[發(fā)明專利]一種低功耗EML驅(qū)動電路和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610055937.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105790064B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳帥;張華安
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市極致興通科技有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 羅志偉

本發(fā)明提供了一種低功耗EML驅(qū)動電路，包括電吸收調(diào)制激光器EML，固定輸出的開關(guān)電源DC/DCFIX的直流電壓輸出端VDC與所述電吸收調(diào)制激光器EML的地信號連接，也就是將該VDC電壓作為EML組件的“虛擬地”；EML組件的激光器LD通過低壓降偏置電流電路串接在上述“虛擬地”與主輸入供電（標(biāo)稱值為3.3V）之間；EML組件的EA通過choke和低壓降偏壓調(diào)節(jié)電路反向偏置在上述“虛擬地”與參考地之間；上述“虛擬地”也直接與EML組件的制冷器TEC的某一端連接。本發(fā)明提供了一種低功耗EML驅(qū)動方法。本發(fā)明的有益效果是：功耗較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信，尤其涉及一種低功耗EML驅(qū)動電路和方法。

背景技術(shù)

電吸收調(diào)制激光器（EML）為電吸收調(diào)制器（EAM）與DFB激光器的集成器件，它同時內(nèi)部集成有光隔離器，背光監(jiān)控PD，TEC制冷器，熱敏電阻等部件，具有集成度高，速率高，傳輸距離遠(yuǎn)，隔離度高等特點(diǎn)，為當(dāng)前國內(nèi)外高速光纖傳輸網(wǎng)中信息傳輸載體的通用理想光源。

一個EML組件的原理示意圖如圖2所示。當(dāng)合適的偏置電流正向通過激光二極管LD時， 激光二極管LD發(fā)出的光一部分進(jìn)入背光監(jiān)控PD光電二極管轉(zhuǎn)換成電流，該電流用作APC（自動光功率控制）的反饋量，另一部分進(jìn)入電吸收調(diào)制器EA，其中一部分被電吸收調(diào)制器EA吸收后轉(zhuǎn)換成電流，其他的光則通過光隔離器后形成輸出光。在正常工作情況下，LD光電二極管必須正向偏置，而PD光電二極管和電吸收調(diào)制器EA則處于反向偏置。內(nèi)部熱敏電阻用于探測激光器的溫度，作為ATC（自動溫度控制）的反饋量，通過控制制冷器TEC兩端的電壓差用于維持激光器內(nèi)部溫度穩(wěn)定到設(shè)定值。

在模塊中，尤其是SFP+模塊中，其主供電輸入電壓一般為3.3V。正常的EML驅(qū)動電路中，EML的GND和GND1引腳連接到供電的“參考地”，為使正常工作時的PD光電二極管和電吸收調(diào)制器EA處于反向偏置狀態(tài)，常通過電荷泵電壓反向器獲得一個標(biāo)稱值為-3.3V的負(fù)電壓VNEG。為完成發(fā)射光功率監(jiān)視功能，必須將經(jīng)過PD光電二極管流向負(fù)電壓VNEG的電流轉(zhuǎn)換成正電壓,以便最終能通過ADC采樣完成發(fā)射光功率的監(jiān)測。

圖3是一個采用高度集成芯片方案的典型EML驅(qū)動電路的框圖。DCNEG代表電荷泵電壓反向器，用于產(chǎn)生-3.3V供電。激光器的實際工作溫度由EML內(nèi)部溫敏電阻Rth的特性、分壓電阻R3、VREF的電壓值和激光器溫度監(jiān)視ADC的采樣值等信息來確定，電路中要求VREF電壓穩(wěn)定性較高，可由專門的電壓參考源芯片或其他芯片中的滿足要求的電壓來提供。TEC功率電路B1，一般使用專用的TEC芯片來完成，既可采用硬件控制方式也可采用外圍元件較少的軟件控制方法來完成ATC（自動溫度控制）功能。具有高集成度的EML專用驅(qū)動芯片B3，它能夠完成激光器偏置電流的產(chǎn)生、調(diào)節(jié)、監(jiān)視和禁止功能，并能根據(jù)MD引腳的電流大小，完成APC（自動光功率控制）功能。電流變換功能B2，用于將流向負(fù)壓-3.3V的監(jiān)視背光電流按某種比例變換成滿足B3要求的電流。EA電壓調(diào)節(jié)功能由DAC和雙電源供電的具有較大電流輸出能力的運(yùn)放U2來完成，要求運(yùn)放U2的正負(fù)電源軌間至少能承受7V的電壓。

在上述典型的EML驅(qū)動電路中，TEC功率電路B1中包含兩路同時工作的DC/DC轉(zhuǎn)換器，流過TEC的電流要完全經(jīng)過兩路DC/DC轉(zhuǎn)換器，由于受DC/DC轉(zhuǎn)換效率的影響，使得整個TEC功率電路效率較低。此外，激光器偏置電流是由3.3V電源產(chǎn)生的，EA反向偏置的吸收電流也是流入到-3.3V供電的， 這些都不利于EML驅(qū)動電路功耗的降低，使其難以應(yīng)用在功耗要求嚴(yán)格的模塊中。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種低功耗EML驅(qū)動電路和方法。