专利名称：用于升压驱动光发射器的光功率控制apc电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光发射器光功率控制APC电路，尤其涉及用于升压后的 光发射器的光功率控制APC电路。
背景技术：
光发射器的一个重要参数是用户初始定义的光发射功率，在老化和温度 变化的情况下，其激光二极管LD仍要保证此发射功率。激光二极管LD的特 征曲线斜率随着时间推移和温度升高而下降，因此激光二极管LD的驱动电路 必须设定并维持平均光发射功率。在10G40km以上应用的激光器通常为电吸 收调制激光器， 一般都会集成热敏电阻和TEC制冷器。因此在这种情况下， 激光器的温度变化在几度范围内，主要需要考虑的是激光器的老化。APC电 路通过比较监视光电二极管PD的光电流Im (与输出光功率P o成正比)和 初始定义的与所需光功率相关的参考值，保证输出光功率Po的稳定性。
而电吸收调制激光器通常采用电吸收调制器(EA-Modulator，简称MOD) 和激光二极管LD集成在一个芯片衬底上，根据10G MSA-XMD-TOSA (Transmitter Optical Sub-Assembly)协议定义电吸收调制器MOD、激光二 极管LD和监视光电二极管PD三者须共阴极，在组件内部连接在一起，并通 过一个管脚引出。典型的电吸收调制激光器驱动电路通常要求正负两个电源， 其中，正电源为激光二极管LD提供正向偏置，负电源为电吸收调制器MOD 和监视光电二极管PD提供反向偏置。但是目前绝大多数系统厂商都不愿再提
供负电源，这就要求模块厂商须改变电吸收调制器MOD的极性或是对整个激 光器采用升压电源供电。为了满足高速光发射器的10G MSA-XMD-TOSA协 议互换性，只能对电吸收调制激光器MOD的电源作升压处理，升压后，典型 的光发射器光功率控制APC电路不再适用。
如图1所示，现有的光发射器光功率控制APC电路包括由激光器LD调 制电路ll'驱动的一激光二极管LDlO'，使其向外输出光功率Po;其光功率 控制APC电路包括 一监视光电二极管PD12'接收激光二极管LD10，的一部 分光信号，用以监视输出光功率Po的大小，将接收到的光信号转换成与光功 率P o大小成正比的光电流Im，该光电流经一电流-电压转换电路13，转换成 电压，该电压由一补偿电路14'根据输出光功率Po的变化进行补偿后，其输 出电压为Vp。 一基准电压源16'根据输出光功率Po大小设定一参考电压Vset 作为一差分放大电路15'的正端输入，补偿电路14'的输出端电压Vp则作为其 负端输入，经过差分放大后，其输出电压输入至压控电流驱动电路17，，该压 控电流驱动电路输出端与LD10'阴极连接，以此调节其偏置电流Ibias的大小， 从而达到控制光发射器的输出光功率Po的大小，使其达到相对稳定。该结构 的光功率控制APC电路，其结构复杂，稳定性较差，因此不能应用在升压处 理后的IOG光发射器光功率控制APC电路中，需要对其改进。 发明内容
本实用新型提供一种用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路，结 构简单、性能稳定，且符合10GMSA-XMD-TOSA协议要求。
为实现以上发明目的，本实用新型采用如下技术方案 一种用于升压后 的光发射器的光功率控制APC电路，包括由激光二极管LD集成一电吸收
调制器MOD，和一监视光电二极管PD，且三者共阴极接电源电压Vcc，其 中Vcc取3V或5V，监视光电二极管PD的监视光电流为Im;由一端与监 视光电二极管PD的阳极连接、另一端接地的取样电阻R2构成的电流电压转 换电路将光电流Im转换成电压为Vp; —积分放大电路，包括一积分电容C31 和一运算放大器，该积分放大电路的正电源接升压电源电压Vcc+x， x>1.5V， 负电源接地，运算放大器正端输入连接受外部控制的数字电位器或分压电阻， 用于设置一参考电压Vset，其负端输入连接监视光电二极管PD的阳极，所 述积分电容C31连接于运算放大器的负端输入Vp和输出端Vo之间；和一由 PNP或NPN三极管构成的压控电流驱动电路，其基极输入端连接所述积分放 大电路的输出端Vo， PNP三极管的集电极或是NPN三极管的发射极与激光 二极管LD阳极管脚连接，PNP管的发射极或NPN管的集电极接所述升压电 源电压Vcc+x，电吸收调制器MOD的阳极接射频信号RF。
所述积分电容C31的大小为0.01 10(iF。
所述取样电阻R2的阻值为100 100000欧姆。
所述压控电流驱动电路的输入端与积分放大电路的输出端Vo之间串联一 电阻R3， PNP管的基极与其发射极或NPN管的基极与其集电极间连接一电 容C1，使所述电阻R3与电容C1构成二级积分电路。
所述电容C1的容值为0.01 10uF，所述电阻R3的阻值为100 10,000Q。 所述压控电流驱动电路的输出端与激光二极管LD的阳极间连接一限流 电阻R1。
所述限流电阻R1的阻值为0 100Q。
由于上述光发射器光功率控制APC电路中，该电路将监视光电二极管PD
的光信号转换为光电流Im，经接地取样电阻R2转换成电压Vp作为积分电 路的负端输入，而一参考电压Vset则作为积分电路的正端输入，经过其积分 电容C31的积分，可以使整个光功率APC控制电路的信号变动平均化，进而 使激光二极管LD的输出光功率P o均衡平稳。
图1表示现有技术的光发射器光功率控制APC电路原理图。 图2表示本实用新型光发射器光功率控制APC电路原理图。
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所示用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路，包括由激 光二极管LD60集成一电吸收调制器MOD70，和一监视光电二极管PDIO， 且三者共阴极接电源电压Vcc，其中Vcc取3V或5V，监视光电二极管PD10 的监视光电流为lm。由一端与监视光电二极管PD10的阳极连接、另一端接 地的取样电阻R2构成的电流电压转换电路20将光电流Im转换成电压为 Vp。 一积分放大电路30，包括一积分电容C31和一运算放大器32，该积分放 大电路的正电源接升压电源电压Vcc+x，其中，x>1.5V，负电源接地，运算 放大器32正端输入连接受外部控制的数字电位器或分压电阻40，用于设置一 参考电压Vset，其负端输入连接监视光电二极管PD10的阳极，所述积分电 容C31连接于运算放大器32的负端输入Vp和其输出端VO之间；和一由PNP 或NPN三极管构成的压控电流驱动电路50，其基极输入端连接所述积分放大 电路30的输出端Vo， PNP三极管的集电极或是NPN三极管的发射极与激光 二极管LD60阳极管脚连接，PNP管的发射极或NPN管的集电极连接所述升 压电源电压Vcc+x，电吸收调制器MOD70的阳极接射频信号RF。所述压控 电流驱动电路50的基极输入端与积分放大电路30的输出端之间串联一电阻 R3， PNP管的基极与其发射极或NPN管的基极与其集电极间连接一电容Cl， 使所述电阻R3与电容Cl构成二级积分电路。所述压控电流驱动电路50的输 出端与激光二极管LD60的阳极间连接一限流电阻R1。当激光二极管LD60的输出光功率PO增大时，监视光电二极管PD10 的光电流Im增大，通过取样电阻R2后对地电压Vp增大，此时电压Vp就 会大于设置的参考电压Vset，运算放大器32的输出电压Vo减小，通过压控 电流驱动电路50的发射极电流Ie减小，经过限流电阻Rl到达激光二极管 LD60的偏置电流Ibias减小，其输出光功率P O也会随之减小，监视光电二 极管PD10的光电流Im也会减小，从而达到调节控制激光二极管LD60的 输出光功率PO大小的目的。上述实施例，数字电位器40可以采用美国美信公司(Maxim/Dallas Semiconductor)的DS1848，带有IIC总线接口，受外部PC或单片机控 制，通过IIC总线，可以改变该数字电位器阻值大小，从而设置不同的参考 电压Vset。不同的参考电压Vset使激光二极管LD输出不同的光功率P o。 积分放大电路30的运算放大器32可以采用MICREL公司的MIC7300。积分 电容C31的大小为0.01 1(^F;所述取样电阻R2的阻值为100 100000欧 姆；所述电容C1的容值为0.01-10uF;所述电阻R3的阻值为100 10，000Q; 所述限流电阻R1的阻值为0
权利要求1、一种用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路，其特征在于，包括由激光二极管LD(60)集成一电吸收调制器MOD(70)，和一监视光电二极管PD(10)，且三者共阴极接电源电压Vcc，其中Vcc取3V或5V，监视光电二极管PD(10)的监视光电流为Im；由一端与监视光电二极管PD(10)的阳极连接、另一端接地的取样电阻(R2)构成的电流电压转换电路(20)将光电流Im转换电压为Vp；一积分放大电路(30)，包括一积分电容(C31)和一运算放大器(32)，该积分放大电路的正电源接升压电源电压Vcc+x，x＞1.5V，负电源接地，运算放大器(32)正端输入连接受外部控制的数字电位器或分压电阻(40)，用于设置一参考电压Vset，其负端输入连接监视光电二极管PD(10)的阳极，所述积分电容(C31)连接于运算放大器(32)的负端输入Vp和输出端Vo之间；和一由PNP或NPN三极管构成的压控电流驱动电路(50)，其基极输入端连接所述积分放大电路(30)的输出端Vo，PNP三极管的集电极或是NPN三极管的发射极与激光二极管LD(60)阳极管脚连接，PNP管的发射极或NPN管的集电极接所述升压电源电压Vcc+x，电吸收调制器MOD(70)的阳极接射频信号RF。
2、 根据权利要求1所述的用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路， 其特征在于，所述积分电容(C31)的大小为0.01 10(iF。
3、 根据权利要求2所述的用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路， 其特征在于，所述取样电阻(R2)的阻值为100 100000欧姆。
4、 根据权利要求3所述的用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路， 其特征在于，所述压控电流驱动电路(50)的输入端与积分放大电路(30)的输出 端Vo之间串联一电阻(R3)， PNP管的基极与其发射极或NPN管的基极与其 集电极间连接一电容(Cl)，使所述电阻(R3)与电容(Cl)构成二级积分电路。
5、 根据权利要求4所述的用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路， 其特征在于，所述电容(C1)的容值为0.01~10uF，所述电阻(R3)的阻值为100 10,000 Q。
6、 根据权利要求1所述的用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路， 其特征在于，所述压控电流驱动电路(50)的输出端与激光二极管LD (60)的阳极间连接一限流电阻(Rl)。
7、 根据权利要求6所述的用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路，其特征在于，所述限流电阻(R1)的阻值为0 100Q。
专利摘要一种用于升压后的光发射器的光功率控制APC电路，包括激光二极管集成一电吸收调制器，和一监视光电二极管，且三者共阴极接电源电压Vcc，电流电压转换电路将光电流转换为电压；一积分放大电路，包括一积分电容和一运算放大器，该积分放大电路的正电源接升压电源电压Vcc+x，负电源接地；和一三极管构成的压控电流驱动电路，其基极输入端连接积分放大电路的输出端，PNP三极管的集电极或是NPN三极管的发射极与激光二极管阳极管脚连接，PNP管的发射极或NPN管的集电极接Vcc+x，电吸收调制器的阳极接射频信号。可以使整个光功率APC控制电路的信号变动平均化，进而使激光二极管的输出光功率Po均衡平稳。
文档编号H05B37/02GK201178510SQ20082009347
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月16日 优先权日2008年4月16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