一種光電探測器偏壓電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光通信領(lǐng)域的光模塊電路，具體涉及一種光電探測器偏壓電路。
【背景技術(shù)】
[0002]光收發(fā)模塊是光通信設(shè)備中的重要部件之一，為了能實現(xiàn)長途光纖通信或大分光比應(yīng)用，必須提高光收發(fā)模塊的發(fā)射光功率或接收靈敏度。在光纖通信系統(tǒng)中，普遍采用一種具有內(nèi)部電流放大作用的光電二極管-雪崩光電二極管(APD)來提高接收靈敏度。APD能對器件內(nèi)部的光生載流子電流進(jìn)行放大，即所謂內(nèi)部倍增作用。這種倍增作用的大小與器件的工作偏置有關(guān)，其響應(yīng)度隨偏置電壓的增加而增加，當(dāng)其偏置接近擊穿電壓時，響應(yīng)度急劇增加，這就是所謂的“雪崩”效應(yīng)。
[0003]為了得到滿意的雪崩增益，APD需要一個比較高的反向偏壓，反向偏壓大多在40V至60V之間。APD的雪崩電壓會隨著溫度變化而改變，高壓偏置電源必須隨溫度的變化而改變，以便偏置電壓能夠追蹤APD的雪崩電壓，使APD工作在最佳工作狀態(tài)。
[0004]光模塊的Aro偏壓電路一般由升壓電路、倍壓電路和溫度補償電路三部分構(gòu)成。改變施加在升壓芯片反饋管腳上的電壓值可以改變偏壓電路的輸出電壓，一般將輸出電壓采用分壓的辦法取部分輸出電壓給升壓芯片反饋腳，常采用的分壓方法有電阻分壓、數(shù)字電位器分壓或微控制器偏流等方法。偏壓電路的外環(huán)采取開環(huán)模式，輸出精度依賴于整個偏壓電路的各部分元件精度。比如，一般電位器都存在不確定的端到端公差，有些數(shù)字電位器的端到端阻值誤差典型值達(dá)到了 30%，當(dāng)采用數(shù)字電位器和其它電阻串聯(lián)構(gòu)成分壓網(wǎng)絡(luò)時，阻值的誤差會造成電壓的變化量超出容許的誤差范圍。
[0005]對于Aro進(jìn)行的溫度補償一般采用模塊內(nèi)含的溫度測量元件，例如熱敏電阻，可以被直接連接到電源來調(diào)節(jié)輸出電壓。但這種進(jìn)行溫度補償?shù)恼{(diào)節(jié)方法不夠精確，特別不適合溫度范圍較寬的場合。
[0006]在光模塊進(jìn)行首次調(diào)整時，需要對光模塊APD施加合適的偏壓值，若偏壓電路的誤差較大，當(dāng)偏壓值高出APD雪崩值過多時，會對APD造成不可逆的損傷，嚴(yán)重影響APD的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)狀，提供了一種施加在APD上的偏壓電壓調(diào)節(jié)方便且電壓值準(zhǔn)確，過沖小，溫度跟蹤特性好，且能避免因電壓過沖對APD造成的損害的光電探測器偏壓電路。
[0008]本實用新型目的的實現(xiàn)方法為，一種光電探測器偏壓電路，電壓輸入至升壓芯片IC2LT1930升壓，高壓輸出經(jīng)電阻Rl和電阻R2分壓后送入雙路、溫控可變電阻IC1DS1856的電壓監(jiān)控電路，同時高壓輸出經(jīng)R3和雙路、溫控可變電阻ICl中的數(shù)字電位器Rd分壓后送入升壓芯片IC2的反饋腳；IC2LT1930接上位機；
[0009]所述雙路、溫控可變電阻IC1DS1856帶內(nèi)有數(shù)字電位器Rd，內(nèi)部帶溫度監(jiān)控GN，帶通信接口、模擬監(jiān)控口，模擬監(jiān)控口作電壓監(jiān)控。
[0010]本實用新型的工作原理如下:
[0011]在進(jìn)行偏壓電路的首次調(diào)整時，以室溫作為默認(rèn)溫度，雙路、溫控可變電阻ICl中的數(shù)字電位器Rd處于初始值，輸出一個較低的電壓值，該電壓值的一部分取回送給電壓監(jiān)控電路，若電壓值在預(yù)計的范圍內(nèi)，則表明偏壓電路工作正常。由數(shù)字電位器Rd的初始值和返回的電壓監(jiān)控值可測出整個偏壓電路的環(huán)路系數(shù)，根據(jù)環(huán)路系數(shù)可以得到需要設(shè)定的電位器數(shù)值，再根據(jù)溫度監(jiān)控得到的溫度值，得到整個溫度范圍內(nèi)所需要的數(shù)字電位器數(shù)值。升壓電路根據(jù)數(shù)字電位器值即可得到整個溫度范圍內(nèi)帶溫度補償?shù)钠珘狠敵觥?br>[0012]本實用新型具有下列優(yōu)點和積極效果:
[0013]1、對輸出的高壓值進(jìn)行閉環(huán)監(jiān)控，輸出的電壓值準(zhǔn)確，采用IC2內(nèi)置的溫度傳感器使溫度補償跟蹤特性好；
[0014]2、采用了閉環(huán)方式由電壓監(jiān)控單元對電壓輸出進(jìn)行監(jiān)控，只對監(jiān)控單元有精度要求，對其它元器件的精度和一致性要求低；
[0015]3、因電壓進(jìn)行兩次調(diào)整，第一次輸出低電壓，第二次輸出設(shè)定電壓，可以使輸出電壓不產(chǎn)生過沖，避免對APD產(chǎn)生過壓沖擊。
[0016]總之，本實用新型提供了一種Aro偏壓電路，使施加在Aro上的電壓準(zhǔn)確，溫度跟蹤特性好，且能避免因電壓過沖對APD造成的損害。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型電路框圖，
[0018]圖2為本實用新型電原理圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖詳述本實用新型。
[0020]參照圖1、2，采用本實用新型，電壓輸入至升壓芯片IC2LT1930升壓，高壓輸出經(jīng)電阻Rl和電阻R2分壓后送入雙路、溫控可變電阻IC1DS1856的電壓監(jiān)控電路，同時高壓輸出經(jīng)R3和雙路、溫控可變電阻ICl中的數(shù)字電位器Rd分壓后送入升壓芯片IC2的反饋腳；IC1DS1856接上位機；
[0021]所述雙路、溫控可變電阻IC1DS1856帶內(nèi)有數(shù)字電位器Rd，內(nèi)部帶溫度監(jiān)控GN，帶通信接口、模擬監(jiān)控口，模擬監(jiān)控口作電壓監(jiān)控。
[0022]本實用新型的數(shù)字電位器選擇余地比較大，比如常用的雙路、溫控可變電阻IC1DS1856，內(nèi)有數(shù)字電位器Rd，不僅帶數(shù)字電位器功能，內(nèi)部還自帶溫度監(jiān)控，可以取代外部溫度監(jiān)控。自帶的模擬監(jiān)控口還可以作為電壓監(jiān)控?？梢允拐麄€偏壓電路得到簡化，使用空間少。特別適合于布板面積特別節(jié)約的場合。
[0023]本實用新型的升壓電路一般采用電感儲能方式Boost升壓，常用的升壓芯片為IC2LT1930，由于數(shù)字電位器采用了 IC1DS1856，有溫度監(jiān)控和電壓監(jiān)控功能，故對升壓芯片的溫度特性要求降低，且對雙路、溫控可變電阻IC1DS1856自帶的參考電壓源的要求也降低。升壓電路也可采用成本較低的其它芯片。采用了電壓監(jiān)控單元采集升壓電路的最終輸出電壓，可以使輸出電壓和設(shè)定值保持一致。將采集到的輸出電壓值和設(shè)定值進(jìn)行比較，采用溫度監(jiān)控值進(jìn)行溫度補償，在初次進(jìn)行電壓調(diào)整時先采用低壓測出環(huán)路系數(shù)，再根據(jù)環(huán)路系數(shù)進(jìn)行第二次調(diào)整使輸出值穩(wěn)定地達(dá)到設(shè)定值。
[0024]相比于開環(huán)模式的升壓電路，本實用新型添加了電阻Rl和R2組成的分壓電路以及電壓監(jiān)控單元組成的閉環(huán)模式。
[0025]本實用新型工作原理如下:
[0026]在進(jìn)行偏壓電路的首次調(diào)整時，以室溫(25°C )作為默認(rèn)溫度(光模塊在生產(chǎn)時環(huán)境溫度都會調(diào)節(jié)到室溫)。數(shù)字電位器IC1DS1856處于初始值，該初始值會使升壓電路IC2LT1930輸出一個較低的電壓值，將該電壓值的一部分取回送給電壓監(jiān)控電路，若電壓值在預(yù)計的范圍內(nèi)，則表明偏壓電路工作正常。由數(shù)字電位器的初始值和返回的電壓監(jiān)控值可測出整個偏壓電路的環(huán)路系數(shù)，根據(jù)環(huán)路系數(shù)可以得到需要設(shè)定的電位器數(shù)值，再根據(jù)溫度監(jiān)控得到的溫度值，得到整個溫度范圍內(nèi)所需要的數(shù)字電位器數(shù)值。升壓電路根據(jù)數(shù)字電位器值即可得到整個溫度范圍內(nèi)帶溫度補償?shù)钠珘狠敵觥?br>[0027]在數(shù)字電位器Rd為初始值時，升壓電路輸出一個初始高壓值。通過Rd的初始值和初始高壓值，可以得到整個電路的閉環(huán)系數(shù)。
[0028]改變Rd的阻值，可以使升壓電路輸出APD正常工作所需的電壓值，通過溫度監(jiān)控對Rd進(jìn)行調(diào)整，使輸出的電壓能夠跟蹤溫度的變化。
【主權(quán)項】
1.一種光電探測器偏壓電路，其特征在于:電壓輸入至升壓芯片IC2LT1930升壓，高壓輸出經(jīng)電阻Rl和電阻R2分壓后送入雙路、溫控可變電阻IClDS 1856的電壓監(jiān)控電路，同時高壓輸出經(jīng)R3和雙路、溫控可變電阻ICl中的數(shù)字電位器Rd分壓后送入升壓芯片IC2的反饋腳；IC2LT1930接上位機； 所述雙路、溫控可變電阻IC1DS1856帶內(nèi)有數(shù)字電位器Rd，內(nèi)部帶溫度監(jiān)控GN，帶通信接口、模擬監(jiān)控口，模擬監(jiān)控口作電壓監(jiān)控。
【專利摘要】本實用新型公開了一種光電探測器偏壓電路，電壓輸入至升壓芯片IC2升壓，高壓輸出經(jīng)電阻R1和電阻R2分壓后送入雙路、溫控可變電阻IC1的電壓監(jiān)控單元，同時高壓輸出經(jīng)R3和IC1中的數(shù)字電位器Rd分壓后送入升壓芯片IC2的反饋腳；IC2接上位機；雙路、溫控可變電阻IC1有溫度監(jiān)控GN，通信接口、電壓監(jiān)控功能。本實用新型工作時，數(shù)字電位器Rd處于初始值，由初始值和返回的電壓監(jiān)控值測出環(huán)路系數(shù)，再得需設(shè)定的電位器數(shù)值，根據(jù)溫度值得所需數(shù)字電位器數(shù)值。根據(jù)數(shù)字電位器值得帶溫度補償?shù)钠珘狠敵觥１緦嵱眯滦蛯敵龈邏褐颠M(jìn)行閉環(huán)監(jiān)控，加在APD上的電壓準(zhǔn)確，溫度補償跟蹤性好；能避免電壓過沖對APD造成的損害。
【IPC分類】G05F1/567
【公開號】CN204705933
【申請?zhí)枴緾N201520283501
【發(fā)明人】徐國旺, 呂輝, 黃楚云, 李子強, 楊濤, 盛飛
【申請人】湖北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年5月5日