專利名稱：負載電平轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運用于光模塊中高速驅(qū)動器的模擬輸入量控制領(lǐng) 域，具體地涉及負載電平轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
在DWDM光傳豐lr系統(tǒng)中，光才莫塊是系統(tǒng)中最基本的發(fā)送和4妻收部件。其中，光發(fā)送模塊發(fā)出的光眼圖的質(zhì)量和整個傳輸系統(tǒng)的 性能緊密相關(guān)， 一旦眼圖的指標調(diào)節(jié)到符合要求以后， 一般就不能 受外界因素的影響而改變，外界因素通常是溫度、供電電壓等。為 了保證光發(fā)模塊的光眼圖的穩(wěn)定性，就必須保證光發(fā)模塊中的高速 驅(qū)動器工作穩(wěn)定?，F(xiàn)有的光發(fā)送模塊里中的高速驅(qū)動器的使用如圖1所示。它們基本都是負電源供電。同時還有一些可調(diào)節(jié)的負電平控制量如V^電平、VM。。電壓、交叉點調(diào)節(jié)電壓等來控制驅(qū)動芯片的工作狀態(tài)?，F(xiàn)在用到的高速驅(qū)動器芯片MAX3941、 VSC7984、 VSC7937等都是利用這樣的控制模式。由于V。w電平、1。。電壓、交叉點調(diào)節(jié)電壓是負電平，但是一般 控制信號是通過MCU的D/A輸出或者一個正的電壓基準在數(shù)字電 位器上的分壓產(chǎn)生的正電平，這就需要一個電平轉(zhuǎn)換電路將正電平 轉(zhuǎn)換成負電平來控制高速驅(qū)動器，如圖2所示。
為了保證高速驅(qū)動器在某一個對該傳輸系統(tǒng)最佳的工作點的穩(wěn)定工作，該電平轉(zhuǎn)換電路需要滿足以下要求該負電平要線性對應(yīng) 于控制正電平；該負電平不受負電源拉偏的影響，相對于負電源穩(wěn) 定；該負電平不隨外界溫度變化而變化?；谏鲜鲈?，需要一種可調(diào)的負載電平轉(zhuǎn)換電路。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種負電平相對于負電源穩(wěn)定以及 換電路。根據(jù)本發(fā)明的一方面，該負載電平轉(zhuǎn)換電路包括正電平設(shè)定 電壓單元，用于引入正電壓電平；誤差控制單元，用于根據(jù)來自反 饋電路單元和正電平設(shè)定電壓單元的電壓電平產(chǎn)生控制信號來控制 可控電流源；反饋電^各單元，用于將可控電流源的電壓電平反々貴給 誤差控制單元；可控電流源，基于誤差控制單元的控制，產(chǎn)生電流； 以及電流電壓轉(zhuǎn)換單元，將可控電流源產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換為負輸出電 壓電平并將其輸出。在該負載電平轉(zhuǎn)換電路中，還包括負基準電源，用于向負載 電平轉(zhuǎn)換單路供電；以及輸出單元，用于輸出負輸出電壓電平與負基準電源4是供的電壓之間的電壓差。在該負載電平轉(zhuǎn)換電路中，誤差控制單元、反饋電路單元、以 及可控電流源形成一個回^各。正電平i殳定電壓單元產(chǎn)生的正電壓電 平是范圍可調(diào)的正電壓電平，負輸出電壓電平為范圍可調(diào)的負輸出 電壓電平。正電平設(shè)定電壓單元包括一個可變電阻器，其中，可變 電阻器的輸出端為正電平設(shè)定電壓單元的輸出端。此外，在該負載電平轉(zhuǎn)換電路中，可控電流源為一個三極管，三極管包括基極，連接至誤差控制單元的輸出端；發(fā)射極，連接 至反饋電路單元的輸入端；以及集電極，連接至電流電壓轉(zhuǎn)換單元。 其中，三才及管為PNP型三才及管。此外，在該負載電平轉(zhuǎn)換電路中，誤差控制單元包括一個運算 放大器，運算放大器包括同相輸入端，連接至正電平設(shè)定電壓單 元的l餘出端；反相輸入端，連4妄至反々貴電路單元的l命出端；以及輸 出端，通過電阻器連4妄至可控電流源的llr入端。通過本發(fā)明的上述方面，該電路lt出的負電平調(diào)節(jié)范圍可以才艮 據(jù)要求設(shè)定。該電平轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的負電平相對于負電源穩(wěn)定，不 隨溫度變化而變化。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的i兌明書中闡述，并且，部 分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā) 明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附 圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的 一部 分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的 限制。在附圖中圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)的負電平轉(zhuǎn)換電路在高速驅(qū)動器控制電 ^各中的位置的示意圖；圖2是示出了負載電平轉(zhuǎn)換電路的功能的示意圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的負載電平轉(zhuǎn)換電路的框圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的控制量的調(diào)整范圍的曲線圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此 處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本 發(fā)明。在本發(fā)明的實施例中，提供了一種負載電平轉(zhuǎn)換電路。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的負載電平轉(zhuǎn)換電路的框圖。 如圖3所示，它包括正電平設(shè)定電壓單元l、誤差控制單元2、反 ^t電^各單元3、可控電流源單元4、電流電壓轉(zhuǎn)4灸單元5、負電源基 準單元6。其中，負電源基準單元6是一個負電平基準電壓；正電 平i殳定電壓單元1是一個范圍可調(diào)的正電壓，該調(diào)節(jié)范圍決定了最 后輸出負電平的調(diào)節(jié)范圍；誤差控制單元2環(huán)節(jié)作為一個控制器根 據(jù)反饋電路單元3和正電平設(shè)定電壓單元1的差值產(chǎn)生控制量控制 一個可控電流源單元4;電流電壓專爭4灸單元5爿尋可控電流源單元4 輸出的電流經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換單元5轉(zhuǎn)換成最后的負電平。該方案對溫度是不敏感的。即使方案中負電源基準單元6是隨 溫度變化的，可以通過誤差控制單元2、反々貴電^各單元3、可控電流 源單元4、電流電壓轉(zhuǎn):換單元5形成的控制回^各產(chǎn)生相對于負電源 基準單元6不變的輸出負電平。
下面是利用該負電平轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生可調(diào)的負電平信號控制EML驅(qū)動器VSC7984的具體應(yīng)用。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明實施 例的負載電平轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，其中，Rr、穩(wěn)壓管、 R4為電源，該電^各中的Rl、 Rv、 R2組成了圖3中的電平設(shè)定電壓 單元l;運算方文大器組成了圖3中的誤差控制單元2; Cl、 R3、 R5 組成了圖3中的反饋電路單元3; Ql組成了圖3中的可控電流源單 元4; R6組成了圖3中電流電壓轉(zhuǎn)換單元5; -5.0V供電電壓即是圖 3中負電源基準單元6。根據(jù)VSC7984的數(shù)據(jù)手冊，有三個控制量Vpw、 VMOD、 Vofs 需要控制，圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的控制量的調(diào)整范圍的 曲線圖。如圖4所示，相應(yīng)的控制范圍得到以下關(guān)系式，其中V^為 VSC7984的負電源供電-5.0V。<formula>formula see original document page 8</formula>利用圖5所示的負電平轉(zhuǎn)換電路可分別對VPW、 VMOD、 VoFs進 行控制。根據(jù)等式(l)、 (2)、 (3) 4是供的調(diào)節(jié)范圍可以確定三組圖 5中的參數(shù)。從溫度特性來看，圖5的電路中對溫度敏感的器件是PNP三極 管Ql,設(shè)計的思^各是通過反々貴的方式消除因為PNP的溫度特性而 影響電路的工作。假設(shè)溫度增加，Ql的〃系數(shù)增大，相應(yīng)i增大， Ql的發(fā)射極電壓下降，運》文的負輸入端電壓下降，導(dǎo)致Ql的發(fā)射 極電壓上升，lvj減小，i減小。通過反饋電路使負電平對溫度不敏 在此分析了通過對Vpw的控制來確定圖5中的各個參數(shù)R1 R5 及C1的具體過程。由于Ql基極電平最低不低于OV，可以得到Vr - iR5 — VBE(Q,) 2 0(忽略Q1的基才及電;克)<formula>formula see original document page 9</formula>一般地，VBE(Q1)=0.9V2.5V-VBE(Q1)= 2.5V-0.9V =, 2.5mA 2.5mA取115=511歐姆c利用參考電壓V,和數(shù)字電位器Rv產(chǎn)生設(shè)定電壓X，其中V「和Va 的關(guān)系如等式(1 )所示<formula>formula see original document page 9</formula>(4)同時還可以;得到<formula>formula see original document page 9</formula>(5)<formula>formula see original document page 9</formula>(6)根據(jù)等式(4)、 (5)、 (6)可以得到負電平VGs的表達式(7)。 從等式(l)中可以看出該負電平V。s和負電源基準沒有關(guān)系；若可
變電阻器aRv增大或減小，負電平V。s就會相應(yīng)的減小或增大，即通 過可變電阻器改變i殳定電壓可以改變負電平電壓。<formula>formula see original document page 10</formula>(7)根據(jù)等式(1)、 (7)得到在Vpw的調(diào)節(jié)范圍的邊界等式,0.5V =1KQ2.5V =511Q 1KQR'511Q50KQ + R, +R250KQ + 50KQ + R, +R，2.5V2.5V可以求得R1二22.1K、 R2=100K。此夕卜，R3、 R4、 CI的值不重 要，可以取R342.1K、 R4=511、 Cl=0.1uF。利用同樣的方法，根據(jù)等式(2)、 (3)、 (7)可以得到V,、 V。FS 兩組R1 R5及CI的參凄t。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明，利用該電路可以使輸出的負電平穩(wěn)定， 也就是說如果負電源由于某些原因產(chǎn)生拉偏，這個負電平相對于負 電源基準是穩(wěn)定的。同時該負電平對溫度變化不敏感，負電平調(diào)節(jié) 范圍可以根據(jù)要求設(shè)定。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種負載電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括正電平i殳定電壓單元，用于引入正電壓電平；誤差控制單元，用于才艮據(jù)來自反々貴電路單元和所述正電平 設(shè)定電壓單元的電壓電平產(chǎn)生控制信號來控制可控電流源；所述反饋電路單元，用于將所述可控電流源的電壓電平反 々貴給所述誤差控制單元；所述可控電流源，基于所述誤差控制單元的控制，產(chǎn)生電 流；以及電流電壓轉(zhuǎn)換單元，將所述可控電流源產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換為 負輸出電壓電平并將其輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負載電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還包 括負基準電源，用于向所述負載電平轉(zhuǎn)換單路供電；以及輸出單元，用于輸出所述負輸出電壓電平與所述負基準電 源提供的電壓之間的電壓差。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負載電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述 誤差控制單元、所述反々貴電^各單元、以及所述可控電流源形成 一個回路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負載電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 所述正電平i殳定電壓單元產(chǎn)生的正電壓電平是范圍可調(diào)的正 電壓電平。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的負載電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述 負輸出電壓電平為范圍可調(diào)的負輸出電壓電平。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負載電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 所述正電平i殳定電壓單元包括一個可變電阻器，其中，所述可 變電阻器的輸出端為所述正電平設(shè)定電壓單元的輸出端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負載電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 所述可控電流源為一個三纟及管，所述三纟及管包4舌基極，連接至所述誤差控制單元的輸出端；發(fā)射極，連接至所述反饋電路單元的輸入端；以及集電極，連接至所述電流電壓轉(zhuǎn)換單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的負載電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述 三極管為PNP型三極管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負載電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于， 所述誤差控制單元包括一個運算放大器，所述運算放大器包 括同相輸入端，連接至所述正電平設(shè)定電壓單元的所述輸出端；反相輸入端，連接至所述反饋電路單元的輸出端；以及 ^"出端，通過電阻器連4妄至所述可控電流源的l命入端。
全文摘要
本發(fā)明公開了負載電平轉(zhuǎn)換電路，包括正電平設(shè)定電壓單元，用于引入正電壓電平；誤差控制單元，用于根據(jù)來自反饋電路單元和正電平設(shè)定電壓單元的電壓電平產(chǎn)生控制信號來控制可控電流源；反饋電路單元，用于將可控電流源的電壓電平反饋給誤差控制單元；可控電流源，基于誤差控制單元的控制，產(chǎn)生電流；以及電流電壓轉(zhuǎn)換單元，將可控電流源產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換為負輸出電壓電平并將其輸出。通過本發(fā)明，利用該電路可以使輸出的負電平穩(wěn)定，也就是說如果負電源由于某些原因產(chǎn)生拉偏，這個負電平相對于負電源基準是穩(wěn)定的。同時該負電平對溫度變化不敏感，負電平調(diào)節(jié)范圍可以根據(jù)要求設(shè)定。
文檔編號G05F1/46GK101145064SQ20071012767
公開日2008年3月19日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者平 崔 申請人:中興通訊股份有限公司