專(zhuān)利名稱(chēng)：提高熱光通信器件響應(yīng)速度的測(cè)試方法及驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種可以提高熱光通信器件響應(yīng)速度 的測(cè)試方法及驅(qū)動(dòng)電路，特別是可以應(yīng)用于采用馬赫_ 曾德?tīng)柛缮鎯x結(jié)構(gòu)的熱光通信芯片的測(cè)試以及驅(qū)動(dòng)。
背景技術(shù)：
密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)是解決寬帶、大容量 光纖網(wǎng)絡(luò)通信的 一 種有效方法。熱光通信器件是構(gòu)造 DWDM系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。然而由于材料特性的限制，目 前的熱光通信器件的速度都在微秒量級(jí)甚至更低。這 將是制約熱光通信器件在未來(lái)的光纖通信系統(tǒng)中應(yīng)用 的 一 個(gè)重要方面。在熱光通信器件的生產(chǎn)以及測(cè)試中， 目前常用的控制方式是施加一個(gè)定值的驅(qū)動(dòng)電壓或者 電流脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的切換。這種測(cè)試方式不能夠有 效地提高熱光通信器件的響應(yīng)速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的巨的在于，提供一種可以提高扭 "、、光通信
器件響應(yīng)速度的測(cè)試方法以及驅(qū)動(dòng)電路，苴 z 、員有成本
低 點(diǎn)、、 操作簡(jiǎn)單、速度快、有效提咼器件響應(yīng)速度的優(yōu)
根據(jù)上述巨的種提咼光通信器件響應(yīng)速度的
驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括
一輸入信號(hào)緩存電路，用以接收路由信號(hào)；
樣電路，該信號(hào)采樣電路的輸入端與輸 路的輸出端連接，用以對(duì)輸入路由信號(hào)
理電路，該信號(hào)處理電路的輸入端與信 號(hào)采樣電路的輸出端連接，用以處理采樣的路由信號(hào)，
確定熱光通信器件單元的工作狀態(tài):
輸出信號(hào)緩存電路，該輸出梓號(hào)緩存電路的輸
入A山 頓與信號(hào)處理電路的輸出端連接，用以存儲(chǔ)信號(hào)處
理電路輸出信號(hào)
一光通信心片驅(qū)動(dòng)電路，該執(zhí) "、、光通信心片驅(qū)動(dòng)
電路的輸入上山 J" 順與輸出信號(hào)緩存電路的輸出一山 順連接用
以從輸出緩存中讀取數(shù)據(jù)信號(hào)并驅(qū)動(dòng)執(zhí) "、、光通信心片工
作；
一信號(hào)采 入信號(hào)緩存電 進(jìn)行采樣；
一信號(hào)處
以上所述的電路集成于 一 高速印刷電路板上。
其中所述的電路采用的器件均為標(biāo)準(zhǔn)的TTL或
CMOS接口器件，其供電方式是采用直流電源供電或電
池供電，或采取計(jì)算機(jī)USB 口供電。
其中輸入輸出信號(hào)緩存電路和輸出信號(hào)緩存電路
是采用隨機(jī)存儲(chǔ)器或閃存或者是FPGA內(nèi)部的高速RAM構(gòu)成
中信號(hào)采樣電路和信號(hào)處理電路是分立的電路
或是現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列以及集成電路。
中所述的熱光通信器件驅(qū)動(dòng)電路為不同芯片單
元提供不同的驅(qū)動(dòng)電流，從而使各芯片單元處于最佳
消光狀態(tài)。
中所述的熱光通信器件驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電
流大小可以調(diào)節(jié)。
本發(fā)明 一 種提高熱光通信器件響應(yīng)速度的測(cè)試方
法，特征在于，包括如下步驟
步驟1 :從零開(kāi)始逐步加大驅(qū)動(dòng)電流，測(cè)出熱光
通信器件的特性曲線(xiàn)；
步驟2 :根據(jù)特性曲線(xiàn)得到熱光通信器件最佳驅(qū)
動(dòng)電流
步驟3 :采用三個(gè)電流源同時(shí)驅(qū)動(dòng)，三個(gè)電流源 的信號(hào)波形分別為
電流源A:最大值為步驟2所得到的最佳驅(qū)動(dòng)電流的脈沖或者方波；
電流源B:上升沿和電流源A上升沿重合的窄脈沖；
電流源C:上升沿與電流源A下降沿重合的窄脈沖；
其中電流源B和電流源c的脈沖寬度和強(qiáng)度均可調(diào)。
步驟4:調(diào)整電流源B的脈沖寬度和強(qiáng)度，同時(shí)
觀測(cè)響應(yīng)速度上升沿曲線(xiàn)，得到最快上升速度；
步驟5調(diào)整電流源c的脈沖寬度和強(qiáng)度，同時(shí)
觀測(cè)響應(yīng)速度下降沿曲線(xiàn)，得到最快下降速度。


為進(jìn) 一 步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容及特點(diǎn)，以下結(jié)合附
圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作一詳細(xì)的描述，其中
圖1是本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電路的方框圖。
圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路原理圖
圖3是本發(fā)明進(jìn)行熱光通信芯片響應(yīng)特性
的工作流程示意圖
圖4是三個(gè)信號(hào)發(fā)生器的波形示意圖。
員體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1所示:，本發(fā)明 一 種提高熱光通信器件
響應(yīng)速度的驅(qū)動(dòng)電路，包括:
一輸入信號(hào)緩存電路1，用以接收路由<言號(hào)；
一信號(hào)采樣電路2 ，該信號(hào)采樣電路2的輸入端
與輸入信號(hào)緩存電路l的輸出端連接，用以對(duì)輸入路
由信號(hào)進(jìn)行采樣
一信號(hào)處理電路3 ，該信號(hào)處理電路3的輸入一山 順
與信號(hào)采樣電路2的輸出端連接，用以處理采樣的路
由信號(hào)，確定執(zhí) > 、\、光通信器件單元的工作狀態(tài);
g巾信號(hào)采樣電路2和信號(hào)處理電路3是分、,:的
電路或是現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列以及集成電路；
一輸出信號(hào)緩存電路4，該輸出信號(hào)緩存電路4
的輸入端與信號(hào)處理電路3的輸出端連接，用以存儲(chǔ)
信號(hào)處理電路輸出信號(hào)；
其中輸入輸出信號(hào)緩存電路1和輸出信號(hào)緩存電
路4是采用隨機(jī)存儲(chǔ)器或閃存或者是FPGA內(nèi)部的咼速
RAM構(gòu)成
一扭 八"光通信心片驅(qū)動(dòng)電路5 ，該熱光通信芯片驅(qū)
動(dòng)電路5的輸入端與輸出信號(hào)緩存電路4的輸出—山 頓連
接，用以力人輸出緩存中讀取數(shù)據(jù)信號(hào)并驅(qū)動(dòng)熱光通信
芯片工作
其中所述的熱光通信器件驅(qū)動(dòng)電路5為不同心片
單元提供不同的驅(qū)動(dòng)電流，從而使各芯片單元處于最
佳消光狀態(tài)該熱光通信器件驅(qū)動(dòng)電路5提供的驅(qū)動(dòng)
電流大小可以調(diào)節(jié)；
以上所述的電路集成于高速印刷電路板上，
其中所述的電路采用的器件均為標(biāo)準(zhǔn)的TTL或 CMOS接口器件，其供電方式是采用直流電源供電或電
池供電，或采取計(jì)算機(jī)USB 口供電。
本發(fā)明 一 種提高熱光通信器件響應(yīng)速度的測(cè)試方
法，包括如下步驟
步驟1 :從零開(kāi)始逐步加大驅(qū)動(dòng)電流，測(cè)出熱光
通信器件的特性曲線(xiàn)；
步驟2 :根據(jù)特性曲線(xiàn)得到熱光通信器件最佳驅(qū)
動(dòng)電流
步驟3 :采用三個(gè)電流源同時(shí)驅(qū)動(dòng)，三個(gè)電流源
的信號(hào)波形分別為
電流源A :最大值為步驟2所得到的最佳驅(qū)動(dòng)電流
的脈沖或者方波；
電流源B:上升沿和電流源A上升沿重合的窄脈沖；
電流源C:上升沿與電流源A下降沿重合的窄脈沖；
1、固其中電流源B和電流源C的脈沖寬度和強(qiáng)度均可網(wǎng)步驟4 :調(diào)整電流源B的脈沖寬度和強(qiáng)度，同時(shí)
觀測(cè)響應(yīng)速度上升沿曲線(xiàn)，得到最快上升速度；
步驟5 :調(diào)整電流源C的脈沖寬度和強(qiáng)度同時(shí)
觀測(cè)響應(yīng)速度下降沿曲線(xiàn)，得到最快下降速度。
從圖1可見(jiàn)，本發(fā)明包括輸入信號(hào)緩存電路1
信號(hào)采樣電路2 ,信號(hào)處理電路3 ，輸出信號(hào)緩存電
路4和熱光通信芯片驅(qū)動(dòng)電路5組成。所有的電路可
以集成于 一 塊高速印刷電路板(PCB )上實(shí)現(xiàn)。中，
輸入信號(hào)緩存電路1的輸出端與信號(hào)采樣電路2的輸
入端相連接，信號(hào)處理電路3的輸入端與信號(hào)采樣電
路2的輸出端相連接，信號(hào)處理電路3的輸出士山 順與輸
出信號(hào)緩存電路4的輸入端相連接，輸出信號(hào)緩存電
路4的輸出端和熱光通信器件驅(qū)動(dòng)電路5的輸入一山 頓相
連接。其中，控制信號(hào)首先被讀入輸入信號(hào)緩存電路
1，在輸入信號(hào)緩存電路1中排隊(duì)等候信號(hào)采樣電路
2讀取，可以提高信號(hào)采樣電路2的采樣效率信號(hào)
采樣電路2與信號(hào)處理電路3高速通信，可以使采樣
得到的信號(hào)及時(shí)被信號(hào)處理電路3處理并輸出至輸出
信號(hào)緩存電路4 。熱光通信芯片驅(qū)動(dòng)電路5實(shí)時(shí)接收
輸出信號(hào)緩存電路4中的數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的單元，全
程高速的通信機(jī)制使得熱光通信芯片的咼頻特性得到
保證
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1所示，其中，輸入輸出信號(hào)緩存電
路1、4以及控制信號(hào)采樣電路2和信號(hào)處理電路3
在本實(shí)施例中均集成在 一 塊現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA ) 中實(shí)現(xiàn)。輸入輸出緩存l、 4采用FPGA內(nèi)部的高速緩 存，避免了外部信號(hào)傳輸所帶來(lái)的延遲和串?dāng)_等影響，
可以提高電路的速度，提高信號(hào)質(zhì)量， 滿(mǎn)足高速熱光
通信器件的驅(qū)動(dòng)需要采樣時(shí)鐘為外部提供信號(hào)采
樣電路2和信號(hào)處理電路3均集成于FPGA內(nèi)部，F(xiàn)PGA
內(nèi)部的白有咼速布線(xiàn)通道保證了二者之間的高速通信
要求，同時(shí)可以通過(guò)內(nèi)部共享寄存器等方式，在提高
速度的同時(shí)，減少電路的功耗和體積。電路工作原理
為:當(dāng)采樣電路2從輸入緩存中讀取數(shù)據(jù)探測(cè)到控
制信號(hào)的上升沿時(shí)，就發(fā)出控制命令至信號(hào)處理電路
3，信號(hào)處理電路3接收到控制指令， 就把控制信號(hào)
傳送到輸出信號(hào)緩存4，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)脈寬和強(qiáng)度可
調(diào)的窄脈沖送到輸出信號(hào)緩存4。驅(qū)動(dòng)電路5相應(yīng)的
一山 頓口按照、規(guī)則提取輸出緩存4 中的信號(hào)并驅(qū)動(dòng)不同的
單元工作。當(dāng)采樣電路2從輸入緩存中讀取數(shù)據(jù)，探
測(cè)到控制信號(hào)下降沿時(shí)，就發(fā)出控制命令至信號(hào)處理
電路3，信號(hào)處理電路3接收到控制指令，停止傳送
控制信號(hào)并產(chǎn)生另 一 個(gè)窄脈沖輸送到輸出信號(hào)緩存
4，驅(qū)動(dòng)電路5對(duì)應(yīng)的端口按照規(guī)則提取輸出緩存4
中的信號(hào)并驅(qū)動(dòng)不同的單元工作。
本實(shí)施例中所采用的為Altera公司的CycloneII系列FPGA 。熱光通信器件的驅(qū)動(dòng)電路采用的是電流驅(qū)
動(dòng)益，驅(qū)動(dòng)電流的大小可調(diào)。在本實(shí)施伊J中所采用
的光學(xué)輔助設(shè)備為功率計(jì)、示波器等所采用的光
通信器件為扭 "、、光開(kāi)關(guān)陣列
圖2給出了圖1所述裝置的一實(shí)施例的電路示思
圖
圖3是本發(fā)明進(jìn)行熱光通信芯片響應(yīng)特性測(cè)量時(shí)
的工作流程示血 思圖。本發(fā)明應(yīng)用于夫A光通信芯片響應(yīng)
特性測(cè)量時(shí)，應(yīng)遵循下列工作步驟
1從串 令開(kāi)始逐步加大驅(qū)動(dòng)電流，測(cè)出執(zhí) j 、、、光通信
器件的特性曲線(xiàn)
2根據(jù)特性曲線(xiàn)得到熱光通伶器件最佳驅(qū)動(dòng)電
流
3采用二個(gè)電流源同時(shí)驅(qū)動(dòng)，二個(gè)電流源的信
號(hào)波形分別為 電流源A:最大值為步驟2所得到的最佳驅(qū)動(dòng)電流的脈沖或者方波；電流源B :上升沿和電
流源A上升沿重合的窄脈沖；電流源C :上升沿與電流
源A下降沿重合的窄脈沖。電流源B和C的脈沖寬度
和強(qiáng)度均可調(diào)。
4 )調(diào)整電流源B的脈沖寬度和強(qiáng)度，同時(shí)觀測(cè)
響應(yīng)速度上升沿曲線(xiàn)，得到最快上升速度。
5 )調(diào)整電流源C的脈沖寬度和強(qiáng)度同時(shí)觀測(cè)
響應(yīng)速度下降沿曲線(xiàn)，得到最快下降速度.
6 )以上步驟3 )-步驟5 )亦可以通過(guò)施加脈沖
至本發(fā)明所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)。
圖4給出了上述步驟中三個(gè)信號(hào)發(fā)生器的波形示意圖。
綜上所述，提高熱光通信器件響應(yīng)速度的測(cè)試方
法及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)至少具有以下優(yōu)點(diǎn)
1 .本發(fā)明提高熱光通信器件響應(yīng)速度的驅(qū)動(dòng)電
路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝成熟，制作成本低。
2 .本發(fā)明基于FPGA的提高熱光通信器件響應(yīng)速 度的測(cè)試方法操作簡(jiǎn)單，體積小，便于實(shí)現(xiàn)。
3 .本發(fā)明提高熱光通信器件響應(yīng)速度的測(cè)試方 法及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)有效地提高了熱光通信器件的響應(yīng)速度。
以上所述，僅是本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非對(duì)本 發(fā)明作任何形式上的的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí) 質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修 飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案范圍之內(nèi)，因此本發(fā)明 的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種提高熱光通信器件響應(yīng)速度的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括一輸入信號(hào)緩存電路，用以接收路由信號(hào)；一信號(hào)采樣電路，該信號(hào)采樣電路的輸入端與輸入信號(hào)緩存電路的輸出端連接，用以對(duì)輸入路由信號(hào)進(jìn)行采樣；一信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路的輸入端與信號(hào)采樣電路的輸出端連接，用以處理采樣的路由信號(hào)，確定熱光通信器件單元的工作狀態(tài)；一輸出信號(hào)緩存電路，該輸出信號(hào)緩存電路的輸入端與信號(hào)處理電路的輸出端連接，用以存儲(chǔ)信號(hào)處理電路輸出信號(hào)；一熱光通信芯片驅(qū)動(dòng)電路，該熱光通信芯片驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與輸出信號(hào)緩存電路的輸出端連接，用以從輸出緩存中讀取數(shù)據(jù)信號(hào)并驅(qū)動(dòng)熱光通信芯片工作；以上所述的電路集成于一高速印刷電路板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的提高熱光通信器件響應(yīng)速度的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，其中所述的電路采用的器件均為標(biāo)準(zhǔn)的TTL或CMOS接口器件，其供電方式是采用直流電源供電或電池供電，或采取計(jì)算機(jī)USB口供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高熱光通信器件響應(yīng)速度的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，其中輸入輸出信號(hào)緩存電路和輸出信號(hào)緩存電路是采用隨機(jī)存儲(chǔ)器或閃存或者是FPGA內(nèi)部的高速RAM構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高熱光通信器件響應(yīng)速度的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，其中信號(hào)采樣電路和信號(hào)處理電路是分立的電路或是現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列以及集成電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高熱光通信器件響應(yīng)速度的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，其中所述的熱光通信器件驅(qū)動(dòng)電路為不同芯片單元提供不同的驅(qū)動(dòng)電流，從而使各芯片單元處于最佳消光狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高熱光通信器件響應(yīng)速度的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，其中所述的熱光通信器件驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流大小可以調(diào)節(jié)。
7.-種提高熱光通信器件響應(yīng)速度的測(cè)試方法，其特征在于，包括如下步驟步驟l從零開(kāi)始逐步加大驅(qū)動(dòng)電流，測(cè)出熱光通信器件的特性曲線(xiàn)；步驟2根據(jù)特性曲線(xiàn)得到熱光通信器件最佳驅(qū)動(dòng)電流步驟3采用三個(gè)電流源同時(shí)驅(qū)動(dòng)，三個(gè)電流源的信號(hào)波形分別為電流源A最大值為步驟2所得到的最佳驅(qū)動(dòng)電流的脈沖或者方波；電流源B上升沿和電流源A上升沿重合的窄脈沖；電流源C上升沿與電流源A下降沿重合的窄脈沖；其中電流源B和電流源C的脈沖寬度和強(qiáng)度均可步驟4調(diào)整電流源B的脈沖寬度和強(qiáng)度，同時(shí)觀測(cè)響應(yīng)速度上升沿曲線(xiàn)，得到最快上升速度；步驟5調(diào)整電流源C觀測(cè)響應(yīng)速度下降沿曲線(xiàn)，的脈沖寬度和強(qiáng)度，同時(shí)得到最快下降速度。
全文摘要
一種提高熱光通信器件響應(yīng)速度的驅(qū)動(dòng)電路，包括一輸入信號(hào)緩存電路，用以接收路由信號(hào)；一信號(hào)采樣電路，其輸入端與輸入信號(hào)緩存電路的輸出端連接，用以對(duì)輸入路由信號(hào)進(jìn)行采樣；一信號(hào)處理電路，其的輸入端與信號(hào)采樣電路的輸出端連接，用以處理采樣的路由信號(hào)，確定熱光通信器件單元的工作狀態(tài)；一輸出信號(hào)緩存電路，其輸入端與信號(hào)處理電路的輸出端連接，用以存儲(chǔ)信號(hào)處理電路輸出信號(hào)；一熱光通信芯片驅(qū)動(dòng)電路，其的輸入端與輸出信號(hào)緩存電路的輸出端連接，用以從輸出緩存中讀取數(shù)據(jù)信號(hào)并驅(qū)動(dòng)熱光通信芯片工作；以上所述的電路集成于一高速印刷電路板上。
文檔編號(hào)H04B10/02GK101192884SQ20061014430
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者余金中, 李運(yùn)濤, 陳少武 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所