一种兼容pin光组件和apd光组件的光模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种兼容PIN光组件和APD光组件的光模块，所述光模块包括控制电路和高压产生电路，所述控制电路用于在设有PIN光组件时，控制高压产生电路不产生高压信号，在设有APD光组件时，控制高压产生电路产生高压信号提供给APD光组件。由所述控制电路控制所述高压产生电路的工作状态，当需要使用PIN光组件时，控制电路控制高压产生电路不工作，而当需要使用APD光组件时，由控制电路控制高压产生电路工作，从而在不更换光探测器相应的光组件电路和PCB的情况下实现两种光探测器的兼容。
【专利说明】—种兼容PIN光组件和APD光组件的光模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及以太网光通信【技术领域】，尤其涉及一种兼容PIN光组件和APD光组件的光模块。
【背景技术】
[0002]在以太网光通信【技术领域】中，光模块(光电转换模块)的光接收组件将接收到的光信号转换为电信号，光发送单元将接收的电信号转换为光信号，在光通信中起着至关重要的作用。
[0003]光模块的光接收组件中根据探测器种类的不同，可分为PIN (光电二极管)光组件和APD (雪崩光电二极管)光组件两种，针对不同的光组件，其对应的光组件电路也不相同。
[0004]目前，在光模块的设计以及生产中，出于对客户的需求、链路损耗以及成本等因素的考虑，会选择不同的光探测器作为光接收器件；其中，PIN光探测器具有暗电流(在无入射光情况下，光探测器内部产生的电流，会影响光组件的灵敏度)小，成本低等优点，而APD光探测器具有雪崩增益灵敏度高的优点，有利于延长系统的传输距离，因此更适合长距离的传输。
[0005]现实应用中，有时会因为环境和条件等因素的变化，出现需要更换使用PIN光组件或者Aro光组件的情况，而对于不同的光组件，光模块中的光组件电路设计是不同的，Aro光组件在工作时，需要提高Aro光探测器的偏置电压，而pin光组件在工作时，则不需要偏置电压，这样就使得PIN光组件电路不能兼容APD光组件，而Aro光组件因为具有提供偏置电压的高压产生电路，也无法兼容PIN光组件，即使不贴装高压产生电路，在对PIN光组件电路进行监控时，还是需要另外与控制电路连线设计，因此需要针对不同的光组件设计不同的光组件电路以及更换相应的PCB。可见，由于光探测器的不同，导致光接收组件的电路部分的硬件设计也不同，需要区别设计，从而在更换光组件时必须对光组件电路以及PCB进行更换，造成成本上额外的开支。
【发明内容】
[0006]本申请实施例通过提供一种兼容PIN光组件和APD光组件的光模块，解决了现有技术中在更换光组件的时候需要更换驱动电路和PCB的技术问题。
[0007]本申请实施例提供了一种兼容PIN光组件和APD光组件的光模块，包括控制电路和高压产生电路，所述控制电路用于在设有PIN光组件时，控制高压产生电路不产生高压信号，在设有APD光组件时，控制高压产生电路产生高压信号提供给APD光组件。
[0008]进一步的，所述控制电路的接收监控引脚与高压产生电路一引脚相连，用于在设有APD光组件时，对APD光组件接收进行监控。
[0009]进一步的，所述控制电路的接收监控引脚通过一电阻与所述PIN光组件连接，用于对PIN光组件接收进行监控。
[0010]进一步的，所述电阻的阻值为O欧姆。[0011 ] 进一步的，所述光模块还包括一光接收组件电路，用于对PIN光组件或APD光组件转化的电信号进行处理。
[0012]进一步的，所述光接收组件电路包括限幅放大器。
[0013]进一步的，所述光接收组件电路还包括电源电路，与所述控制电路和PIN光组件或APD光组件连接，为所述控制电路和所述PIN光组件或APD光组件供电。
[0014]进一步的，所述控制电路为单片机。
[0015]本申请实施例提供的技术方案，具有的技术效果或优点是:
[0016]由于与PIN光组件相比，APD光组件在工作时，需要提高APD光探测器的偏置电压时才能正常工作，即APD光组价需要相应的高压产生电路才能工作，因此，本实用新型的技术方案在光模块中同时设计了 AH)光组件工作需要的高压产生电路以及一控制电路，通过控制电路来控制高压产生电路的工作，当需要实现APD光探测的时候，由控制电路控制高压产生电路产生Aro光组件需要的高压，而当需要实现PIN光探测的时候，控制电路控制所述高压产生电路不产生高压；通过上述设计，将PIN光组件和Aro光组件工作需要的所有电路都设计在一块PCB板上，通过控制电路来实现高压的产生和不产生，从而达到兼容PIN光组件和APD光组件的设计要求，实现兼容两种光组件的光模块设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本申请实施例一中的可兼容PIN光组件和APD光组件的光模块电路结构框图；
[0018]图2 (a)为PIN光探测器和图2 (b)为APD光探测器管脚定义；
[0019]图3为本申请实施例二中的可兼容PIN光组件和APD光组件的光模块电路图。
【具体实施方式】
[0020]本申请实施例通过提供一种兼容PIN光组件和APD光组件的光模块，解决了现有技术中在更换光探测器的时候需要重新设计光接收组件电路和更换PCB的技术问题，实现了在更换光探测器时，不需要重新设计光接收组件电路，无需更换PCB的技术效果。
[0021]本申请实施例中的技术方案，总体思路如下:
[0022]由于与PIN光组件相比，APD光组件在工作时，需要提高APD光探测器的偏置电压时才能正常工作，即APD光组件需要相应的高压产生电路才能工作，因此，本实用新型的技术方案将高压产生电路和一控制电路同时设计在光接收组件电路中，用控制电路来控制高压产生电路的工作，当需要实现APD光探测的时候，由控制电路控制高压产生电路产生APD光组件需要的高压，而当需要实现PIN光探测的时候，由控制电路控制高压产生电路不工作；通过上述设计可以达到兼容PIN光组件和APD光组件的设计要求，实现兼容两种光组件的光模块设计。
[0023]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0024]如图2的(a)和(b)为PIN光探测器和APD光探测器的结构引脚示意图。
[0025]见图2 (a)PIN光探测器，包括电源引脚VCC，Isink引脚，差分的数据输出引脚D+和D-和接地引脚GND，其中，电源引脚VCC由外部电源供给的工作电压；Isink为电流输出引脚，该电流为接收光功率的函数，能够用来监控接收光的功率变化，并且能够通过外围电路(例如对地电阻等)设计将其转换为电压信号输出以供监控使用；差分的数据输出引脚输出的是将光信号转化成的差分的数字电信号。
[0026]图2 (b) APD光探测器，包括电源引脚VCC，VAH)引脚，差分的数据输出引脚D+和D-和接地引脚GND，其中，电源引脚VCC由外部电源供给的工作电压；VAH)为偏置高压输入引脚，该偏置高压通常为几十伏至200伏；差分的数据输出引脚输出的是将光信号转化成的差分的数字电信号。
[0027]由图2 (a)和图2 (b)可见，P I N光探测器和A P D光探测器在引脚上有V AP D和I s i n k的区别，其他引脚的功能和数目均相同，因此，采用将V A P D和I s in k引脚兼容设计的方法，能够在电路设计上实现两种光探测器的兼容设计，只要区分其外围电路在不同光探测器上的使用，即可以区分两种引脚的功能。
[0028]实施例一
[0029]光模块包括光发送单元和光接收单元，由于光发送单元不在本实用新型阐述的技术范围内，其构成和功能同现有技术相同，因此不在本实施例中赘述。
[0030]如图1为可兼容PIN光组件和APD光组件的光模块的电路结构框图。
[0031]光模块11包括光组件121(PIN光组件或者APD光组件，包括PIN光探测器和其周边的一些电路或者APD光探测器和其周边的一些电路)，控制电路1221、高压产生电路1222和光接收组件电路1223 (通常，光接收组件电路1223为限幅放大器，用于放大电信号)，控制电路1221通过一控制引脚与高压产生电路1222连接，该控制电路1221用于控制高压产生电路1222工作或者不工作，当使用APD光组件时，控制电路1221控制高压产生电路1222工作产生偏置高压(例如，控制电路1221的控制引脚输出启动高压产生电路1222工作的高电平，启动高压产生电路1222进入工作状态，从而产生APD光探测器正常工作需要的偏置高压)，该偏置高压(通常为几十伏至200伏)供给APD光组件使其正常工作，APD光组件将接收到的光信号转化为差分的数字电信号，并将该电信号输出给光接收组件电路1223 ;而当使用PIN光组件时，控制电路1221控制高压产生电路1222不工作(例如，相应的，控制电路1221的控制引脚输出关闭高压产生电路1222工作的低电平，关闭高压产生电路1222，使其停止工作)，此时，控制电路1221和高压产生电路1222处于截止状态，PIN光组件将接收到的光信号转化为差分的数字电信号，并将该电信号输出给光接收组件电路1223。
[0032]通过上述方法，将可以实现PIN光组件工作和APD光组件工作两种情况下的电路一次性设计出来，贴装在一块PCB上，这样，即便根据现实情况需要更换光探测器，也不用再次设计光探测器相应的电路，更不用更换PCB板。
[0033]一种更简便的实施方法是，根据实际使用情况，当需要实现PIN光探测的时候，PCB上不贴装所述高压产生电路1222和控制电路1221，PIN光组件将接收到的光信号转化为电信号输出给光接收组件电路1223;而需要实现Aro光探测的时候，在PCB上贴装Aro光组件相关的高压产生电路1222和控制电路1221，由控制电路1221控制高压产生电路1222工作产生偏置高压，APD光组件获得该偏执高压后正常工作，从而将接收到的光信号转化为电信号并输出给光接收组件电路1223。
[0034]通过上述设计可以达到兼容PIN光组件和APD光组件的设计要求，实现兼容两种光组件的光模块设计。
[0035]实施例二
[0036]通常，在光模块正常工作过程中，需要对光模块的工作实施实时监控，即对接收到的光的功率(单位dBm)进行实时监控，以便实时检测工作状态并发现工作中的问题，从而能够针对出现的问题进行整改；本申请实施例在实施例一的基础上增加实时监控功能，当然，实现的是兼容P I N光组件和A P D光组件的实时监控功能，相应的，见图3为本申请实施例中的兼容P I N光组件和A P D光组件的光模块的电路图:
[0037]控制电路1221通过控制引脚APD/PIN_SET引脚连接到高压产生电路1222，用于控制高压产生电路1222的工作；高压产生电路1222的偏置高压输出引脚为VAPD，其连接到光探测器的VAPD引脚(当使用APD光组件时)或者Isink引脚(当使用P I N光组件时)，在使用A P D光组件时，供给A P D光组件偏置高压；电源电路I 3用于向控制电路I 2 2 I提供工作电压V C C—I，以及向光组件I 2 I提供工作电压VC C—2 ;光组件I 2 I将接收到的光信号转换为差分的电信号数据输出给光接收组件电路I 2 2 3。
[0038]当使用P I N光组件的时候，PIN光探测器的Isin k引脚输出的电流是接收光功率的函数，能够用于监控接收光的功率，因此，本申请实施例中，将该输出引脚连接于控制电路12 2 1的接收监控引脚R S S I，用控制电路12 2 1来监控P I N光探测器的接收光功率即可实现对P I N光探测器的实时监控；为实现与A P D光探测的兼容监控，本申请实施例中，在电流输出引脚I s i n k与接收监控引脚R S S I中串联电阻RI，在使用P I N光组件时，焊接该电阻R I，即可实现对P I N光探测器的实时监控。
[0039]当使用A P D光组件时，对A P D光探测器的监控也是由控制电路12 2 1来进行的，即在高压产生电路I 2 2 2中设置电流输出引脚MO U T，该M O U T引脚是电流检测器输出引脚，其电流输出与A P D光探测器的工作电流线性相关，为接收光功率的函数，能够用该引脚实现接收监控，将该引脚连接于控制电路I 2 2 I的接收监控引脚RS
SI，实现对A P D光探测器的实时监控。
[0040]值得注意的是，当使用A P D光组件时，若R I电阻连接，则控制电路I 2 2 I的接收监控引脚R S S I同时连接于MOUT引脚(监控AP D光探测器)和VAP D引脚上，V A P D是偏置高压，该偏置高压会影响接收监控引脚对A P D光探测器的实时监控，此时，需要将R I电阻断开不焊接，消除V A P D高压对监控的影响。
[0041]由以上内容可以看出，当需要使用P I N光组件时，焊接电阻R I，由控制电路I 2 2 I控制高压产生电路I 2 2 2不工作，或者空置高压产生电路I 2 2 2，即可实现P I N光组件的光模块功能，同时进行P I N光探测器的实时监控；当需要使用A P D光组件时，断开电阻R I，由控制电路I 2 2 I控制高压产生电路I 2 2 2工作产生偏置高压，该偏置高压供给A P D光探测器使得A P D光探测器正常工作，实现A P D光组件的光模块功能，同时进行A P D光探测器的实时监控。
[0042]可见，通过对电阻R I的通断，即可实现兼容P I N光组件和A P D光组加你的光模块的实时监控功能；电阻R I的阻值可以根据实际电路情况取值，一般不需太大，例如几十欧姆，优选Q欧姆。
[0043]上述本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下的技术效果或优点为:
[0044]由于与PIN光组件相比，APD光组件在工作时，需要提高APD光探测器的偏置电压时才能正常工作，即APD光组件需要相应的高压产生电路才能工作，因此，本实用新型的技术方案将高压产生电路同时设计在光接收组件电路中，同时设计控制电路来控制高压产生电路的工作，当需要实现APD光探测的时候，由控制电路控制高压产生电路产生APD光组件需要的高压，而当需要实现PIN光探测的时候，由控制电路控制高压产生电路不工作；或者，当需要实现PIN光探测的时候，PCB上不贴装所述高压产生电路和控制电路，而需要实现APD光探测的时候，在PCB上贴装APD光组件相关的高压电路和控制电路；通过上述设计可以达到兼容PIN光组件和APD光组件的设计要求，实现兼容两种光组件的光模块设计。
[0045]进一步的，为了在光探测器工作时实时监控光探测器的工作状态，在控制电路的接收监控引脚和光探测器的VAPD/Isink引脚(PIN光探测器时为Isink引脚，APD光探测器时为VAPD引脚)之间增加电阻，当需要设计APD光组件时，将该电阻空置，由控制电路控制高压产生电路产生偏置高压供APD光探测器正常工作，同时在高压产生电路中设定监控输出引脚，该引脚是电流监测输出引脚，输出的电流与APD光探测器的工作电流线性相关，通过外围电路设计可将该电流信号转换为电压信号输出给控制电路的监控引脚，并且该电流也为接收光功率的函数，因而该引脚可以用来实现接收监控，将该引脚与控制电路的监控引脚连接，实现实时监控；当需要设计PIN光组件时，焊接该电阻(阻值可根据实际压降情况设置，优选O欧电阻)，由控制电路控制所述升压电路不工作(或者，空置高压产生电路)，则PIN光探测器的Isink管脚通过该电阻与控制电路的监控引脚连接，Isink管脚为电流输出管脚，通过外围电路设计可将该电流信号转换为电压信号输出给控制电路的监控引脚，并且该电流也为接收光功率的函数，因此可通过Isink管脚的输出对PIN光探测器进行实时监控。
[0046]应当指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本【技术领域】的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种兼容PIN光组件和APD光组件的光模块，其特征在于:包括控制电路和高压产生电路，所述控制电路用于在设有PIN光组件时，控制高压产生电路不产生高压信号，在设有APD光组件时，控制高压产生电路产生高压信号提供给APD光组件。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述控制电路的接收监控引脚与高压产生电路一引脚相连，用于在设有APD光组件时，对APD光组件接收进行监控。
3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述控制电路的接收监控引脚通过一电阻与所述PIN光组件连接，用于对PIN光组件接收进行监控。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述电阻的阻值为O欧姆。
5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括一光接收组件电路，用于对PIN光组件或APD光组件转化的电信号进行处理。
6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述光接收组件电路包括限幅放大器。
7.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述光接收组件电路还包括电源电路，与所述控制电路和PIN光组件或APD光组件连接，为所述控制电路和所述PIN光组件或APD光组件供电。
8.根据权利要求1-7任一项所述的光模块，其特征在于，所述控制电路为单片机。
【文档编号】H04B10/40GK203968122SQ201420392798
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】张绍惠, 丁良云, 樊凤梅 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司