一种光端机发射装置温度的自动控制方法与流程

本发明涉及计算机网络传输技术，具体是指一种光端机发射装置温度的自动控制方法。

背景技术：

光纤通信光发射机的基本功能时将携带信息的电信号转换为光信号，并将光信号送入光纤中，光源是光纤通信系统中的关键器件，光纤通信技术的发展与光源技术的发展是分不开的。半导体光电器件是高速调制的理想光源，半导体光电器件对温度的变化是很敏感的，温度的变化和器件的老化给光电器件带来了不稳定性。为保障正常、通畅的通信，光发射机的光电器件的温度尽量应保持在一个恒定的值。

技术实现要素：

本发明提供一种光端机发射装置温度的自动控制方法，来解决光电器件温度稳定性低等问题，达到提高光电器件使用寿命的目的。

本发明的目的通过以下技术方案来达到：

本发明首先前端多路摄像机将所拍摄的图像信号传输至复用设备，多路信号复用成一路信号并转化为适于线路传送的码型后，再通过自动控制功率电路，使光源的光输出功率稳定，光源将电信号转换为光信号，最后传输至光纤；光电器件的温度升高使门限值增大，饱和输出光的强度下降，制冷器的冷端和光电器件的热沉接触，热敏电阻作为传感器探测光电器件结区的温度并把它传递给温度控制电路，通过温度控制电路改变致冷量，使光电器件功率输出特性保持恒定，电路由R1、R2、R3和热敏电阻RT组成换能电桥,通过电桥把温度的变化转换为电量的变化。放大器A的差动输入端跨接在电桥的对端，用以改变三极管V的基极电流。在设定温度时，调节R3使电桥平衡，A、B两点没有电位差，传输到放大器A 的信号为零，流过制冷器TEC的电流也为零；当环境温度升高时，LD的管芯和热沉温度升高，使具有负温度系数的热敏电阻RT的阻值减小，电桥失去平衡，B点的电位低于A点，运放A的输出电压升高，V的基极电流增大，制冷器的电流也增大，制冷端温度降低，热沉和管芯的温度也降低，因此保持温度恒定。

所述温度控制电路包括自动控制功率电路，还包括自动控制温度模块，所述自动控制温度模块包括制冷器、热敏电阻和温度控制电路，制冷器的冷端和自动控制功率电路的光电器件相连，热敏电阻设置于自动控制功率电路的光电器件上，热敏电阻与温度控制电路相连，所述自动控制功率电路与自动控制温度模块相连。

所述自动控制功率电路包括驱动电路、光电二极管和激光二极管，所述驱动电路的调整端与激光二极管相连，驱动电路的反馈端与光电二极管相连，激光二极管和光电二极管相连，还包括与光电二极管相连的运算放大器，所述运算放大器另一端与驱动电路的反馈端相连，所述激光二极管与温度控制电路相连。

所述光电二极管为背光监控光电二极管。

所述放大器为AD8037。

本发明与现有技术相比，所具有以下的优点和有益效果：

1、本发明热敏电阻作为传感器探测光电器件结区的温度并把它传递给温度控制电路，通过温度控制电路改变致冷量，可使得光电器件的温度始终保持在25℃左右，保持光电器件功率输出特性恒定，保障了光发射机始终正常工作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为温度控制电路的框图；

图2为温度控制电路的原理图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，本发明首先前端多路摄像机将所拍摄的图像信号传输至复用设备，多路信号复用成一路信号并转化为适于线路传送的码型后，再通过自动控制功率电路，使光源的光输出功率稳定，光源将电信号转换为光信号，最后传输至光纤；光电器件的温度升高使门限值增大，饱和输出光的强度下降，制冷器的冷端和光电器件的热沉接触，热敏电阻作为传感器探测光电器件结区的温度并把它传递给温度控制电路，通过温度控制电路改变致冷量，使光电器件功率输出特性保持恒定，电路由R1、R2、R3和热敏电阻RT组成换能电桥,通过电桥把温度的变化转换为电量的变化。放大器A的差动输入端跨接在电桥的对端，用以改变三极管V的基极电流。在设定温度时，调节R3使电桥平衡，A、B两点没有电位差，传输到放大器A 的信号为零，流过制冷器TEC的电流也为零；当环境温度升高时，LD的管芯和热沉温度升高，使具有负温度系数的热敏电阻RT的阻值减小，电桥失去平衡，B点的电位低于A点，运放A的输出电压升高，V的基极电流增大，制冷器的电流也增大，制冷端温度降低，热沉和管芯的温度也降低，因此保持温度恒定；

温度控制电路包括自动控制功率电路，还包括自动控制温度模块，所述自动控制温度模块包括制冷器、热敏电阻和温度控制电路，制冷器的冷端和自动控制功率电路的光电器件相连，热敏电阻设置于自动控制功率电路的光电器件上，热敏电阻与温度控制电路相连，所述自动控制功率电路与自动控制温度模块相连。前端多路摄像机将所拍摄的图像信号传输至复用设备，多路信号复用成一路信号并转化为适于线路传送的码型后，再通过自动控制功率电路，使光源的光输出功率稳定，光源将电信号转换为光信号，最后传输至光纤；

随着工作时间的增加，光电器件的温度会慢慢升高，将使门限值增大，饱和输出光的强度会下降，所以为保证光发射机始终保持正常工作，设置的自动温度控制模块可保证光电器件在恒温（一般是25℃）条件下工作。制冷器的冷端和光电器件的热沉接触，热敏电阻作为传感器探测光电器件结区的温度并把它传递给温度控制电路，通过温度控制电路改变致冷量，使光电器件功率输出特性保持恒定。电路由电阻R1、R2、R3和热敏电阻RT组成换能电桥,通过电桥把温度的变化转换为电量的变化。R4与放大器A串联，以稳定放大器A的电流。放大器A的差动输入端跨接在电桥的对端，用以改变三极管V的基极电流。在设定温度时，调节R3使电桥平衡，A、B两点没有电位差，传输到放大器A 的信号为零，流过制冷器TEC的电流也为零。当环境温度升高时，LD的管芯和热沉温度升高，使具有负温度系数的热敏电阻RT的阻值减小，电桥失去平衡。这时，B点的电位低于A点，运放A的输出电压升高，V的基极电流增大，制冷器的电流也增大，制冷端温度降低，热沉和管芯的温度也降低，因此保持温度恒定。

实施例2

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，所述自动功率控制电路包括驱动电路、光电二极管和激光二极管，所述驱动电路的调整端与激光二极管相连，驱动电路的反馈端与光电二极管相连，激光二极管和光电二极管相连，还包括与光电二极管相连的运算放大器，所述运算放大器另一端与驱动电路的反馈端相连，所述激光二极管与温度控制电路相连。

首先通过放大电路设置好激光二极管的发光功率，从而确定流过激光二极管的电流，同时激光二极管将一定比例的光照射到光电二极管（PIN）上，光电二极管（PIN）就会产生相应的电流，电流再回到放大电路，激光二极管发光功率处于设定的功率范围内，激光二极管就认为激光而激光发光功率是设定的功率；

如果流过激光二极管的电流增大，激光二极管发光功率就会增大，照射到光电二极管（PIN）的光功率就会增大，从而反馈回放大器的电流就会增大，这时放大器会认为激光二极管的发光功率过大，就会减小流过激光二极管的电流，从而让激光二极管发光功率降低，照射到光电二极管（PIN）的光功率也会减小，反馈回驱动电路的电流也会减小，直到放大器给激光二极管的电流到设定值为止；

同样的，如果激光二极管的发光功率下降，光电二极管（PIN）接收到的光功率也会减少，反馈回放大器的电流会减小，放大器就会增加流过激光二极管的电流达到设定值。采用的放大器具有宽带宽、高压摆率和充裕的稳态电流的特性，取代了光电二极管（PIN）中分立所设计的驱动电路和驱动器，实现对光功率的自动控制。激光二极管与温度控制电路相连，在控制光功率的同时，保持了光电器件的温度恒定，使之稳定工作。

实施例3

如图1所示，本实施例在实施例1或实施例2的基础上，所述放大器内置有电荷泵，当使用内置电荷泵的放大器时，无须负电源，提高了光电二极管的驱动器与其它电路连接的灵活性。

作为优选，所述光电二极管为背光监控光电二极管，能够衡量输出光功率在规定工作条件下的稳定性。

作为优选，所述预算放大器为AD8037型钳位放大器。钳位放大器能以最高10MHz的频率工作，总传播延迟为15ns，可通过改变增益或是钳位电压，调整输出电压和电流，以适应不同的应用。