LD發(fā)射機(jī)實(shí)例-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯LD發(fā)射機(jī)實(shí)例-基礎(chǔ)電子圖1所示為國內(nèi)東南大學(xué)設(shè)計的一種LD發(fā)射機(jī)原理圖。其發(fā)光部分LD采用VCSEL激光器，實(shí)現(xiàn)了單片集成。下面主要介紹一下該機(jī)驅(qū)動電路部分的模塊設(shè)計。芯片指標(biāo)如表1所示。

圖1一種LD發(fā)射機(jī)框圖

表1LD發(fā)射器驅(qū)動電路芯片指標(biāo)

（1）偏置模塊。

偏置模塊可以簡單地利用柵極受偏壓控制的工作在飽和區(qū)的NMOS管實(shí)現(xiàn)。如圖2所示。

圖2LD發(fā)射器偏置電路

需要注意的是，反饋電阻R的電阻值不能太大（不能大于20Ω）。因?yàn)樾枰秒娏骱艽?，比如說80mA，這樣大的直流電流經(jīng)過R的電壓降就會很大（20Ω×80mA＝1.6V），而電源只有＋5V，這樣顯然是不合適的。但是如果R的電阻值太小，就會使反饋?zhàn)饔幂^小。根據(jù)優(yōu)化，選取的電阻值應(yīng)在10Ω左右。

（2）調(diào)制模塊。

調(diào)制模塊基本原理是利用差分對放大器構(gòu)成電流開關(guān)，只要輸入差模電壓幅度足夠高，就可以使差分放大器工作在曲線兩端的非線性區(qū)，差分對管就變成電流開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)電流的脈沖調(diào)制。圖3為調(diào)制模塊電路拓?fù)鋱D。

圖3調(diào)制模塊電路拓?fù)鋱D

（3）自動功率控制模塊。

自動功率控制一般是利用LD組件的背向光監(jiān)視器所產(chǎn)生的光電流信號來自動跟蹤LD的閾值變化，提供LD的偏置電流來穩(wěn)定輸出光功率（因?yàn)檎{(diào)制的速度很高，所以這里指的是平均光功率）。一般是先把監(jiān)視電流經(jīng)過跨阻放大器變?yōu)殡妷盒盘?，然后?jīng)過檢波電路，再通過電壓比較和放大，產(chǎn)生控制電壓。基本原理框圖如圖4所示。

圖4APC基本原理框圖

（4）輸出告警模塊。

輸出告警（Failout）和自動功率控制（APC）配合使用。由PD反饋的監(jiān)視光功率減小到某個值以下，就應(yīng)該輸出電平，指出這時的LD管已經(jīng)工作不正常。圖5中的Vin接在APC部分檢0得到的電壓點(diǎn)，Vr是外接可調(diào)的參考電壓，Vin和Vr作為差分放大器的輸入，差分放大器雙端變單端輸出，經(jīng)過源極跟隨器后，再經(jīng)兩極反相器輸出。此電路結(jié)構(gòu)類似運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)，從而提高共模抑制比和差模電壓增益，也使得Vr的可調(diào)范圍大大增加。實(shí)際工作中，Vr由外部設(shè)定，當(dāng)Vi高于Vr，輸出CMOS低電平，一旦Vi低于Vr，輸出變?yōu)镃MOS高電平，作為告警信號。

（5）電壓參考模塊。

芯片中調(diào)制驅(qū)動部分和自動功率控制部分都用到了參考電壓源，對于＋5V的電源，這個參考電壓定在1.2V。作為一個良好的參考電壓源，就要比較穩(wěn)定。這里穩(wěn)定是指不隨電源波動和不隨溫度波動。在LD激光驅(qū)動電路中，對參考電壓的要求更高。因?yàn)閰⒖茧妷旱淖兓瘯疠敵鲭娏鞯牟▌?，由此就會引起輸出光功率的波動，終會影響信號的傳輸。一般采用帶隙參考電壓源作為電路的電壓參考模塊，其原理比較復(fù)雜，這里不再展開。圖6為基于CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的帶隙參考電壓源結(jié)構(gòu)圖。

圖5輸出告警模塊

圖6帶隙參考電壓源結(jié)構(gòu)圖

(6)使能控制模塊

使能控制模塊接在參考源模塊與偏置模塊和調(diào)制模塊之間，作用是使芯片在不工作的時候減小功耗。外部輸入的TTL使能電平作為傳輸門的控制電平。如圖7所示，當(dāng)Enable（使能）電平為低時，輸出Vou