共阴光器件背光探测器负偏置电流测试电路的制作方法

本发明涉及光器件测试电路，特别涉及一种共阴光器件背光探测器负偏置电流测试电路。

背景技术：

1、光器件中，为了确认激光器ld（以下简称ld）是否正常工作，通常会为每个激光器通道配备pd用于检测ld是否发光，行业内称之为背光探测器pd（以下简称pd）。当ld正常工作时，pd的工作电流范围通常为ua到ma，ld发光功率不同，pd对应的工作电流也不同，因此ld是否正常工作，通过检出pd的工作电流即可判断。

2、pd负偏置是指光器件工作时，ld阳极与pd阴极共同接在供电侧，ld阴极接地，pd阳极接地，供电侧提供驱动电流后，ld正常发光，pd处于负偏置状态（及反向偏置状态）。此时，ld若工作正常，则pd的光电流在ua～ma之间；ld若不工作，则pd的漏电流约为几na，并且pd的漏电流随负偏置电压的不同而不同。所以，检出在不同负偏置电压下的漏电流是判断pd的性能的重要手段。

3、然而，当前光器件在生产过程中已装配好ld和pd后，由于ld和pd线路共用，无法实现单独测试pd的性能，特别是ld阳极与pd阴极连接的“共阴”模式。如果要独立测试pd，则需要重新拆装pd，会给pd带来二次损坏及潜在风险。因此，现针对已装配ld和pd的共阴光器件，需要一种方案在不拆装pd的情况下，对pd的性能进行测试。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决两个问题，第一是针对已装配ld和pd的共阴光器件，在不拆装pd的情况下对pd的性能进行测试；第二是通过调整负偏置电压，实现对多种类的pd性能测试，提供一种共阴光器件背光探测器负偏置电流测试电路。

2、为了解决本发明第一个技术问题，本发明实施例提供了以下技术方案：

3、共阴光器件背光探测器负偏置电流测试电路，包括：

4、mcu控制单元，与负偏置电压调整单元的输入端连接，用于输出模拟电压；

5、负偏置电压调整单元，分别与漏电流i/v转换单元的输入端、漏电流检出单元的输入端连接，用于将模拟电压放大和翻转后输出负偏置电压施加到背光探测器，使背光探测器工作在负偏置状态，以及将负偏置电压传输至漏电流i/v转换单元、漏电流检出单元；

6、漏电流i/v转换单元，与漏电流检出单元的输入端连接，用于将背光探测器工作在负偏置状态时的漏电流转换为负电压值，并传输至漏电流检出单元；

7、漏电流检出单元，与极性翻转单元的输入端连接，用于对负偏置电压调整单元输出的负偏置电压和漏电流i/v转换单元输出的负电压值进行差分运算，并传输至极性翻转单元；

8、极性翻转单元，与mcu控制单元的输入端连接，用于将漏电流检出单元所检出的背光探测器的负电压翻转为正电压，并传输至mcu控制单元，通过mcu控制单元计算出背光探测器的漏电流。

9、在上述方案中，在pd的阳极端接入上述电路，当ld不工作时使用该电路检出pd的漏电流，实现对已装配ld和pd的共阴光器件，在不拆装pd的情况下对pd的性能进行测试。

10、为了解决本发明第二个技术问题，本发明实施例提供了以下技术方案：

11、所述负偏置电压调整单元包括第一运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻；所述第二电阻的第一端与mcu控制单元的dac口连接，以接入mcu控制器输出的电压信号v_dac；第二电阻的第二端分别与第三电阻的第一端、第一运算放大器u1的反向输入端连接，第一运算放大器u1的正向输入端与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端接地；第三电阻的第二端与第一运算放大器u1的输出端连接；第一运算放大器u1的输出端与漏电流i/v转换单元的输入端连接；

12、流经第二电阻和第三电阻的电流i1为：

13、i1=(v1-v2)/r2=(v2-v4)/r3

14、其中，v1为mcu控制单元的dac口输出的电压信号v_dac的电压，v2为第一运算放大器的反向输入端电压，v3为第一运算放大器的正向输入端电压，v4为第一运算放大器的输出电压，r2为第二电阻的阻值，r3为第三电阻的阻值。

15、在上述方案中，mcu控制单元调整输出的电压信号v_dac大小，通过负偏置电压调整单元的放大和翻转后，可完成负偏置电压的调整，满足多种类pd对负偏置电压的需求，实现对多种类pd的性能测试，应用灵活。

16、所述漏电流i/v转换单元包括第二运算放大器、第五电阻、第六电阻；所述第五电阻的第一端与第一运算放大器的输出端连接，第五电阻的第二端与第二运算放大器的正向输入端连接，第二运算放大器的反向输入端分别与第六电阻的第一端、背光探测器的阳极连接，背光探测器的阴极接地；第六电阻的第二端与第二运算放大器的输出端连接；第二运算放大器的输出端与漏电流检出单元的输入端连接。

17、所述漏电流检出单元包括差分运算放大器、第七电容；所述差分运算放大器的反向输入端与第一运算放大器的输出端连接，差分运算放大器的正向输入端与第二运算放大器的输出端连接，差分运算放大器的输出端分别与第七电容的第一端、极性翻转单元的输入端连接，第七电容的第二端接地；

18、流经背光探测器和第六电阻的电流i2为：

19、i2=(v6-v7)/r6

20、因v4=v5=v6，v8=v7-v4，有i2=-(v7-v6)/r6，v8=-i2*r6；

21、其中，v4为差分运算放大器的反向输入端电压，v5为第二运算放大器的正向输入端电压，v6为第二运算放大器的反向输入端电压，v7为差分运算放大器的正向输入端电压，v8为差分运算放大器的输出端电压，r6为第六电阻的阻值。

22、在上述方案中，通过设置合适阻值的第六电阻，可实现对pd的na甚至pa级别的微小漏电流检出。

23、所述极性翻转单元包括第四运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十电容；所述第七电阻的第一端与差分运算放大器的输出端连接，第七电阻的第二端、第九电阻的第一端分别与第四运算放大器的反向输入端连接，第四运算放大器的正向输入端与第八电阻的第一端连接，第八电阻的第二端接地；第四运算放大器的输出端分别与第九电阻的第二端、第十电阻的第一端连接，第十电阻的第二端分别与第十电容的第一端、mcu运算放大器的adc口连接，第十电容的第二端接地；

24、流经第九电阻的电流i3为：

25、i3=(v8-v9)/r7=v8/r7

26、i3=(v9-v11)/r9=-v11/r9

27、因v10=v9=0v，有v8/r7=-v11/r9，设定r7=r9，得v11=-(r9/r7)*v8=-v8，即：

28、v11=-v8=-(-i2*r6)=i2*r6

29、其中，v9为第四运算放大器的反向输入端电压，v10为第四运算放大器的正向输入端电压，v11为第四运算放大器的输出端电压，r7为第七电阻的阻值，r9为第九电阻的阻值。

30、在上述方案中，极性翻转单元将负偏置电压翻转为正电压，输出至mcu控制器，通过计算即可获得pd的漏电流i2。

31、还包括测试模式切换单元，与mcu控制单元的输出端连接，用于当激光器不工作时，mcu控制单元控制测试模式切换单元为漏电流检出模式。

32、在上述方案中，针对已装配ld和pd的共阴光器件，通过测试模式切换单元的切换，可使pd在ld不工作时，接入本电路，无需将pd从光器件中拆除，不会破坏光器件中ld和pd的连接线路，对pd的漏电流进行检出，实现了pd在实际工作环境中的真实状态的测试。

33、所述测试模式切换单元包括第一电阻、均为单刀双掷的第一切换开关、第二切换开关，所述第一切换开关包括第2脚、第3脚、第4脚，所述第二切换开关包括第2脚、第3脚、第4脚；

34、所述第一切换开关的第2脚接地，第3脚分别连接激光器的阳极、背光探测器的阴极，第4脚接驱动电流；所述第二切换开关的第2脚连接所述负偏置电压调整单元，第3脚连接背光探测器的阳极，第4脚连接第一电阻的第一端，第一电阻的第二端接地；

35、所述第一切换开关的第3脚与第4脚接通，第二切换开关的第3脚与第4脚接通，激光器工作，使背光探测器工作在光电流检出模式；

36、所述第一切换开关的第3脚与第2脚接通，第二切换开关的第3脚与第2脚接通，激光器不工作，使背光探测器工作在漏电流检出模式。

37、在上述方案中，通过控制第一切换开关和第二切换开关，可实现ld工作或不工作，当ld工作时，pd的阳极接地，通过传统的光电流检出方式获取pd阳极连接的电阻两端电压，即可完成光电流检出，从而获得ld的工作状态；当ld不工作时，pd的阳极接本电路，完成漏电流检出，并且此时ld的阳极和阴极都接地，无异常电流通过ld，有效保护了ld，避免误操作导致ld或光器件损坏。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果：

39、本发明通过在pd阳极接入本电路，对已装配ld和pd的共阴光器件，在不拆装pd的情况下对pd的性能进行测试；通过调整负偏置电压，实现对多种类的pd性能测试。