專利名稱：用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光通信領(lǐng)域，特別涉及一種用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器在光通信系統(tǒng)中的作用是將被傳輸?shù)碾?壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?。通常它由一個(gè)激光二極管驅(qū)動電路、 一個(gè)激光二極管(LD)和自動 功率控制電路組成。其中，激光二極管驅(qū)動電路將被傳輸?shù)碾妷盒盘栟D(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電流 信號，該電流信號驅(qū)動激光二極管，激光二極管將該驅(qū)動電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘栞敵觥?由于每一個(gè)激光二極管的電流/光功率轉(zhuǎn)換效率都存在差異，而且該轉(zhuǎn)換效率不僅會隨環(huán) 境溫度變化加大，同時(shí)也會隨激光二極管的老化(即隨時(shí)間)而變化。所以激光二極管驅(qū) 動器中往往需要一個(gè)自動功率控制電路，以保證發(fā)送機(jī)發(fā)出的光功率保持穩(wěn)定，從而使 整個(gè)光通信系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并延長激光器的使用壽命。因而激光二極管驅(qū)動器是光通信 系統(tǒng)的核心構(gòu)件之一。 傳統(tǒng)激光二極管驅(qū)動器，多數(shù)只適用于隨機(jī)平衡碼流(即光發(fā)送平均功率約等于 1/2峰值功率的碼流)的光發(fā)送，而不適用突發(fā)信號(即光發(fā)送平均功率不等于1/2峰值功 率的碼流，突發(fā)光信號的平均發(fā)送功率與峰值功率之間沒有穩(wěn)定的數(shù)量關(guān)系)的光發(fā)送。 原因是傳統(tǒng)的激光二極管驅(qū)動器只能控制光發(fā)送的平均功率，而通過平均功率約等于1/2 峰值功率的數(shù)量關(guān)系間接控制隨機(jī)平衡信號的峰值功率。而對于突發(fā)信號的發(fā)送，則必 須直接控制發(fā)送信號的峰值功率。隨著近年來光纖接入網(wǎng)的發(fā)展，已有數(shù)量不多的技術(shù) 產(chǎn)品，提供使用突發(fā)信號發(fā)送的激光二極管驅(qū)動器，他們大致分為兩類 一類是沒有自 動功率控制功能，采用全溫度補(bǔ)償?shù)霓k法穩(wěn)定發(fā)送功率，缺點(diǎn)是發(fā)送峰值功率穩(wěn)定性不 高，且不能補(bǔ)償LD老化引起的發(fā)送功率衰落，縮短LD的使用壽命，但目前推廣應(yīng)用的 多數(shù)是該類產(chǎn)品；第二類是有自動功率控制功能，但現(xiàn)有技術(shù)多數(shù)只能適用于要求相對 較低的EPON(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))，或者控制精度穩(wěn)定性尚不足，目前少見推廣應(yīng)用就足 以證明其技術(shù)不成熟。 因此提供一種具有完善的發(fā)送光信號峰值功率自動控制功能的激光二極管驅(qū)動 器，是目前光通信技術(shù)發(fā)展，尤其是光纖接入網(wǎng)技術(shù)及其他涉及突發(fā)信號光傳輸?shù)募夹g(shù) 領(lǐng)域發(fā)展的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)方案是提供一種用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動 器，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。 為解決上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供一種用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動 器，包括輸入整形電路、用于對輸入的差分電壓信號的波形進(jìn)行整形放大，以消除輸 入的差分信號的不平衡性和張弛失真；具有調(diào)制電流開關(guān)的激光二極管調(diào)制電流控制電路，連接所述輸入整形電路的輸出端、及待驅(qū)動的激光二極管，用于將所述輸入整形電 路輸出的信號轉(zhuǎn)化為具有正溫度系數(shù)的調(diào)制電流信號，并使所述調(diào)制電流信號通過所述 調(diào)制電流開關(guān)以驅(qū)動所述激光二極管發(fā)出光脈沖信號；具有偏置電流開關(guān)的激光二極管 偏置電流控制電路、連接所述激光二極管，用于向所述激光二極管提供具有正溫度系數(shù) 的偏置電流；光電轉(zhuǎn)換電路，用于將所述激光二極管輸出的背向光信號轉(zhuǎn)換為電信號； 與所述光電轉(zhuǎn)換電路直流耦合的峰值檢波電路，用于對所述光電轉(zhuǎn)換電路輸出的電信號 進(jìn)行快速檢波以輸出檢波信號，且其檢波時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于檢波信號的保持時(shí)間，以便能 實(shí)現(xiàn)對突發(fā)信號的峰值檢測；與所述峰值檢波電路直流耦合的差分比較放大電路，其能 輸出與所述激光二極管發(fā)送光峰值功率相關(guān)且成反比的電壓的輸出端與所述激光二極管 調(diào)制電流控制電路、及所述激光二極管偏置電流控制電路相連接，以形成負(fù)反饋回路， 實(shí)現(xiàn)對所述偏置電流及所述調(diào)制信號的控制。 較佳的，所述輸入整形電路包括對所述差分電壓信號進(jìn)行衰減的衰減網(wǎng)絡(luò)、及 連接在所述衰減網(wǎng)絡(luò)輸出端的差分放大器。 較佳的，所述衰減網(wǎng)絡(luò)為由電阻串聯(lián)構(gòu)成的串聯(lián)電路，其輸出的差分信號的峰 峰值大于雙極型晶體管差放的翻轉(zhuǎn)電壓。 較佳的，所述差分放大器包括一差分對管、向所述差分對管提供電流的恒流源 電路、與所述恒流源電路相連接且用于補(bǔ)償所述恒流源電路溫度特性的比例電流鏡、分 別連接所述差分對管輸出端且各自將輸出信號反饋回所述恒流源電路以構(gòu)成直流負(fù)反饋 偏置的兩個(gè)射極跟隨器。 較佳的，所述恒流源電路由晶體管與電阻構(gòu)成，所述比例電流鏡由二極管與電 阻構(gòu)成。 較佳的，所述調(diào)制電流開關(guān)包括一晶體管對管，其中，所述晶體管對管中的一 者的基極連接所述輸入整形電路的一輸出端、集電極連接所述激光二極管，所述晶體管 對管中的另一者的基極連接所述輸入整形電路的另一輸出端、集電極連接電源端。
較佳的，所述激光二極管調(diào)制電流控制電路還包括與所述晶體管對管的兩晶 體管的發(fā)射極相連接且用于提供調(diào)制電流的調(diào)制電流源電路、向所述調(diào)制電流源電路提 供偏置電壓的負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路、及將所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路的輸出耦合至所述調(diào) 制電流源電路的射極跟隨器。 較佳的，所述調(diào)制電流源電路引出一激光二極管調(diào)制電流監(jiān)測端。 較佳的，所述射極跟隨器的輸入端引出一激光二極管調(diào)制電流設(shè)置端以通過接
設(shè)的電阻來設(shè)置初始調(diào)制電流。 較佳的，所述激光二極管調(diào)制電流控制電路還包括連接在所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn) 壓電路輸出端，并能夠使所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路輸出的偏置電壓低于所述調(diào)制電流源 電路所需的偏置電壓、進(jìn)而導(dǎo)致所述調(diào)制電流源電路不輸出調(diào)制電流的驅(qū)動電流全關(guān)斷 電路。 較佳的，所述驅(qū)動電流全關(guān)斷電路為一兩級串聯(lián)的共射極電路，且所述共射極 電路引出 一驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓輸入端。 較佳的，所述偏制電流開關(guān)包括一晶體管對管和向所述晶體管對管的兩者分別 提供基極偏置電壓的基極偏置電路，其中，所述晶體管對管中的一者的基極偏置電壓高于另一者的基極偏置電壓，且基極偏置電壓高者的集電極連接所述激光二極管，低者的 集電極連接電源端。 較佳的，所述所述激光二極管偏置電流控制電路還包括與所述晶體管對管的 兩晶體管的發(fā)射極相連接且用于提供偏置電流的偏置電流源電路、向所述偏置電流源電 路提供偏置電壓的負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路、及將所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路的輸出耦合至所 述偏置電流源電路的射極跟隨器。
較佳的，所述偏置電流源電路引出一激光二極管偏置電流監(jiān)測端。 較佳的，所述射極跟隨器的輸入端引出一激光二極管偏置電流設(shè)置端以通過接
設(shè)的電阻來設(shè)置初始偏置電流。 較佳的，所述激光二極管偏置電流控制電路還包括連接在所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn) 壓電路輸出端，并能夠使所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路輸出的偏置電壓低于所述偏置電流源 電路所需的偏置電壓、進(jìn)而導(dǎo)致所述偏置電流源電路不輸出偏置電流的偏置電流關(guān)斷電 路。 較佳的，所述偏置電流關(guān)斷電路為一兩級串聯(lián)的共射極電路，且所述共射極電 路引出 一偏置電流關(guān)斷電壓輸入端。 較佳的，所述激光二極管調(diào)制電流控制電路引出驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓控制端， 所述偏置電流關(guān)斷電壓控制端與所述驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓控制端通過一單向隔離二極管 相連接，以便所述偏置電流關(guān)斷電路關(guān)斷時(shí)對所述調(diào)制電流全關(guān)斷電路不產(chǎn)生影響。
較佳的，所述光電轉(zhuǎn)換電路包括一光電二極管、以及和所述光電二極管直流耦 合的跨阻放大器。 較佳的，所述峰值檢波電路包括直流耦合所述光電轉(zhuǎn)換電路輸出信號的射 極跟隨器、與所述射極跟隨器直流耦合的檢波二極管、與所述檢波二極管連接的檢波電 容、以及與所述檢波電容連接且包括場效應(yīng)晶體管的共源極放大器。 較佳的，所述檢波電容與所述檢波二極管導(dǎo)通電阻構(gòu)成的充電時(shí)間常數(shù)為幾個(gè) ns數(shù)量級，所述檢波電容與所述檢波二極管反向截止電阻構(gòu)成的放電時(shí)間常數(shù)為幾十個(gè) ms數(shù)量級。 較佳的，所述差分比較放大電路包括連接在所述峰值檢波電路輸出端的第一 射極跟隨器、與所述第一射極跟隨器輸出端相連接且包括差分對管構(gòu)成的差分比較放大 器、及與所述差分對管的兩輸出端分別連接的第二射極跟隨器及第三射極跟隨器，其中 所述差分對管中的一者的輸入端連接所述第一射極跟隨器，另一者的輸入端連接參考電 壓，連接參考電壓者的輸出端能輸出與所述激光二極管發(fā)送光峰值功率相關(guān)且成反比的 電壓。 較佳的，在所述差分對管中，連接參考電壓者引出一激光二極管輸出光峰值功 率設(shè)置端。 較佳的，在所述差分對管中，連接所述第一射極跟隨器者其通過所述第二射極 跟隨器引出一激光二極管發(fā)送光峰值功率監(jiān)測端。 較佳的，所述差分比較放大電路還包括負(fù)極連接在所述第三射極跟隨器且正極 連接在所述激光二極管調(diào)制電流控制電路的第一隔離二極管、以及負(fù)極連接在所述第三 射極跟隨器且正極連接在所述激光二極管偏置電流控制電路之間的第二隔離二極管。
較佳的，所述第二隔離二極管的負(fù)極靜態(tài)電壓工作點(diǎn)低于所述第一隔離二極管 的靜態(tài)工作點(diǎn)，以使偏置電流較調(diào)制電流先入控。 本發(fā)明的有益效果在于發(fā)射峰值光功率自動控制功能完善，發(fā)射峰值光功率 動態(tài)穩(wěn)定性更好，發(fā)射峰值光功率不受發(fā)送碼型影響，也不受LD偏置電流幀同步開關(guān)的 影響，因而既適用于突發(fā)信號發(fā)送，也適用于隨機(jī)平衡信號流發(fā)送。


圖1為用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器較佳實(shí)施例方框圖。
圖2為用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器較佳實(shí)施例電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 請參照圖1，本發(fā)明提供的用于光通信發(fā)送機(jī)的突發(fā)信號激光二極管驅(qū)動器包括 兩個(gè)差分信號輸入端1和2、 一個(gè)輸入整形電路3、 一個(gè)調(diào)制電流開關(guān)4、 一個(gè)激光二極 管LD5、 一個(gè)激光二極管調(diào)制電流控制電路6、 一個(gè)激光二極管調(diào)制電流設(shè)置端lM犯T7、 一個(gè)激光二極管調(diào)制電流設(shè)置電阻RM8、 一個(gè)激光二極管調(diào)制電流監(jiān)測端IMM。W、 一個(gè) 激光二極管驅(qū)動電流關(guān)斷電壓V，^^輸入端10、 一個(gè)單向隔離二極管ll、 一個(gè)具有偏置 電流開關(guān)的激光二極管偏置電流控制電路12、 一個(gè)激光二極管偏置電流設(shè)置端Ie^13、 一個(gè)激光二極管偏置電流設(shè)置電阻14、 一個(gè)激光二極管偏置電流監(jiān)測端I皿。w15、 一個(gè) 激光二極管偏置電流關(guān)斷電壓輸入端Vm。FFl6、 一個(gè)光電二極管PD17、 一個(gè)跨阻抗放 大器TIA18、 一個(gè)峰值檢波比較放大電路19、 一個(gè)激光二極管發(fā)送峰值光功率設(shè)置端 APCSET20、 一個(gè)激光二極管發(fā)送峰值光功率設(shè)置電阻R^c21、以及一個(gè)激光二極管發(fā)送 峰值光功率監(jiān)測端PWM。w22。其中，調(diào)制電流開關(guān)4及激光二極管調(diào)制電流控制電路6 構(gòu)成具有調(diào)制電流開關(guān)的激光二極管調(diào)制電流控制電路，峰值檢波比較放大電路19包括 峰值檢波電路及差分比較放大電路兩部分，圖中的LD即表示激光二極管，激光二極管調(diào) 制電流控制電路6與LD調(diào)制電流控制電路6指代同一主體，同理適用于其他采用"LD" 代替激光二極管的方式。 差分輸入端1和2將輸入差分信號直流耦合到輸入整形電路3，輸入整形電路3 消除輸入差分信號可能的不對稱(正負(fù)相信號不平衡)和可能的張弛失真。LD調(diào)制電流 開關(guān)4將輸入整形電路3輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)電流信號調(diào)制激光二極管5，激光二 極管5將調(diào)制電流信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)光信號饋入傳輸媒介。LD調(diào)制電流控制電路6為LD 調(diào)制電流開關(guān)提供調(diào)制電流，其根據(jù)峰值檢波比較放大電路19提供的反饋電壓、 一個(gè)LD 調(diào)制電路設(shè)置端7、 LD驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓輸入端10的狀態(tài)動態(tài)控制LD調(diào)制電流及LD 偏置電流，并提供通常光通信系統(tǒng)所要求提供的功能端口。其包括LD調(diào)制電流設(shè)置端 7， LD調(diào)制電流監(jiān)測端9和LD驅(qū)動電流(包括調(diào)制電流和偏置電流)全關(guān)斷電壓輸入端 10(目的是保證系統(tǒng)維護(hù)人員安全)。LD調(diào)制電流設(shè)置電阻8由用戶根據(jù)LD的功率/電 流曲線(PI曲線)和系統(tǒng)要求設(shè)定。LD偏置電流源及控制電路12為激光二極管5提供 偏置電流，其根據(jù)峰值檢波比較放大電路提供的反饋電壓，以及LD偏置電流設(shè)置端13、 LD偏置電流關(guān)斷電壓輸入端16。
二極管ll起單向隔離作用，其正極與端口16連接，負(fù)極與端口10連接，當(dāng)端口 16輸入低電平(《0.7V)時(shí)，LD偏置電流關(guān)斷，二極管ll處于截止?fàn)顟B(tài)，不影響端口IO，而當(dāng)端口 IO輸入低電平時(shí)，二極管ll導(dǎo)通，LD調(diào)制電流和LD偏置電流同時(shí)關(guān)斷。此外，LD偏置電流源及控制電路還提供通常光通信系統(tǒng)所要求提供的功能端口 13、 15和16。 LD偏置電流設(shè)置電阻14由用戶根據(jù)LD的PI曲線和系統(tǒng)要求來設(shè)定。光電二極管17和跨阻放大器18將LD背向光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，峰值檢波比較放大電路19對該電壓信號進(jìn)行峰值檢波并進(jìn)行比較放大，從而使其輸出電壓與LD發(fā)送峰值光功率線性相關(guān)，并將該與LD發(fā)送峰值光功率線性相關(guān)電壓按負(fù)反饋原理饋送至LD調(diào)制電流控制電路6和LD偏置電流源及控制電路12，從而實(shí)現(xiàn)對LD發(fā)送峰值光功率的動態(tài)自動控制。此外，峰值檢波比較放大電路19還提供通常光通信系統(tǒng)要求提供的功能端口即LD發(fā)送光功率監(jiān)測端口 22和LD發(fā)送光功率設(shè)置端口 20， LD發(fā)送光功率設(shè)置電阻21由用戶根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)定。 請參照圖2，其為上述用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器實(shí)施電路圖。
電阻器R1、 R2、 R3依次串聯(lián)連接，組成一個(gè)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)，差分電壓信號分別從R1和R3的另一端輸入，從R2的兩端輸出被衰減的差分電壓，其衰減后的輸出差分信號峰峰值約為150mV 200mV，大于雙極型晶體管差放的翻轉(zhuǎn)電壓(約為80mV)。
按上述連接，由R1、 R2、 R3組成的電阻衰減網(wǎng)絡(luò)有效提高了輸入信號的回波損耗，降低了輸入信號的駐波比，同時(shí)防止后續(xù)電路輸入過載失真。
差分放大晶體管對管Q1、 Q2，其集電極分別通過電阻R4、 R5連接電源VCC，其兩基極分別連接上述R2的兩端，其兩個(gè)發(fā)射極與晶體管Q3的集電極連接，Q3的發(fā)射極通過電阻R6接地，構(gòu)成恒流源電路，其基極通過一個(gè)二極管D1和電阻R0串聯(lián)接地。晶體管Q4、 Q5，與電阻R7、 R8構(gòu)成兩個(gè)射極跟隨器。電阻R9、 R10串聯(lián)后跨接于Q4、 Q5的發(fā)射極，其串聯(lián)連接點(diǎn)與Q3的基極連接，以此為Q3基極提供負(fù)反饋偏置電壓，其中R9 = RIO。 按照上述連接晶體管Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5和電阻R4、 R5、 R6、 R7、 R8、R9、 RIO、 RO以及二極管D1構(gòu)成一個(gè)差分放大器，差分放大器的恒流源晶體管Q3基極通過電阻R9、 R10與差放輸出射隨連接，由于R9二R10，其串聯(lián)連接點(diǎn)的交流信號幅度為0，從而實(shí)現(xiàn)直流負(fù)反饋偏置，二極管D1和電阻R0構(gòu)成一個(gè)比例電流鏡，用以補(bǔ)償Q3的溫度特性，使所述差分放大器的穩(wěn)定性和平衡特性良好。加上上述輸入衰減網(wǎng)絡(luò)的高回波損耗，使所述差放的輸出波形保持差分放大限幅的近似矩形波，消除輸入信號波形可能的張弛失真。 晶體管對Q6、 Q7構(gòu)成激光二極管調(diào)制電流開關(guān)，其兩個(gè)基極分別與上述差分放大器的兩個(gè)輸出射隨連接，其兩個(gè)射極與恒流源晶體管Q8的集電極連接，Q6的集電極與激光二極管LD連接，Q7的集電極連接電源VCC， Q8的發(fā)射極通過電阻Rll接地。晶體管Q9、 Q10和電阻R13、 R14、 R15、 R16構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路，從晶體管Q9的集電極引出輸出電壓，晶體管Q11的射極通過二極管D2和電阻R17串聯(lián)接地，其集電極連接電源VCC，基極與所述串聯(lián)穩(wěn)壓電路的輸出端連接，構(gòu)成一個(gè)射極跟隨器。D2與R17的串聯(lián)連接點(diǎn)與Q8的基極連接，為Q8提供基極偏置電壓。從晶體管Q9的集電極引出LD調(diào)制電流設(shè)置功能端口 IMSET，從晶體管Q8的發(fā)射極通過一個(gè)電阻R12引出LD調(diào)制電流監(jiān)測端口 IMM0N。
恒流源晶體管Q8及其射極電阻構(gòu)成一調(diào)制電流源電路，為晶體管Q6、 Q7構(gòu)成的LD調(diào)制電流開關(guān)提供LD調(diào)制電流，所述串聯(lián)穩(wěn)壓電路和輸出射隨為恒流源晶體管Q8提供基極偏置電壓，由于晶體管Q10的BE結(jié)具有-2mV/C的溫度系數(shù)，所以從Q9集電極輸出的電壓具有一個(gè)較大的正溫度系數(shù)，晶體管Q11的BE結(jié)和二極管D2串聯(lián)，更加強(qiáng)了這一正溫度系數(shù)。所以恒流源晶體管的輸出電流隨著環(huán)境溫度升高而增加，以補(bǔ)償LD的電流——光功率轉(zhuǎn)換率的負(fù)溫度系數(shù)。當(dāng)晶體管Q6的基極為高電平，晶體管Q7的基極為低電平時(shí)，Q6導(dǎo)通、Q7截止，Q8提供的電流被注入激光二極管LD， LD發(fā)出光脈沖信號，反之則Q6截止，Q7導(dǎo)通，LD調(diào)制電流被關(guān)斷。用戶可通過一個(gè)接地電阻RIM連接LD調(diào)制電流設(shè)置端IMSET。設(shè)置初始的LD調(diào)制電流。已知Rll的阻值，從LD調(diào)制電流監(jiān)測端口 IMM。N的輸出電壓可以作出一條擬合曲線(方程)送入系統(tǒng)的監(jiān)控模塊來檢測LD調(diào)制電流。 晶體管Q12、 Q13、電阻R18、 R19組成的兩級串聯(lián)的共射極電路(兩個(gè)反相器)作為驅(qū)動電流全關(guān)斷電路，其中Q12、 Q13的發(fā)射極接地，Q12的集電極和基極分別通過電阻R18、 R19連接電源VCC， Q13的基極與Q12的集電極連接，Q13的基極與上述串聯(lián)穩(wěn)壓器的電壓輸出端即晶體管Q9的集電極連接。從所述晶體管Q12的基極引出LD驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓輸入端DISABLE。 按照上述連接，所述調(diào)制電流開關(guān)、所述調(diào)制電流源電路、所述射極跟隨器、所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路、即所述驅(qū)動電流全關(guān)斷電路構(gòu)成具有調(diào)制電流開關(guān)的激光二極管調(diào)制電流控制電路。當(dāng)LD驅(qū)動電流關(guān)斷電壓輸入端DISABLE的輸入電壓為低電平(幼.7V)時(shí)，上述晶體管Q12截止，Q13導(dǎo)通直至電流飽和，其集電極電壓降至幼.3V，從而使上述LD調(diào)制恒流源晶體管Q8截止，關(guān)斷LD調(diào)制電流，并關(guān)斷后述的LD偏置電流。當(dāng)LD驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓輸入端為高電平&1.8V)或開路時(shí)，上述晶體管Q12導(dǎo)通并飽和，Q13截止，對LD調(diào)制電流恒流源晶體管的設(shè)置偏置電壓(控制電壓)不產(chǎn)生影響。 晶體管對管Q14、 Q15構(gòu)成偏置電流開關(guān)，其兩個(gè)發(fā)射極與晶體管Q16的集電極連接，Q14的集電極與上述激光二極管LD的負(fù)極連接，Q15的集電極連接電源VCC。所述晶體管Q16的發(fā)射極通過一個(gè)電阻R25接地，構(gòu)成偏置電流源電路。電阻R20、 二極管D3、 D4、電阻R21、電阻R22、 二極管D5、 D6和電阻R23構(gòu)成了基極偏置電路。其中，電阻R20、 二極管D3、 D4和電阻R21依次串聯(lián)連接，其中R20的一端連接電源VCC， R21的一端接地，晶體管Q14的基極連接R20與D3的串聯(lián)連接點(diǎn)，為Q14提供基極偏置電壓；電阻R22、 二極管D5、 D6和電阻R23依次串聯(lián)連接，電阻R22的一端連接電源VCC，電阻R23的一端連接地，二極管D5、 D6的串聯(lián)連接點(diǎn)與所述晶體管Q15的基極連接，為Q15提供偏置電壓；所述電阻R20 = R22， R21 = R23。晶體管Q17、Q18和電阻R27、 R28、 R29、 R30構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路，其輸出電壓從晶體管Q17的集電極引出并經(jīng)過由晶體管Q19和二極管D7、電阻R24構(gòu)成的射隨為上述晶體管Q16提供基極偏置電壓，其中二極管D7和R24串聯(lián)連接作為所述射隨負(fù)載，上述晶體管Q16的基極連接二極管D7與電阻R24的串聯(lián)連接點(diǎn)。 所述串聯(lián)穩(wěn)壓電路包括所述電壓輸出射極跟隨器的輸出電壓具有正溫度系數(shù)，其為所述晶體管Q16提供基極偏置電壓；則Q16的集電極電流同樣具有正溫度系數(shù)，以此補(bǔ)償激光二極管閾值電流斜率的負(fù)溫度系數(shù)。所述晶體管Q16的集電極電流即激光二極管LD的偏置電流，該電流被注入到晶體管Q14和Q15的發(fā)射極。由于在通常狀態(tài)下Q14的基極偏置電壓比Q15的基極偏置電壓高一個(gè)二極管導(dǎo)通電壓(約0.8V)，所以通常狀態(tài)下，Q14導(dǎo)通而Q15截止。所以晶體管Q16的集電極電流通過Q14饋入激光二極管LD。 晶體管Q20、 Q21、電阻器R31、 R32、 R33、 二極管D8、 D9、 D10組成一個(gè)二級串聯(lián)的共射極(反相器)電路作為偏置電流關(guān)斷電路，其中，晶體管Q20、 Q21的發(fā)射極分別通過二極管D8、 D9接地，Q20的集電極和基極分別通過電阻R31和R32連接電源VCC， 二極管D10的正極與晶體管Q20的基極連接，D10的負(fù)極與上述LD驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓輸入端VDISABlE連接。晶體管Q21的集電極與上述晶體管Q14的基極進(jìn)行連接。此外，從上述晶體管Q17的集電極引出LD偏置電流設(shè)置端Ie皿，從晶體管Q16的發(fā)射極通過一個(gè)電阻R26引出LD偏置電流監(jiān)測端，從晶體管Q20的基極通過電阻R33引出LD偏置電流關(guān)斷電壓輸入端口 VIB。FF。 按上述連接，所述偏置電流開關(guān)、所述偏置電流源電路、所述基極偏置電路、所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路、及所述偏置電流關(guān)斷電路構(gòu)成具有偏置電流開關(guān)的LD偏置電流控制電路，當(dāng)上述LD偏置電流關(guān)斷電壓輸入端VIB。FF或(和)上述LD驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓輸入端VDISABLE為低電平(幼.7V)時(shí)，晶體管Q20截止，晶體管Q21導(dǎo)通直至飽和，從而使晶體管Q14的基極偏置電壓下拉至約為0.8V，使Q14截止，而Q15導(dǎo)通，LD偏置電流被關(guān)斷，Q16的集電極電流通過Q15釋放。其中，其中二極管D10起單向隔離作用，當(dāng)LD偏置電流關(guān)斷電壓輸入端Vm。ff為低電平，而LD驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓輸入端V皿mle為高電平或開路時(shí)，二極管D10截止，不影響LD調(diào)制電流。電阻R33的作用是保證LD驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓輸入端VDISABlE的強(qiáng)制關(guān)斷功能，即使當(dāng)LD偏置電流關(guān)斷電壓輸入端VIB。FF處于高電平狀態(tài)，只要當(dāng)LD驅(qū)動電流關(guān)斷電壓輸入端VDISABlE為低電平，因?yàn)榇藭r(shí)二極管D10導(dǎo)通，在R33上產(chǎn)生的壓降使晶體管Q20的基極偏置電壓降低直至其截止，LD驅(qū)動電流，包括調(diào)制電流和偏置電流，被完全關(guān)斷。所述強(qiáng)制關(guān)斷功能的目的是保證系統(tǒng)維護(hù)人員的安全。此外用戶可在LD偏置電流設(shè)置端口通過一個(gè)外接到地電阻RIB來設(shè)置LD偏置電流。 光電二極管PD及與其連接的跨阻放大器TIA構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換電路，將激光器二極管LD的背向光信號轉(zhuǎn)換為電信號， 一個(gè)晶體管Q22與一個(gè)電阻R34構(gòu)成的射極跟隨器與跨阻放大器TIA直流耦合連接輸出經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的脈沖電壓信號。 一個(gè)檢波二極管Dl 1的正極與所述射極跟隨器的輸出端直流耦合連接。其負(fù)極通過一個(gè)檢波電容C1接地，一個(gè)場效應(yīng)管Q23與一個(gè)電阻R35構(gòu)成共源極電路，其中場效應(yīng)晶體管Q23的源極接地，其漏極通過電阻R35連接電源VCC，其柵極與二極管Dll的負(fù)極連接。
按上述連接，所述光電轉(zhuǎn)換電路、所述射極跟隨器、所述檢波二極管、所述檢波電容、及所述共源極放大器構(gòu)成一個(gè)較為理想的峰值檢波電路，其特征包括所述跨阻放大器射隨輸出的脈沖電壓信號峰值幅度與所述激光二極管LD發(fā)送光信號峰值功率線性相關(guān)；所述射極跟隨器輸出端電壓靜態(tài)工作點(diǎn)低于所述檢波二極管D11的導(dǎo)通電壓(約為0.6V);即檢波二極管D11靜態(tài)截止；當(dāng)所述光電轉(zhuǎn)換電路輸出脈沖電壓信號，其脈沖電壓峰值疊加于靜態(tài)電壓工作點(diǎn)，二者疊加幅度達(dá)到檢波二極管導(dǎo)通電壓時(shí)，Dll導(dǎo)通并對檢波電容CI充電；當(dāng)所述檢波電容CI充電電壓至高于所述場效應(yīng)管Q23的夾斷電壓時(shí)，Q23導(dǎo)通，其源極電壓隨檢波電路輸入電壓峰值幅度的升高而下降。
按上述連接構(gòu)成的上述峰值檢波電路，其特征還包括所述峰值檢波電路各組件之間，全部采用直流耦合方式(DC耦合)，從而消除了通常采用AC耦合方式帶來的基限漂移波動和基線漂移時(shí)延；所述檢波二極管Dll的正相導(dǎo)通微分電阻Rd為100 1000 Q數(shù)量級，其反相漏電阻Rb。k為IO"Q數(shù)量級，所述場效應(yīng)晶體管Q23的柵極輸入電阻為10"Q數(shù)量級。因此，當(dāng)峰值檢波電路輸入信號電壓峰值不變時(shí)，所述檢波電容Cl充電電壓最大值為Vs，其檢波充電時(shí)間常數(shù)R/C1(電容C1電壓從0V到0.68Vs所需時(shí)間)比檢波電壓保持(放電)時(shí)間Rb。k*Cl(即檢波電路無輸入信號時(shí)，電容Cl上的電壓從Vs降至0.68VS所需的時(shí)間)小8個(gè)數(shù)量級。例如，選擇Cl = 6pf，則充電時(shí)間為ns數(shù)量級，而保持時(shí)間為100ms數(shù)量級，從而使所述峰值檢波電路實(shí)現(xiàn)快速檢波，并長時(shí)間保持記憶，使其峰值檢波效率與輸入碼型及幀結(jié)構(gòu)無關(guān)，即實(shí)現(xiàn)突發(fā)信號的峰值檢波。并且由于其大的放電時(shí)間常數(shù)，即大的低通濾波時(shí)間常數(shù)，能有效濾除檢波輸出電壓的交流分量，使電路工作穩(wěn)定。實(shí)際上，為了適用于各種幀結(jié)構(gòu)(即各種線路碼型)波形的峰值檢波，檢波充電時(shí)間常數(shù)應(yīng)小于或等于最小子幀(一個(gè)數(shù)據(jù)包)長度的1/10左右，才能保證檢出峰值，且與子幀內(nèi)傳號率相關(guān)性可忽略，所以充電時(shí)間常數(shù)越小越接近理想。而檢波電壓保持時(shí)間則至少應(yīng)大于最大復(fù)幀長度，最大復(fù)幀極限長度為50ms，50ms是實(shí)時(shí)交換網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)時(shí)間，所以不管任何速率下，保持時(shí)間等于或大于50ms即可。從上述說明可以看到，檢波充電時(shí)間常數(shù)與檢波電壓保持時(shí)間常數(shù)各有其獨(dú)立的要求，二者之間并無必然數(shù)量級要求比例。但由于最小子幀通的1/10通常遠(yuǎn)小于最大復(fù)幀極限長度，檢波充電時(shí)間常數(shù)通常需小于檢波電壓保持時(shí)間2個(gè)數(shù)量級。在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，由于充電和保持共用一個(gè)電容器，所以二者兼顧不易做到。而在本發(fā)明中設(shè)定的檢波充電時(shí)間為幾個(gè)ns，而保持時(shí)間為幾十至100ms，達(dá)到了較佳效果。
晶體管Q24和電阻R36構(gòu)成一第一射極跟隨器，其輸入與上述場效應(yīng)晶體管Q23的源極連接。差分放大晶體管對管Q25、 Q26和電阻R37、 R38、 R39構(gòu)成一個(gè)差分比較放大器，其中Q25的集電極通過電阻R37連接電源VCC， Q26的集電極通過電阻R38連接電源VCC， Q25和Q26的發(fā)射極通過電阻R39接地。兩個(gè)電阻R40、 R41相互串聯(lián)連接后跨接電源VCC和地之間，構(gòu)成一個(gè)電阻分壓器，提供參考電壓，所述差分比較放大器的兩個(gè)輸入端之一即所述晶體管Q25的基極與所述射隨的輸出端即晶體管Q24的發(fā)射極連接，峰值檢波電壓經(jīng)所述射隨饋入所述差分比較放大器。所述差分比較放大器的另一輸入端即所述晶體管Q26的基極與所述電阻分壓器連接，以獲得比較參考電壓(門限電壓)。 上述差分比較放大器電壓輸出端即上述晶體管Q26的集電極輸出電壓在設(shè)定范圍內(nèi)與所述激光二極管發(fā)送光峰值功率線性相關(guān)并成反比。也就是當(dāng)所述激光二極管LD發(fā)送光峰值功率增加時(shí)，所述差分比較放大器輸出電壓降低，反之該電壓升高。
晶體管Q27，其基極與上述差分比較放大器的電壓輸出端即上述晶體管Q26的集電極連接，其集電極連接電源VCC，其發(fā)射極通過電阻R42和R43串聯(lián)接地，構(gòu)成第三射極跟隨器。此外，晶體管Q27的發(fā)射極通過一個(gè)第一隔離二極管D12與上述晶體管Q9的集電極連接，其中第一隔離二激管D12的負(fù)極與上述晶體管Q27的發(fā)射極連接，第一隔離二極管D12的正極與上述晶體管Q9的集電極連接。電阻R42與電阻R43的串聯(lián)連 接點(diǎn)通過一個(gè)第二隔離二極管D13連接到上述晶體管Q17的集電極，其中第二隔離二極 管D13的負(fù)極連接R42與R43的串聯(lián)連接點(diǎn)，第二隔離二極管D13的正極與上述晶體管 Q17的集電極連接。 一個(gè)晶體管Q28，其基極與上述差分比較放大器的互補(bǔ)輸出端即上述 晶體管Q25的集電極連接，其集電極連接電源VCC，其發(fā)射極通過電阻R44接地，構(gòu)成 第二射極跟隨器，并從Q28的發(fā)射極引出激光二極管發(fā)送光峰值功率監(jiān)測端口 PWM。N。 從上述晶體管Q26的基極引出激光二極管輸出光峰值功率設(shè)置端口 APCSET，用戶可通過 該端口外接一個(gè)到地電阻RAPC設(shè)置激光二極管LD發(fā)送光峰值功率。 按上述連接，所述第一射極跟隨器、所述第二射極跟隨器、所述第三射極跟隨 器、及所述差分比較放大器構(gòu)成差分比較放大電路，所述差分比較放大電路連同所述峰 值檢波電路、所述光電轉(zhuǎn)換電路、所述具有調(diào)制電流開關(guān)的激光二極管調(diào)制電流控制電 路、所述具有偏置電流開關(guān)的激光二極管偏置電流控制電路、及所述第一及第二隔離二 級管構(gòu)成本發(fā)明用于光通信發(fā)送機(jī)激光二極管驅(qū)動器的發(fā)送光峰值功率自動控制(APC) 反饋回路。其特征包括所述峰值檢波比較放大器輸出電壓通過由所述晶體管Q27與電 阻R42、 R43構(gòu)成的射隨以及二極管D12、 D13反饋到所述LD調(diào)制電流控制電路和所述 LD偏置電流控制電路，從而控制LD的調(diào)制電流和偏置電流，以此達(dá)到控制LD發(fā)送光峰 值功率的目的，如上所述，該反饋電壓與LD發(fā)送光峰值功率線性相關(guān)且成反比，因而該 反饋回路為電壓負(fù)反饋。其中所述二極管D12和D13的作用是隔離在電路供電電源VCC 開關(guān)及外部環(huán)干擾時(shí)可能引起的所述峰值檢波比較放大器輸出瞬間高電平脈沖，使LD驅(qū) 動電流不超出設(shè)定的最大值，從而避免激光二極管LD收到?jīng)_擊損傷。還有上述反饋控 制回路既控制了激光二極管的調(diào)制電流，又控制了激光二極管LD的偏置電流，較通常大 多數(shù)情況下只通過控制偏置電流來實(shí)現(xiàn)LD發(fā)送功率自動控制的方法，其控制動態(tài)范圍更 大。再有，由于所述二極管D13的負(fù)極靜態(tài)電壓工作點(diǎn)低于所述二極管D12的靜態(tài)工作 點(diǎn)，因而LD偏置電流較LD調(diào)制電流先入控，從而避免在控制過程中對LD調(diào)制電流的 過度控制而引起LD發(fā)送光信號動態(tài)消光比劣化。 綜上所述，在本發(fā)明提供的一種新型結(jié)構(gòu)的突發(fā)信號激光二極管驅(qū)動器中，一 個(gè)輸入整形電路用來修正輸入差分信號的不對稱，消除輸入信號可能的張弛失真和改善 輸入信號的駐波比。 一個(gè)LD調(diào)制電流開關(guān)將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘柌⒄{(diào)制激光二極管 LD， 一個(gè)激光二極管LD將上述調(diào)制電流信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的光信號發(fā)送至光傳輸媒介。 一個(gè)LD調(diào)制電流控制電路為LD調(diào)制電流開關(guān)提供調(diào)制電流并根據(jù)整個(gè)反饋控制回路狀 態(tài)動態(tài)控制LD調(diào)制電流； 一個(gè)具有偏置電流開關(guān)的LD偏置電流控制電路為激光二極管 LD提供偏置電流并根據(jù)整個(gè)反饋控制回路的狀態(tài)動態(tài)控制LD偏置電流； 一個(gè)光電二極 管PD及與其連接的跨阻放大器TIA將激光二極管發(fā)送的光信號(背向)轉(zhuǎn)換為電壓信號； 一個(gè)與跨阻放大器TIA直流耦合的峰值檢波電路檢出與激光二極管LD發(fā)送光峰值功率線 性相關(guān)的電壓信號，其快速檢出的時(shí)間常數(shù)(充電時(shí)間)僅為ns數(shù)量級，其放電時(shí)間常 數(shù)(保持時(shí)間)長達(dá)100ms數(shù)量級，而且由于該峰值檢波電路各組件之間均采用直流耦合 (DC耦合)方式，克服了通常AC耦合引起的基線漂移波動和基線漂移穩(wěn)定時(shí)延，因而電 路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的峰值檢波，其檢波電壓與LD發(fā)送光峰值功率線性相關(guān)而與調(diào)制碼型及 幀結(jié)構(gòu)無關(guān)；一個(gè)差分比較放大器對峰值檢波電路的輸出電壓與設(shè)定的比較參考電壓進(jìn)行比較放大，其比較放大輸出電壓與LD發(fā)送光峰值功率線性相關(guān)且成反比，將該輸出電 壓反饋至LD調(diào)制電流控制電路和LD偏置電流控制電路，亦即將LD輸出光峰值功率的 變化量轉(zhuǎn)化為線性相關(guān)并成反比電壓變化量反饋至LD調(diào)制電流源和LD偏置電流源的電 壓偏置電路，當(dāng)LD發(fā)送光峰值功率升高時(shí)，使上述偏置電壓降低，反之使上述偏置電壓 升高，從而達(dá)到LD發(fā)送峰值光功率自動控制，并使其保持在設(shè)定范圍內(nèi)，本發(fā)明不但適 用于突發(fā)信號的光發(fā)送機(jī)，也適用于隨機(jī)平衡信號流的光發(fā)送。 以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案。不脫離本發(fā)明精神和范圍 的任何修改或局部替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于，包括輸入整形電路，用于對輸入的差分電壓信號的波形進(jìn)行整形放大，以消除輸入的差分信號的不平衡性和張弛失真；具有調(diào)制電流開關(guān)的激光二極管調(diào)制電流控制電路，連接所述輸入整形電路的輸出端、及待驅(qū)動的激光二極管，用于將所述輸入整形電路輸出的信號轉(zhuǎn)化為具有正溫度系數(shù)的調(diào)制電流信號，并使所述調(diào)制電流信號通過所述調(diào)制電流開關(guān)以驅(qū)動所述激光二極管發(fā)出光脈沖信號；具有偏置電流開關(guān)的激光二極管偏置電流控制電路，連接所述激光二極管，用于向所述激光二極管提供具有正溫度系數(shù)的偏置電流；光電轉(zhuǎn)換電路，用于將所述激光二極管輸出的背向光信號轉(zhuǎn)換為電信號；與所述光電轉(zhuǎn)換電路直流耦合的峰值檢波電路，用于對所述光電轉(zhuǎn)換電路輸出的電信號進(jìn)行快速檢波以輸出檢波信號，且其檢波時(shí)間常數(shù)小于檢波信號的保持時(shí)間至少2個(gè)數(shù)量級，以便能實(shí)現(xiàn)對突發(fā)信號的峰值檢測；與所述峰值檢波電路直流耦合的差分比較放大電路，其能輸出與所述激光二極管發(fā)送光峰值功率相關(guān)且成反比的信號，且其輸出端與所述激光二極管調(diào)制電流控制電路、及所述激光二極管偏置電流控制電路相連接，以形成負(fù)反饋回路，實(shí)現(xiàn)對所述偏置電流及所述調(diào)制電流的控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述 輸入整形電路包括對所述差分電壓信號進(jìn)行衰減的衰減網(wǎng)絡(luò)、及連接在所述衰減網(wǎng)絡(luò)輸 出端的差分放大器。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述 衰減網(wǎng)絡(luò)為由電阻串聯(lián)構(gòu)成的串聯(lián)電路，其輸出的差分信號的峰峰值大于雙極型晶體管 差放的翻轉(zhuǎn)電壓。
4. 如權(quán)利要求2所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所 述差分放大器包括一差分對管、向所述差分對管提供電流的恒流源電路、與所述恒流源 電路相連接且用于補(bǔ)償所述恒流源電路溫度特性的比例電流鏡、分別連接所述差分對管 輸出端且各自將輸出信號反饋回所述恒流源電路以構(gòu)成直流負(fù)反饋偏置的兩個(gè)射極跟隨 器。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述 恒流源電路由晶體管與電阻構(gòu)成，所述比例電流鏡由二極管與電阻構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求1所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述 調(diào)制電流開關(guān)包括一晶體管對管，其中，所述晶體管對管中的一者的基極連接所述輸入 整形電路的一輸出端、集電極連接所述激光二極管，所述晶體管對管中的另一者的基極 連接所述輸入整形電路的另一輸出端、集電極連接電源端。
7. 如權(quán)利要求6所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于，所述激光二極管調(diào)制電流控制電路還包括與所述晶體管對管的兩晶體管的發(fā)射極相連接且用 于提供調(diào)制電流的調(diào)制電流源電路、向所述調(diào)制電流源電路提供偏置電壓的負(fù)反饋串聯(lián) 穩(wěn)壓電路、及將所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路的輸出耦合至所述調(diào)制電流源電路的射極跟隨 器。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述調(diào)制電流源電路引出 一激光二極管調(diào)制電流監(jiān)測端。
9. 如權(quán)利要求7所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述射極跟隨器的輸入端引出一激光二極管調(diào)制電流設(shè)置端以通過接設(shè)的電阻來設(shè)置初始調(diào)制電流。
10. 如權(quán)利要求7所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于，所述激光二極管調(diào)制電流控制電路還包括連接在所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路輸出端，并能夠使所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路輸出的偏置電壓低于所述調(diào)制電流源電路所需的偏置電壓、進(jìn)而導(dǎo)致所述調(diào)制電流源電路不輸出調(diào)制電流的驅(qū)動電流全關(guān)斷電路。
11. 如權(quán)利要求10所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述驅(qū)動電流全關(guān)斷電路為一兩級串聯(lián)的共射極電路，且所述共射極電路引出一驅(qū)動電流關(guān)斷電壓輸入端。
12. 如權(quán)利要求1所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述偏制電流開關(guān)包括一晶體管對管和向所述晶體管對管的兩者分別提供基極偏置電壓的基極偏置電路，其中，所述晶體管對管中的一者的基極偏置電壓高于另一者的基極偏置電壓，且基極偏置電壓高者的集電極連接所述激光二極管，低者的集電極連接電源端。
13. 如權(quán)利要求12所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于，所述所述激光二極管偏置電流控制電路還包括與所述晶體管對管的兩晶體管的發(fā)射極相連接且用于提供偏置電流的偏置電流源電路、向所述偏置電流源電路提供偏置電壓的負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路、及將所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路的輸出耦合至所述偏置電流源電路的射極跟隨器。
14. 如權(quán)利要求13所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述偏置電流源電路引出 一激光二極管偏置電流監(jiān)測端。
15. 如權(quán)利要求13所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述射極跟隨器的輸入端引出一激光二極管偏置電流設(shè)置端以通過接設(shè)的電阻來設(shè)置初始偏置電流。
16. 如權(quán)利要求13所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于，所述激光二極管偏置電流控制電路還包括連接在所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路輸出端，并能夠使所述負(fù)反饋串聯(lián)穩(wěn)壓電路輸出的偏置電壓低于所述偏置電流源電路所需的偏置電壓、進(jìn)而導(dǎo)致所述偏置電流源電路不輸出偏置電流的偏置電流關(guān)斷電路。
17. 如權(quán)利要求16所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述偏置電流關(guān)斷電路為一兩級串聯(lián)的共射極電路，且所述共射極電路引出一偏置電流關(guān)斷電壓輸入端。
18. 如權(quán)利要求17所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述激光二極管調(diào)制電流控制電路引出調(diào)制電流關(guān)斷電壓控制端，所述偏置電流關(guān)斷電壓控制端與所述驅(qū)動電流全關(guān)斷電壓控制端通過一單向隔離二極管相連接，以便所述偏置電流關(guān)斷電路關(guān)斷時(shí)對所述驅(qū)動電流全關(guān)斷電路不產(chǎn)生影響。
19. 如權(quán)利要求1所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換電路包括一光電二極管、以及和所述光電二極管直流耦合的跨阻放大器。
20. 如權(quán)利要求1所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于，所述 峰值檢波電路包括直流耦合所述光電轉(zhuǎn)換電路輸出信號的射極跟隨器、與所述射極跟 隨器直流耦合的檢波二極管、與所述檢波二極管連接的檢波電容、以及與所述檢波電容 連接且包括場效應(yīng)晶體管的共源極放大器。
21. 如權(quán)利要求20所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所 述檢波電容與所述檢波二極管導(dǎo)通電阻構(gòu)成的充電時(shí)間常數(shù)為幾個(gè)ns數(shù)量級，所述檢波 電容與所述檢波二極管反向截止電阻構(gòu)成的放電時(shí)間常數(shù)為幾十個(gè)ms數(shù)量級。
22. 如權(quán)利要求1所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于，所述 差分放大電路包括連接在所述峰值檢波電路輸出端的第一射極跟隨器、與所述第一射 極跟隨器輸出端相連接且包括差分對管構(gòu)成的差分比較放大器、及與所述差分對管的兩 輸出端分別連接的第二射極跟隨器及第三射極跟隨器，其中所述差分對管中的一者的輸 入端連接所述第一射極跟隨器，另一者的輸入端連接參考電壓，連接參考電壓者的輸出 端能輸出與所述激光二極管發(fā)送光峰值功率相關(guān)且成反比的電壓。
23. 如權(quán)利要求22所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于在 所述差分對管中，連接參考電壓者引出一激光二極管輸出光峰值功率設(shè)置端。
24. 如權(quán)利要求22所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于在 所述差分對管中，連接所述第一射極跟隨器者其通過所述第二射極跟隨器引出一激光二 極管發(fā)送光峰值功率監(jiān)測端。
25. 如權(quán)利要求22所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所 述差分比較放大電路還包括負(fù)極連接在所述第三射極跟隨器且正極連接在所述激光二極 管調(diào)制電流控制電路的第一隔離二極管、以及負(fù)極連接在所述第三射極跟隨器且正極連 接在所述激光二極管偏置電流控制電路之間的第二隔離二極管。
26. 如權(quán)利要求25所述的用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，其特征在于所 述第二隔離二極管的負(fù)極靜態(tài)電壓工作點(diǎn)低于所述第一隔離二極管的靜態(tài)工作點(diǎn)，以使 偏置電流較調(diào)制電流先入控。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于光通信發(fā)送機(jī)的激光二極管驅(qū)動器，包括輸入整形電路；具有調(diào)制電流開關(guān)的激光二極管調(diào)制電流控制電路，連接所述輸入整形電路的輸出端、及待驅(qū)動的激光二極管；具有偏置電流開關(guān)的激光二極管偏置電流控制電路，連接所述激光二極管；光電轉(zhuǎn)換電路；與所述光電轉(zhuǎn)換電路直流耦合的峰值檢波電路，用于對所述光電轉(zhuǎn)換電路輸出的電信號進(jìn)行快速檢波以輸出檢波信號；與所述峰值檢波電路直流耦合的差分比較放大電路，其輸出端與所述激光二極管調(diào)制電流控制電路、及所述激光二極管偏置電流控制電路相連接，以形成負(fù)反饋回路。本發(fā)明的有益效果在于既適用于突發(fā)信號發(fā)送，也適用于隨機(jī)平衡信號流發(fā)送。
文檔編號H01S5/00GK101692521SQ20091019732
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者劉尚新, 易河清, 潘素敏 申請人:上海博為光電科技有限公司