路由信号，
确定热光通信器件单元的工作状态:
输出信号缓存电路，该输出梓号缓存电路的输
入A山 顿与信号处理电路的输出端连接，用以存储信号处
理电路输出信号
一光通信心片驱动电路，该执 "、、光通信心片驱动
电路的输入上山 J" 顺与输出信号缓存电路的输出一山 顺连接用
以从输出缓存中读取数据信号并驱动执 "、、光通信心片工
作；
一信号采 入信号缓存电 进行采样；
一信号处
以上所述的电路集成于 一 高速印刷电路板上。
其中所述的电路采用的器件均为标准的TTL或
CMOS接口器件，其供电方式是采用直流电源供电或电
池供电，或采取计算机USB 口供电。
其中输入输出信号缓存电路和输出信号缓存电路
是采用随机存储器或闪存或者是FPGA内部的高速RAM构成
中信号采样电路和信号处理电路是分立的电路
或是现场可编程门阵列以及集成电路。
中所述的热光通信器件驱动电路为不同芯片单
元提供不同的驱动电流，从而使各芯片单元处于最佳
消光状态。
中所述的热光通信器件驱动电路提供的驱动电
流大小可以调节。
本发明 一 种提高热光通信器件响应速度的测试方
法，特征在于，包括如下步骤
步骤1 :从零开始逐步加大驱动电流，测出热光
通信器件的特性曲线；
步骤2 :根据特性曲线得到热光通信器件最佳驱
动电流
步骤3 :采用三个电流源同时驱动，三个电流源 的信号波形分别为
电流源A:最大值为步骤2所得到的最佳驱动电流的脉冲或者方波；
电流源B:上升沿和电流源A上升沿重合的窄脉冲；
电流源C:上升沿与电流源A下降沿重合的窄脉冲；
其中电流源B和电流源c的脉冲宽度和强度均可调。
步骤4:调整电流源B的脉冲宽度和强度，同时
观测响应速度上升沿曲线，得到最快上升速度；
步骤5调整电流源c的脉冲宽度和强度，同时
观测响应速度下降沿曲线，得到最快下降速度。
为进 一 步说明本发明的内容及特点，以下结合附
图及实施例对本发明作一详细的描述，其中
图1是本发明驱动电路的方框图。
图2是本发明一实施例的驱动电路原理图
图3是本发明进行热光通信芯片响应特性
的工作流程示意图
图4是三个信号发生器的波形示意图。
員体实施方式
请参阅图1所示:，本发明 一 种提高热光通信器件
响应速度的驱动电路，包括:
一输入信号缓存电路1，用以接收路由<言号；
一信号采样电路2 ，该信号采样电路2的输入端
与输入信号缓存电路l的输出端连接，用以对输入路
由信号进行采样
一信号处理电路3 ，该信号处理电路3的输入一山 顺
与信号采样电路2的输出端连接，用以处理采样的路
由信号，确定执 > 、\、光通信器件单元的工作状态;
g巾信号采样电路2和信号处理电路3是分、,:的
电路或是现场可编程门阵列以及集成电路；
一输出信号缓存电路4，该输出信号缓存电路4
的输入端与信号处理电路3的输出端连接，用以存储
信号处理电路输出信号；
其中输入输出信号缓存电路1和输出信号缓存电
路4是采用随机存储器或闪存或者是FPGA内部的咼速
RAM构成
一扭 八"光通信心片驱动电路5 ，该热光通信芯片驱
动电路5的输入端与输出信号缓存电路4的输出—山 顿连
接，用以力人输出缓存中读取数据信号并驱动热光通信
芯片工作
其中所述的热光通信器件驱动电路5为不同心片
单元提供不同的驱动电流，从而使各芯片单元处于最
佳消光状态该热光通信器件驱动电路5提供的驱动
电流大小可以调节；
以上所述的电路集成于高速印刷电路板上，
其中所述的电路采用的器件均为标准的TTL或 CMOS接口器件，其供电方式是采用直流电源供电或电
池供电，或采取计算机USB 口供电。
本发明 一 种提高热光通信器件响应速度的测试方
法，包括如下步骤
步骤1 :从零开始逐步加大驱动电流，测出热光
通信器件的特性曲线；
步骤2 :根据特性曲线得到热光通信器件最佳驱
动电流
步骤3 :采用三个电流源同时驱动，三个电流源
的信号波形分别为
电流源A :最大值为步骤2所得到的最佳驱动电流
的脉冲或者方波；
电流源B:上升沿和电流源A上升沿重合的窄脉冲；
电流源C:上升沿与电流源A下降沿重合的窄脉冲；
1、固其中电流源B和电流源C的脉冲宽度和强度均可网步骤4 :调整电流源B的脉冲宽度和强度，同时
观测响应速度上升沿曲线，得到最快上升速度；
步骤5 :调整电流源C的脉冲宽度和强度同时
观测响应速度下降沿曲线，得到最快下降速度。
从图1可见，本发明包括输入信号缓存电路1
信号采样电路2 ,信号处理电路3 ，输出信号缓存电
路4和热光通信芯片驱动电路5组成。所有的电路可
以集成于 一 块高速印刷电路板(PCB )上实现。中，
输入信号缓存电路1的输出端与信号采样电路2的输
入端相连接，信号处理电路3的输入端与信号采样电
路2的输出端相连接，信号处理电路3的输出士山 顺与输
出信号缓存电路4的输入端相连接，输出信号缓存电
路4的输出端和热光通信器件驱动电路5的输入一山 顿相
连接。其中，控制信号首先被读入输入信号缓存电路
1，在输入信号缓存电路1中排队等候信号采样电路
2读取，可以提高信号采样电路2的采样效率信号
采样电路2与信号处理电路3高速通信，可以使采样
得到的信号及时被信号处理电路3处理并输出至输出
信号缓存电路4 。热光通信芯片驱动电路5实时接收
输出信号缓存电路4中的数据并驱动相应的单元，全
程高速的通信机制使得热光通信芯片的咼频特性得到
保证
请再参阅图1所示，其中，输入输出信号缓存电
路1、4以及控制信号采样电路2和信号处理电路3
在本实施例中均集成在 一 块现场可编程门阵列(FPGA ) 中实现。输入输出缓存l、 4采用FPGA内部的高速缓 存，避免了外部信号传输所带来的延迟和串扰等影响，
可以提高电路的速度，提高信号质量， 满足高速热光
通信器件的驱动需要采样时钟为外部提供信号采
样电路2和信号处理电路3均集成于FPGA内部，FPGA
内部的白有咼速布线通道保证了二者之间的高速通信
要求，同时可以通过内部共享寄存器等方式，在提高
速度的同时，减少电路的功耗和体积。电路工作原理
为:当采样电路2从输入缓存中读取数据探测到控
制信号的上升沿时，就发出控制命令至信号处理电路
3，信号处理电路3接收到控制指令， 就把控制信号
传送到输出信号缓存4，同时产生一个脉宽和强度可
调的窄脉冲送到输出信号缓存4。驱动电路5相应的
一山 顿口按照、规则提取输出缓存4 中的信号并驱动不同的
单元工作。当采样电路2从输入缓存中读取数据，探
测到控制信号下降沿时，就发出控制命令至信号处理
电路3，信号处理电路3接收到控制指令，停止传送
控制信号并产生另 一 个窄脉冲输送到输出信号缓存
4，驱动电路5对应的端口按照规则提取输出缓存4
中的信号并驱动不同的单元工作。
本实施例中所采用的为Altera公司的CycloneII系列FPGA 。热光通信器件的驱动电路采用的是电流驱
动益，驱动电流的大小可调。在本实施伊J中所采用
的光学辅助设备为功率计、示波器等所采用的光
通信器件为扭 "、、光开关阵列
图2给出了图1所述装置的一实施例的电路示思
图
图3是本发明进行热光通信芯片响应特性测量时
的工作流程示血 思图。本发明应用于夫A光通信芯片响应
特性测量时，应遵循下列工作步骤
1从串 令开始逐步加大驱动电流，测出执 j 、、、光通信
器件的特性曲线
2根据特性曲线得到热光通伶器件最佳驱动电
流
3采用二个电流源同时驱动，二个电流源的信
号波形分别为 电流源A:最大值为步骤2所得到的最佳驱动电流的脉冲或者方波；电流源B :上升沿和电
流源A上升沿重合的窄脉冲；电流源C :上升沿与电流
源A下降沿重合的窄脉冲。电流源B和C的脉冲宽度
和强度均可调。
4 )调整电流源B的脉冲宽度和强度，同时观测
响应速度上升沿曲线，得到最快上升速度。
5 )调整电流源C的脉冲宽度和强度同时观测
响应速度下降沿曲线，得到最快下降速度.
6 )以上步骤3 )-步骤5 )亦可以通过施加脉冲
至本发明所设计的驱动电路实现。
图4给出了上述步骤中三个信号发生器的波形示意图。
综上所述，提高热光通信器件响应速度的测试方
法及驱动电路设计至少具有以下优点
1 .本发明提高热光通信器件响应速度的驱动电
路设计结构简单，工艺成熟，制作成本低。
2 .本发明基于FPGA的提高热光通信器件响应速 度的测试方法操作简单，体积小，便于实现。
3 .本发明提高热光通信器件响应速度的测试方 法及驱动电路设计有效地提高了热光通信器件的响应速度。
以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本 发明作任何形式上的的限制，凡是依据本发明技术实 质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修 饰，均仍属于本发明技术方案范围之内，因此本发明 的保护范围当以权利要求书为准。
权利要求
1.一种提高热光通信器件响应速度的驱动电路，其特征在于，包括一输入信号缓存电路，用以接收路由信号；一信号采样电路，该信号采样电路的输入端与输入信号缓存电路的输出端连接，用以对输入路由信号进行采样；一信号处理电路，该信号处理电路的输入端与信号采样电路的输出端连接，用以处理采样的路由信号，确定热光通信器件单元的工作状态；一输出信号缓存电路，该输出信号缓存电路的输入端与信号处理电路的输出端连接，用以存储信号处理电路输出信号；一热光通信芯片驱动电路，该热光通信芯片驱动电路的输入端与输出信号缓存电路的输出端连接，用以从输出缓存中读取数据信号并驱动热光通信芯片工作；以上所述的电路集成于一高速印刷电路板上。
2.根据权利要求l所述的提高热光通信器件响应速度的驱动电路，其特征在于，其中所述的电路采用的器件均为标准的TTL或CMOS接口器件，其供电方式是采用直流电源供电或电池供电，或采取计算机USB口供电。
3.根据权利要求1所述的提高热光通信器件响应速度的驱动电路，其特征在于，其中输入输出信号缓存电路和输出信号缓存电路是采用随机存储器或闪存或者是FPGA内部的高速RAM构成。
4.根据权利要求1所述的提高热光通信器件响应速度的驱动电路，其特征在于，其中信号采样电路和信号处理电路是分立的电路或是现场可编程门阵列以及集成电路。
5.根据权利要求1所述的提高热光通信器件响应速度的驱动电路，其特征在于，其中所述的热光通信器件驱动电路为不同芯片单元提供不同的驱动电流，从而使各芯片单元处于最佳消光状态。
6.根据权利要求5所述的提高热光通信器件响应速度的驱动电路，其特征在于，其中所述的热光通信器件驱动电路提供的驱动电流大小可以调节。
7.-种提高热光通信器件响应速度的测试方法，其特征在于，包括如下步骤步骤l从零开始逐步加大驱动电流，测出热光通信器件的特性曲线；步骤2根据特性曲线得到热光通信器件最佳驱动电流步骤3采用三个电流源同时驱动，三个电流源的信号波形分别为电流源A最大值为步骤2所得到的最佳驱动电流的脉冲或者方波；电流源B上升沿和电流源A上升沿重合的窄脉冲；电流源C上升沿与电流源A下降沿重合的窄脉冲；其中电流源B和电流源C的脉冲宽度和强度均可步骤4调整电流源B的脉冲宽度和强度，同时观测响应速度上升沿曲线，得到最快上升速度；步骤5调整电流源C观测响应速度下降沿曲线，的脉冲宽度和强度，同时得到最快下降速度。
全文摘要
一种提高热光通信器件响应速度的驱动电路，包括一输入信号缓存电路，用以接收路由信号；一信号采样电路，其输入端与输入信号缓存电路的输出端连接，用以对输入路由信号进行采样；一信号处理电路，其的输入端与信号采样电路的输出端连接，用以处理采样的路由信号，确定热光通信器件单元的工作状态；一输出信号缓存电路，其输入端与信号处理电路的输出端连接，用以存储信号处理电路输出信号；一热光通信芯片驱动电路，其的输入端与输出信号缓存电路的输出端连接，用以从输出缓存中读取数据信号并驱动热光通信芯片工作；以上所述的电路集成于一高速印刷电路板上。
文档编号H04B10/02GK101192884SQ20061014430
公开日2008年6月4日 申请日期2006年12月1日 优先权日2006年12月1日
发明者余金中, 李运涛, 陈少武 申请人:中国科学院半导体研究所