專利名稱：激光驅(qū)動(dòng)電路和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里揭示的內(nèi)容涉及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。更詳細(xì)地說(shuō)，這里所揭示的內(nèi)容涉及在光傳輸介質(zhì)中傳輸數(shù)據(jù)。
信息 按照IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.3ae-2002、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織提供的一系列標(biāo)準(zhǔn)(ANSI T1.105.xx)中表述的同步光網(wǎng)絡(luò)/同步數(shù)字分層(SONET)協(xié)議或國(guó)際電信聯(lián)盟提供的一系列建議(例如，ITU-TG.707，G.708，G.709，G.783和G.784)中表述的同步數(shù)字分層(SDH)協(xié)議所規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，在光傳輸介質(zhì)(如光纜)中的數(shù)據(jù)傳輸已實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到和超過(guò)每秒10GB的通信。要實(shí)現(xiàn)在光傳輸介質(zhì)中傳輸數(shù)據(jù)，通常需要一個(gè)根據(jù)數(shù)字信號(hào)調(diào)制光信號(hào)的激光設(shè)備。


圖1是為激光二極管6供電的現(xiàn)有技術(shù)的激光驅(qū)動(dòng)電路2的示意圖。響應(yīng)脈沖數(shù)據(jù)信號(hào)4，激光驅(qū)動(dòng)電路2向激光二極管6提供一個(gè)脈沖電流信號(hào)12和一個(gè)名義上固定的偏流(未圖示)。根據(jù)脈沖電流信號(hào)12，激光二極管6發(fā)送具有輸出功率14的光信號(hào)10。光電二極管8測(cè)量輸出功率14，用來(lái)評(píng)估激光驅(qū)動(dòng)電路2或激光二極管6的性能。
“斜度效率”一般表示一臺(tái)激光設(shè)備響應(yīng)輸入電流信號(hào)而產(chǎn)生輸出功率的效率。例如，當(dāng)該激光設(shè)備被適當(dāng)加偏流時(shí)，斜度效率通?？梢员硎鰹榧す庠O(shè)備發(fā)送的光信號(hào)輸出功率的變化除以供給激光設(shè)備用以發(fā)送光信號(hào)的輸入電流信號(hào)變化大小的量度。與特定激光設(shè)備相關(guān)的斜度效率通常作為使用時(shí)間或工作溫度的函數(shù)變化。例如，圖2是說(shuō)明溫度(即不同溫度T1、T2、T3)對(duì)激光設(shè)備的斜度效率影響的曲線圖。在示例中，激光設(shè)備在較低的工作溫度有較高的斜度效率。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明 將參照下列附圖對(duì)本發(fā)明的非限定且非窮舉的實(shí)施例進(jìn)行描述。除非另外指定，不同附圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同的組成部分。
圖1是為激光設(shè)備供電的現(xiàn)有技術(shù)水平的激光驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。
圖2是說(shuō)明溫度對(duì)激光設(shè)備的斜度效率典型影響的曲線圖。
圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的對(duì)光傳輸介質(zhì)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的示意圖。
圖4是依照?qǐng)D3所示的一個(gè)系統(tǒng)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的物理介質(zhì)連接和物理介質(zhì)相關(guān)部分的示意圖。
圖5是依照?qǐng)D4所示的物理媒介相關(guān)部分的實(shí)施例的激光驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。
圖6是一個(gè)說(shuō)明依照?qǐng)D5所示激光驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例的調(diào)節(jié)激光驅(qū)動(dòng)電路輸出電流過(guò)程的流程圖。
圖7是一個(gè)說(shuō)明依照?qǐng)D6所示過(guò)程的實(shí)施例的激光設(shè)備發(fā)送的光信號(hào)輸出功率隨激光設(shè)備輸出電流而變化的曲線圖。
圖8是依照?qǐng)D5所示激光驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例的激光驅(qū)動(dòng)電路。
圖9是說(shuō)明依照?qǐng)D6所示過(guò)程和圖8所示激光驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例的過(guò)程的流程圖。
詳細(xì)說(shuō)明 在整個(gè)說(shuō)明書中，“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”意指在該實(shí)施例中描述的一個(gè)特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在至少一個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例中。因而，短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在一實(shí)施例中”出現(xiàn)在整個(gè)說(shuō)明書的不同地方不必都是指同一個(gè)實(shí)施例。此外，特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以被組合進(jìn)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。
本說(shuō)明書中所述的“機(jī)器可讀”指令涉及那些能被一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)邏輯操作的機(jī)器理解的表達(dá)式。例如，機(jī)器可讀指令可包含那些能被處理器編譯程序解釋、從而對(duì)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作的指令。然而，這僅僅是一個(gè)機(jī)器可讀指令的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這方面不受限制。
本說(shuō)明書中所述的“存儲(chǔ)介質(zhì)”涉及能夠保存可被一個(gè)或多個(gè)機(jī)器理解的表達(dá)式的媒體。例如，存儲(chǔ)介質(zhì)可包括一個(gè)或多個(gè)用來(lái)存儲(chǔ)機(jī)器可讀指令或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備。這樣的存儲(chǔ)設(shè)備可包括如光的、磁的或半導(dǎo)體的存儲(chǔ)媒體。然而，這僅僅是一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這方面不受限制。
本說(shuō)明書中所述的“邏輯電路”涉及執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)邏輯操作的結(jié)構(gòu)。例如，邏輯電路可包括根據(jù)一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)提供一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的電路。這樣的電路可包括一個(gè)接收數(shù)字輸入并提供數(shù)字輸出的有限狀態(tài)機(jī)，或是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)模擬輸入信號(hào)提供一個(gè)或多個(gè)模擬輸出信號(hào)的電路。這種電路可以由專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)提供。邏輯電路可包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中的與執(zhí)行這種機(jī)器可讀指令的處理電路相結(jié)合的機(jī)器可讀指令。然而，這些僅僅是可提供邏輯電路的結(jié)構(gòu)的示例，本發(fā)明的實(shí)施例在這方面不受限制。
本說(shuō)明書中所述的“數(shù)據(jù)總線”涉及用于在設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的電路。本說(shuō)明書中所述的“多路數(shù)據(jù)總線”涉及能夠在兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線，所述這些設(shè)備與多路數(shù)據(jù)總線相連接。多路數(shù)據(jù)總線按照設(shè)備的一個(gè)地址或多路數(shù)據(jù)總線上的一個(gè)位置將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至一個(gè)與多路數(shù)據(jù)總線連接的設(shè)備。然而，這僅僅是一個(gè)多路數(shù)據(jù)總線的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這方面不受限制。
本說(shuō)明書中所述的“光傳輸介質(zhì)”涉及能夠傳輸光信號(hào)中光能量的傳輸介質(zhì)，所述的光信號(hào)由數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，從而可通過(guò)解調(diào)該光信號(hào)而恢復(fù)該數(shù)據(jù)信號(hào)。例如，光傳輸介質(zhì)可包括連接發(fā)送端和接收端的光纜。然而，這僅僅是一個(gè)光傳輸介質(zhì)的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這方面不受限制。
本說(shuō)明書中所述的“激光設(shè)備”涉及根據(jù)電源來(lái)傳輸光信號(hào)的設(shè)備。例如，激光設(shè)備可將被數(shù)字信號(hào)調(diào)制的光信號(hào)發(fā)送到光傳輸介質(zhì)。然而，這僅僅是一個(gè)激光設(shè)備的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面不受限制。
本說(shuō)明書中所述的“激光驅(qū)動(dòng)電路”涉及為激光設(shè)備供電的電路，所述激光設(shè)備用于將光信號(hào)發(fā)送到光傳輸介質(zhì)。例如，激光驅(qū)動(dòng)電路可提供一個(gè)受控的電流信號(hào)，以此為傳輸光信號(hào)提供動(dòng)力。然而，這僅僅是一個(gè)激光驅(qū)動(dòng)電路的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面不受限制。
激光驅(qū)動(dòng)電路可為激光設(shè)備提供一個(gè)電流信號(hào)，所述電流信號(hào)有一個(gè)與數(shù)據(jù)電流分量合成的“偏流”分量，所述數(shù)據(jù)電流分量被數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制。通過(guò)用該數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制“調(diào)制電流”可生成數(shù)據(jù)電流信號(hào)。調(diào)制電流可確定電流信號(hào)大小可偏離偏流分量的范圍。然而，這僅僅是偏流和調(diào)制電流的一個(gè)例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面不受限制。
激光設(shè)備發(fā)送的光信號(hào)強(qiáng)度可能與可測(cè)量“輸出功率”有關(guān)。例如，可通過(guò)如光電二極管這種的易受光信號(hào)影響的傳感器測(cè)量激光設(shè)備的輸出功率。然而，這僅是與發(fā)送光信號(hào)的激光設(shè)備相關(guān)的輸出功率之一例，本發(fā)明的實(shí)施例在這方面不受限制。
本說(shuō)明書中所述的“平均輸出功率”涉及激光設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)平均輸出功率的近似值。例如，可根據(jù)傳感器的輸出結(jié)果在對(duì)激光設(shè)備生成光信號(hào)的感光時(shí)間內(nèi)的積分以及后來(lái)的規(guī)范化來(lái)確定平均輸出功率。本說(shuō)明書中所述的“擺動(dòng)輸出功率”涉及激光設(shè)備輸出功率在一段時(shí)間內(nèi)從最小值到最大值的偏移量。然而，這些僅僅是平均輸出功率和擺動(dòng)輸出功率的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面不受限制。
本說(shuō)明書中所述的“斜度效率”涉及供給激光設(shè)備的電流信號(hào)和由此導(dǎo)致的光信號(hào)輸出功率之間的關(guān)系，所述光信號(hào)由激光設(shè)備根據(jù)該電流信號(hào)生成。例如，斜度效率可表達(dá)為輸出功率的變化除以電流信號(hào)變化值。然而，這僅僅是斜度效率的一個(gè)例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面不受限制。
簡(jiǎn)要地說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種提供電流信號(hào)來(lái)為激光設(shè)備供電的激光驅(qū)動(dòng)電路?？稍诩す庠O(shè)備發(fā)送的光信號(hào)輸出功率的變化被監(jiān)控的同時(shí)，改變供給激光設(shè)備的偏流。根據(jù)偏流的變化和輸出功率的變化可確定與激光設(shè)備相關(guān)的斜度效率。然而，這僅僅是一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的其它實(shí)施例在這些方面并不受限制。
圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)送和接收光傳輸介質(zhì)中數(shù)據(jù)的系統(tǒng)示意圖。光收發(fā)器102可發(fā)送或接收如光纜這種光傳輸介質(zhì)中的光信號(hào)110或112。光收發(fā)器102可依照任何一種光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸格式(如波分多路復(fù)用WDM或多振幅信令MAS)來(lái)調(diào)制發(fā)送信號(hào)110或解調(diào)接收信號(hào)112。例如，光收發(fā)器102的發(fā)送器部分(未圖示)可用WDM在光傳輸介質(zhì)中發(fā)送多“巷道”數(shù)據(jù)。
物理媒介相關(guān)(PMD)部分104可提供如跨阻抗放大器TIA(未圖示)和/或限幅放大器LIA(未圖示)這樣的電路，用于根據(jù)所接收的光信號(hào)112接收和調(diào)節(jié)來(lái)自光收發(fā)器102的電信號(hào)。PDM部分104還可向光收發(fā)器102中的激光設(shè)備(未圖示)提供來(lái)自激光驅(qū)動(dòng)電路的功率用于傳送光信號(hào)。物理媒體連接(PMA)部分106可包括時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(未圖示)及多路分解電路(未圖示)，用于從收自PMD部分104的被調(diào)節(jié)信號(hào)中恢復(fù)數(shù)據(jù)。PMA部分106還可包括用于在數(shù)據(jù)巷道中向PMD部分104發(fā)送數(shù)據(jù)的多路復(fù)用電路(未圖示)，以及用以使來(lái)自第二層的部分108的并行數(shù)據(jù)信號(hào)串行以及根據(jù)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路提供的串行數(shù)據(jù)信號(hào)向第二層的部分108提供并行數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)串行/解串器(Serdes)。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二層的部分108可包括一個(gè)媒體訪問(wèn)控制(MAC)設(shè)備，如IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.3ae-2002的46條定義的那樣該設(shè)備在媒體獨(dú)立接口(MII)處與PMA部分106相聯(lián)。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二層的部分108可包括前向糾錯(cuò)邏輯電路和一個(gè)成幀器(framer)，所述成幀器依照美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織提供的一系列標(biāo)準(zhǔn)表述的同步光網(wǎng)絡(luò)/同步數(shù)字分層(SONET)協(xié)議或國(guó)際電信聯(lián)盟提供的一系列建議表述的同步數(shù)字分層(SDH)協(xié)議來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。然而，這些僅僅是提供并行數(shù)據(jù)信號(hào)在光傳輸介質(zhì)中傳輸?shù)牡诙拥脑O(shè)備的示例，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面并不受限制。
第二層的部分108還可以和在一個(gè)處理平臺(tái)上與其它設(shè)備通信的若干輸入/輸出(I/O)系統(tǒng)(未圖示)中的任何一個(gè)相連接。例如，這樣的I/O系統(tǒng)可包括連接到處理系統(tǒng)或多端口轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的多路數(shù)據(jù)總線。第二層的部分108也可以通過(guò)包分類設(shè)備與多端口轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)連接。然而，這些僅僅是與第二層的設(shè)備連接的I/O系統(tǒng)的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面并不受限制。
第二層的部分108也可以在一個(gè)印刷電路板上通過(guò)一個(gè)底板接口(未圖示)與PMA部分106相聯(lián)。這種底板接口可包括如IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.3ae-2002中47條所規(guī)定的可提供10GB以太網(wǎng)附加單元接口(XAUI)的設(shè)備。在另一個(gè)實(shí)施例中，這種底板接口可包括如光學(xué)連網(wǎng)論壇(OIF)定義的系統(tǒng)數(shù)據(jù)包接口(SPI)的若干版本中的任何一個(gè)。然而，這些僅僅是將第二層的設(shè)備連接到PMA部分的底板接口的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面并不受限制。
圖4是對(duì)依照?qǐng)D3所示系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的光傳輸介質(zhì)發(fā)送并從中接收數(shù)據(jù)的系統(tǒng)200的示意圖。光收發(fā)器202包括一個(gè)將光信號(hào)發(fā)送至光傳輸介質(zhì)的激光設(shè)備208和一個(gè)從光傳輸介質(zhì)接收光信號(hào)212的光電探測(cè)器部分214。光探測(cè)器部分214可包括一個(gè)或多個(gè)光電二極管(未圖示)，用于將所接收的光信號(hào)212轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)供給TIA/LIA電路220的電信號(hào)。響應(yīng)來(lái)自PMA部分205的數(shù)據(jù)信號(hào)，激光驅(qū)動(dòng)電路222可為激光設(shè)備208提供一個(gè)電流信號(hào)216。而后，激光設(shè)備208可根據(jù)該電流信號(hào)216，發(fā)送光信號(hào)210。
圖5是依照?qǐng)D4所示的物理媒介相關(guān)部分的一個(gè)實(shí)施例的激光驅(qū)動(dòng)電路322的示意圖。包含激光二極管306的激光設(shè)備接收來(lái)自激光驅(qū)動(dòng)電路322的電流信號(hào)，并根據(jù)該輸入電流生成光信號(hào)310。經(jīng)過(guò)電阻器312向控制電路302提供輸出電流，可用光電二極管308監(jiān)控光信號(hào)310的輸出功率。該電阻器的電壓可指示激光二極管306的輸出功率。另一種方法是，不使輸出電流經(jīng)過(guò)電阻器312，而是連接TIA來(lái)接收輸出電流并向控制電路302提供輸出電壓。然而，這些僅僅是如何測(cè)量一個(gè)激光設(shè)備輸出功率的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面并不受限制。
激光驅(qū)動(dòng)電路322包括一個(gè)生成調(diào)制電流分量(IMOD)的電流源電路316和一個(gè)生成偏流分量(IBIAS)的電流源電路314。一個(gè)開關(guān)晶體管對(duì)包括開關(guān)晶體管318和320，它們根據(jù)加在開關(guān)晶體管318和320柵極上的數(shù)據(jù)信號(hào)(如來(lái)自PMA部分)來(lái)調(diào)制開關(guān)調(diào)制電流輸出。利用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)，可將開關(guān)調(diào)制電流和偏流分量疊加組合，提供一個(gè)對(duì)激光二極管306供電的電流信號(hào)。
在所描述的實(shí)施例中，電流源電路314和316可根據(jù)來(lái)自控制電路302的控制信號(hào)調(diào)整IMOD和IBIAS的大小，以調(diào)節(jié)激光二極管306的輸出功率。在一個(gè)實(shí)施例中，電流源電路314和316可在一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)增加或減少IMOD和IBIAS的量值，從而使數(shù)據(jù)恢復(fù)電路能在接收端(未圖示)對(duì)輸出功率中的變化做出響應(yīng)。另一可選用的方式是，電流源電路314和316可按階躍函數(shù)來(lái)改變IMOD和IBIAS的大小，以更快地響應(yīng)。然而，這些僅僅是如何根據(jù)控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)制電流和偏流的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面并不受限制。
在一個(gè)實(shí)施例中，激光驅(qū)動(dòng)電路322與預(yù)置的系統(tǒng)參數(shù)(如制造商的預(yù)置參數(shù))有關(guān)，例如目標(biāo)基準(zhǔn)平均輸出功率(PREF)和目標(biāo)調(diào)制功率或擺動(dòng)輸出功率(PMOD)。圖6是說(shuō)明依照激光驅(qū)動(dòng)電路322的一個(gè)實(shí)施例調(diào)節(jié)IBIAS和/或IMOD的過(guò)程400的流程圖。在橢圓框402示出的步驟中，一個(gè)重置事件(如提高功率事件)可被檢測(cè)。在方框404的步驟中，可設(shè)置包括如PMOD和PREF的內(nèi)部參數(shù)和出廠缺省參數(shù)。方框406至414構(gòu)成了一個(gè)過(guò)程循環(huán)，該循環(huán)可直到下一個(gè)重置事件發(fā)生后才執(zhí)行。
方框406和菱形框408的步驟中，可探測(cè)到引發(fā)IMOD和IBIAS變化來(lái)維持激光二極管306的平均輸出功率在PREF附近的事件或條件。這種事件或條件包括如激光二極管306的溫度變化(例如由熱敏電阻(未圖示)的)或激光二極管306的平均輸出功率(PAVE)的變化(例如從光電二極管308的輸出測(cè)得的)。然而，這些僅僅是可能引發(fā)IMOD和IBIAS變化的條件或事件的例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面不受限制。方框406的步驟中測(cè)量PAVE，菱形框408的步驟中確定PAVE是否處在PREF附近的適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)(例如，方框404的步驟中設(shè)置的參數(shù)所定義的)。如果PAVE不在PREF附近的適當(dāng)范圍內(nèi)，則可在方框408的步驟中調(diào)節(jié)IBIAS直至PAVE處于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，電流源電路314可根據(jù)來(lái)自控制電路302的數(shù)字控制信號(hào)以離散的電流增量(ΔIBIAS)調(diào)節(jié)IBIAS。在方框410的步驟中，可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)增量ΔIBIAS來(lái)調(diào)節(jié)IBIAS(如用IBIAS加上或減去一個(gè)或多個(gè)增量ΔIBIAS)直至PAVE處于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如圖7所示，IBIAS可被調(diào)節(jié)，直至PAVE處于PAVE+/-nΔPAVE的范圍內(nèi)，其中ΔPAVE和n為PAVE確定一個(gè)預(yù)定容許量。
在方框410的步驟中，在調(diào)節(jié)IBIAS后，控制電路302在方框412的步驟中可近似得出與激光二極管306相關(guān)的斜度效率(Efslope)。依照?qǐng)D7的實(shí)施例，可根據(jù)離散電流增量ΔIBIAS和(為了將PAVE調(diào)至PAVE+/-nΔPAVE的范圍內(nèi))在方框410的步驟中對(duì)IBIAS加上或減去的最終電流增量ΔIBIAS產(chǎn)生的平均輸出功率的變化值(ΔP0)近似計(jì)算出Efslope，公式如下 Efslope≈ΔP0/ΔIBIAS 在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路302可為電流源電路316提供一個(gè)控制信號(hào)來(lái)維持調(diào)制電流IMOD。在方框414的步驟中，控制電路302可根據(jù)PMOD和斜度效率的近似ΔP0/ΔIBIAS，確定IMOD，公式如下 IMOD＝PMOD/(ΔP0/ΔIBIAS) 為了將PAVE維持在適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣秶鷥?nèi)，IBIAS可被減少一個(gè)基于被調(diào)整的調(diào)制電流IMOD的電流量。在當(dāng)前描述的實(shí)施例中，可假定激光二極管306的輸出功率響應(yīng)調(diào)制電流IMOD而近似對(duì)稱于PAVE的。因此，方框410的步驟中確定的偏流IBIAS可被減少到約為IMOD任何增量的一半，以此來(lái)維持PAVE處在適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣秶鷥?nèi)。然而，這僅僅是如何減少偏流以維持激光二極管平均輸出功率處于適當(dāng)范圍的一個(gè)例子，本發(fā)明的實(shí)施例在這些方面并不受限制。
圖8是說(shuō)明依照?qǐng)D5和圖6所示的激光驅(qū)動(dòng)電路322的一個(gè)實(shí)施例的激光驅(qū)動(dòng)電路522的示意圖。依照?qǐng)D6描述的控制電路302的實(shí)施例，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)520可為用于測(cè)量PAVE和ΔP0的控制邏輯電路502提供來(lái)自監(jiān)控器光電二極管的電壓信號(hào)的數(shù)字抽樣。電流源電路514和516各自包含了一個(gè)或多個(gè)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，提供大小可被來(lái)自控制邏輯電路502的數(shù)字信號(hào)控制的電流。構(gòu)成這種DAC來(lái)生成數(shù)字可控電流的電路，可用模擬電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
圖9是說(shuō)明依照一個(gè)圖6所示過(guò)程400中方框414的步驟和圖8所示激光驅(qū)動(dòng)電路522的實(shí)施例的過(guò)程600的流程圖。DAC516可按ΔIMOD的整倍數(shù)來(lái)生成IMOD，公式如下 IMOD＝NMOD*ΔIMOD 在所描述的實(shí)施例中，作為一個(gè)整數(shù)值NMOD可根據(jù)近似斜度效率Efslope(在方框412的步驟中計(jì)算)計(jì)算，菱形框604的步驟中，可確定是否已經(jīng)發(fā)生了由Efslope任何變化導(dǎo)致的NMOD的改變。菱形框604的步驟中，可將方框602的步驟中計(jì)算的NMOD與NMOD的一個(gè)以前的存儲(chǔ)值CurrNMOD(例如在重置之后的方框404的步驟中引發(fā)的)相比較。如果NMOD已經(jīng)改變，方框606的步驟可為DAC516提供一個(gè)經(jīng)更新的NMOD信號(hào)作為CurrNMOD，得到為離散電流增量ΔIMOD的整倍數(shù)(CurrIMOD)的IMOD。
由于IMOD的任何變化(由NMOD的變化引起的)可造成PAVE改變，因此IBIAS可被調(diào)節(jié)以維持PAVE在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。在方框410的步驟中，控制邏輯電路502可為DAC518提供一個(gè)數(shù)字控制信號(hào)，以將DAC518的輸出電流增加或減少離散電流增量ΔIBIAS，使PAVE處在如圖7所示的以適當(dāng)工作范圍內(nèi)。在方框606的步驟中，控制邏輯電路502可為DAC516提供信號(hào)CurrNMOD作為數(shù)字控制信號(hào)，以根據(jù)近似斜度效率值Efslope生成IMOD。
在一個(gè)實(shí)施例中，DAC516可根據(jù)Efslope提供作為整倍數(shù)(NMOD)的離散電流增量ΔIMOD的IMOD。
因此，根據(jù)來(lái)自控制邏輯電路502的數(shù)字控制信號(hào)，DAC516可生成一個(gè)調(diào)制電流IMOD＝CurrNMOD×ΔIMOD，將擺動(dòng)輸出功率維持在目標(biāo)調(diào)制功率PMOD附近。為了將平均功率PAVE維持在適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣秶鷥?nèi)，電流源電路514可抵消DAC518的輸出電流。DAC508可根據(jù)代表CurrNMOD變化(在方框608的步驟中更新)的數(shù)字信號(hào)ΔNMOD生成電流。這里，DAC508可生成電流ΔNMOD*ΔIMOD。利用模擬電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的技術(shù)，DAC508的這個(gè)輸出電流的一半可從DAC518的輸出中減去，以提供IBIAS。
盡管對(duì)當(dāng)前考慮本發(fā)明的示范性實(shí)施例作了說(shuō)明和描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)了解到在不背離本發(fā)明的真實(shí)范圍的條件下，可以作出各種其它修改并以及等效替代。另外，在不背離這里所述的主要發(fā)明概念的條件下，可按照本發(fā)明教導(dǎo)作出許多修改來(lái)適應(yīng)特定的情形。因此，根據(jù)申請(qǐng)人的意愿，本發(fā)明包括所有落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的實(shí)施方式，并不限于已被公開的特定實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括通過(guò)離散的電流增量改變供給激光設(shè)備的偏流；測(cè)量隨偏流變化而發(fā)生的激光設(shè)備的光信號(hào)輸出功率的變化；以及根據(jù)偏流的變化和輸出功率的變化，估計(jì)與激光設(shè)備相關(guān)的斜度效率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括改變偏流直至輸出功率處于一個(gè)設(shè)定的或預(yù)定的功率范圍內(nèi)的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述方法還包括根據(jù)所估計(jì)的斜度效率和目標(biāo)輸出功率擺幅確定供給激光設(shè)備的調(diào)制電流的大小的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述方法還包括根據(jù)調(diào)制電流的大小改變偏流，以將平均輸出功率維持在設(shè)定的或預(yù)定的范圍內(nèi)的步驟。
5.一個(gè)激光驅(qū)動(dòng)電路，包括確定激光設(shè)備的光信號(hào)輸出功率的輸出功率監(jiān)測(cè)電路；以離散的電流增量改變供給激光設(shè)備的偏流的偏流生成電路；以及根據(jù)偏流的變化和輸出功率的變化估計(jì)與激光設(shè)備相關(guān)的斜度效率的電路。
6.如權(quán)利要求5所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述偏流生成電路可改變偏流，直至輸出功率處于一個(gè)設(shè)定的或預(yù)定的功率范圍。
7.如權(quán)利要求6所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述激光驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)調(diào)制電流生成電路，根據(jù)估計(jì)的斜度效率和目標(biāo)輸出功率擺幅確定供給激光設(shè)備的調(diào)制電流的大小。
8.如權(quán)利要求7所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述偏流生成電路包括根據(jù)調(diào)制電流大小改變偏流以維持平均輸出功率處于設(shè)定或預(yù)定范圍的邏輯電路。
9.一個(gè)系統(tǒng)，包括根據(jù)并行數(shù)據(jù)信號(hào)提供串行數(shù)據(jù)信號(hào)的串行化器；適合與光傳輸介質(zhì)耦合的、響應(yīng)串行數(shù)據(jù)信號(hào)而發(fā)送光信號(hào)至光傳輸介質(zhì)的激光設(shè)備；以及向激光設(shè)備提供功率信號(hào)的激光驅(qū)動(dòng)電路，所述激光驅(qū)動(dòng)電路包括測(cè)量激光設(shè)備的光信號(hào)輸出功率的輸出功率監(jiān)測(cè)電路；以離散的電流增量改變供給激光設(shè)備的偏流的偏流生成電路；以及根據(jù)偏流變化和輸出功率變化估計(jì)與激光設(shè)備相關(guān)的斜度效率的電路。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括提供并行數(shù)據(jù)信號(hào)的SONET成幀器。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)與SONET成幀器連接的開關(guān)結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)在媒體獨(dú)立接口提供并行數(shù)據(jù)信號(hào)的以太網(wǎng)MAC。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)與以太網(wǎng)MAC連接的多路數(shù)據(jù)總線。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括一個(gè)與以太網(wǎng)MAC連接的開關(guān)結(jié)構(gòu)。
15.一個(gè)激光驅(qū)動(dòng)電路，包括生成偏流的第一電流源電路；生成調(diào)制電流的第二電流源電路；以及與第二電流源電路連接的控制電路，該電路根據(jù)偏流大小的一個(gè)或多個(gè)變化和激光設(shè)備的光信號(hào)輸出功率的一個(gè)或多個(gè)變化來(lái)控制調(diào)制電流大小。
16.如權(quán)利要求15所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述控制電路包括與第一電流源電路連接的、改變偏流大小以將光信號(hào)的平均輸出功率維持在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)的邏輯電路。
17.如權(quán)利要求16所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述控制電路還包括調(diào)節(jié)調(diào)制電流的大小、以將激光設(shè)備的擺動(dòng)功率大約維持在一個(gè)預(yù)定的目標(biāo)調(diào)制功率的邏輯電路；以及減少偏流、以根據(jù)經(jīng)調(diào)節(jié)的調(diào)制電流的大小將光信號(hào)的平均輸出功率大約維持在一個(gè)預(yù)定的目標(biāo)平均輸出功率的邏輯電路。
18.如權(quán)利要求15所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述激光驅(qū)動(dòng)電路還包括根據(jù)所述調(diào)制電流和一數(shù)據(jù)信號(hào)生成經(jīng)調(diào)制的電流信號(hào)的調(diào)制電路；以及合成所述偏流和經(jīng)調(diào)制的電流信號(hào)并向激光設(shè)備提供電流信號(hào)的電路。
19.如權(quán)利要求15所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述控制電路還包括對(duì)激光設(shè)備輸出功率的電壓代表值進(jìn)行抽樣的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；以及向第一電流源電路提供第一數(shù)字控制信號(hào)的第一信號(hào)輸出端；以及向第二電流源電路提供第二數(shù)字控制信號(hào)的第二信號(hào)輸出端。
20.一個(gè)系統(tǒng)，包括根據(jù)并行數(shù)據(jù)信號(hào)提供串行數(shù)據(jù)信號(hào)的串行化器；適合與光傳輸介質(zhì)耦合的、并根據(jù)串行數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送光信號(hào)至光傳輸介質(zhì)的激光設(shè)備；以及向激光設(shè)備提供功率信號(hào)的激光驅(qū)動(dòng)電路，所述激光驅(qū)動(dòng)電路還包括生成偏流的第一電流源電路；生成調(diào)制電流的第二電流源電路；以及與該第二電流源電路連接的、并根據(jù)偏流大小的一個(gè)或多個(gè)變化和激光設(shè)備的光信號(hào)輸出功率的一個(gè)或多個(gè)變化來(lái)控制調(diào)制電流大小的控制電路。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括提供并行數(shù)據(jù)信號(hào)的SONET成幀器。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括一個(gè)與SONET成幀器連接的開關(guān)結(jié)構(gòu)。
23.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)在媒體獨(dú)立接口提供并行數(shù)據(jù)信號(hào)的以太網(wǎng)MAC。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)與以太網(wǎng)MAC連接的多路數(shù)據(jù)總線。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)與以太網(wǎng)MAC連接的開關(guān)結(jié)構(gòu)。
26.一種方法，包括以下步驟生成偏流；生成調(diào)制電流；測(cè)量由激光設(shè)備發(fā)出的光信號(hào)輸出功率；以及根據(jù)偏流大小的一個(gè)或多個(gè)變化和輸出功率的一個(gè)或多個(gè)變化來(lái)改變調(diào)制電流的大小。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述方法還包括改變偏流的大小以將光信號(hào)的平均輸出功率維持在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)的步驟。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟調(diào)節(jié)調(diào)制電流的大小，以將激光設(shè)備的擺動(dòng)功率大約維持在一個(gè)預(yù)定的目標(biāo)調(diào)制功率；以及減少偏流，以根據(jù)經(jīng)調(diào)節(jié)的調(diào)制電流的大小將光信號(hào)的平均輸出功率大約維持在一個(gè)預(yù)定的目標(biāo)平均輸出功率。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟根據(jù)所述調(diào)制電流和一數(shù)據(jù)信號(hào)生成經(jīng)調(diào)制的電流信號(hào)；以及合成所述偏流和經(jīng)調(diào)制的電流信號(hào)，以向激光設(shè)備提供電流信號(hào)。
30.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟對(duì)激光設(shè)備輸出功率的電壓代表值作數(shù)字抽樣；向第一電流源電路提供第一數(shù)字控制信號(hào)，以調(diào)節(jié)偏流的大??；向第二電流源電路提供第二數(shù)字控制信號(hào)，以調(diào)節(jié)調(diào)制電流的大小。
全文摘要
這里描述的是一種提供電流信號(hào)來(lái)為激光設(shè)備供電的激光驅(qū)動(dòng)電路?？稍诒O(jiān)測(cè)激光設(shè)備發(fā)送的光信號(hào)輸出功率的變化的同時(shí)改變供給激光設(shè)備的偏流。根據(jù)偏流的變化和輸出功率的變化，可以確定與激光設(shè)備相關(guān)的斜度效率。
文檔編號(hào)C07K14/195GK1726278SQ200380105919
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2003年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者T·雍, B·阿蘇里 申請(qǐng)人:英特爾公司