[發明專利]激光發射自動控制電路、方法及相關芯片、光模塊和設備

在審

• 申請號: 201710146973.X
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106877170A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 張勁松
• 申請（專利權）人: 武漢漢源光通信技術有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 程殿軍,張瑾

1.一種激光發射自動控制電路，其特征在于，所述控制電路包括：內環控制電路和外環控制電路；

所述內環控制電路用于根據所發射激光的反饋和預設的功率電流控制參數，生成用平均功率控制的偏置電流；以及將所述偏置電流和外環控制電路輸出的調制電流耦合后施加在發射的激光上；

所述外環控制電路用于根據預設的激光器老化參數和所述內環控制電路的偏置電流值，輸出比例控制的調制電流。

2.如權利要求1所述的電路，其特征在于，所述內環控制電路，包括：順次連接且形成閉環的激光發射電路(1)、檢測濾波電路(2)、第一減法器(3)、積分控制電路(4)、偏置電流驅動電路(5)和電流耦合電路(9)；所述外環控制電路，包括：順次連接的第二減法器(6)、比例控制電路(7)和調制電流驅動電路(8)；

其中：所述激光發射電路(1)的輸出端與所述檢測濾波電路(2)的輸入端連接；所述檢測濾波電路(2)的輸出端與所述第一減法器(3)的負極輸入端連接，所述第一減法器(3)的正極輸入端用于輸入預設的功率電流控制參數；所述第一減法器(3)的輸出端與所述積分控制電路(4)輸入端連接；所述積分控制電路(4)的輸出端分別與所述偏置電流驅動電路(5)的輸入端以及與所述第二減法器(6)的負極輸入端連接；所述偏置電流驅動電路(5)的輸出端與所述電流耦合電路(9)的輸入端連接；

所述第二減法器(6)的正極輸入端用于輸入激光器老化參數；所述第二減法器(6)的輸出端與所述比例控制電路(7)的輸入端連接；所述比例控制電路(7)的輸出端與所述調制電流驅動電路(8)的輸入端連接，所述調制電流驅動電路(8)的輸出端與所述電流耦合電路(9)的輸入端連接；

所述調制電流驅動電路(8)輸出的調制電流I_m和所述偏置電流驅動電路(5)輸出的偏置電流I_d滿足：I_m＝E*(I_d-I’)；所述I’為激光器老化參數；

所述比例控制電路(7)的控制系數E＝(1-Z)/(ZK-A))，其中Z為等效調制比例系數、K為調制電流和偏置電流在電流耦合電路(9)中的電流耦合系數、A為調制基線抬升系數。

3.如權利要求2所述的電路，其特征在于，所述電流耦合電路(9)的耦合方式包括：直流耦合方式和交流耦合方式。

4.如權利要求3所述的電路，其特征在于，在所述直流耦合方式下：

I_d+K*I_m＝I₁

I_d+AI_m＝I₀

在所述交流耦合方式下：

I_d+K/2*I_m＝I₁

I_d+(A-K/2)I_m＝I₀；

上式中，I_m為所述調制電流驅動電路輸出的調制電流；I_d為所述偏置電流驅動電路輸出的偏置電流；

K為調制電流和偏置電流在電流耦合電路中的電流耦合系數；

A為調制基線抬升系數；

I₁為激光器“1”電平下的電流；

I₀為激光器“0”電平下的電流。

5.如權利要求2-4任一項所述的電路，其特征在于，所述檢測濾波電路(2)包括：背光信號檢測電路(21)和低通濾波器(22)；

所述激光發射電路(1)的輸出端與所述背光信號檢測電路(21)的輸入端連接；

所述背光信號檢測電路(21)的輸出端與所述低通濾波器(22)的輸入端連接；

所述低通濾波器(22)的輸出端與所述第一減法器(3)的負極輸入端連接。

6.如權利要求2-4任一項所述的電路，其特征在于，所述積分控制電路(4)包括：順次連接的積分控制器(41)、偏置電流寄存器(42)和偏置電流數模轉換器(43)；其中：

所述第一減法器(3)的輸出端與所述積分控制器(41)的輸入端連接；

所述偏置電流寄存器(42)的輸出端分別與所述第二減法器(6)的負極輸入端以及偏置電流數模轉換器(43)的輸入端連接；

所述偏置電流數模轉換器(43)的輸出端與所述偏置電流驅動電路(5)的輸入端連接。