本實(shí)用新型涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種激光驅(qū)動(dòng)器的控制方法。

背景技術(shù)：

光通信中，驅(qū)動(dòng)激光器的電流通常分為偏置電流Ibias,和調(diào)制電流Imod.Ibias是一個(gè)直流電流分量，提供的是P0功率，調(diào)制電流Imod是一個(gè)交流分量，提供的是P1-P0功率。

光通信中，激光器在功率上的指標(biāo)主要有以下4個(gè)：

P0，激光器正常發(fā)光，調(diào)制電流為低，表示傳輸數(shù)據(jù)為0時(shí)的功率；

P1，激光器正常發(fā)光，調(diào)制電流為高，表示傳輸數(shù)據(jù)為1時(shí)的功率；

Pa,激光器正常發(fā)光時(shí)的平均光功率，Pa＝(P1+P0)/2；

re,消光比，表征眼圖張開度的數(shù)值，re＝10log(P1/P0).

以上4個(gè)量是相關(guān)的，只要確定了其中兩個(gè)，另兩個(gè)也確定了。在光通信傳輸過程中，系統(tǒng)要求保持恒定的發(fā)射平均光功率和消光比，激光驅(qū)動(dòng)器的雙閉環(huán)設(shè)計(jì)也正是要通過兩個(gè)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)來保持這兩個(gè)量的穩(wěn)定。消光比比較難檢測，在雙閉環(huán)的設(shè)計(jì)中需要檢測Pa,P1,P0中的兩個(gè)值。而P1,P0在瞬態(tài)上是高速的信號，在GPON/EPON系統(tǒng)中是1.25Gbps的高速信號，因此檢測電路需要是一個(gè)高速的電路。檢測激光器的發(fā)光情況都是通過激光器的光電二極管的鏡像電流來進(jìn)行。

現(xiàn)有技術(shù)中多是通過檢測設(shè)定平均光功率Pa和P1光功率，來得到消光比和P0，而在實(shí)際通信中，P0通常都很小，所以如果Pa和P1的檢測有一些誤 差，得到的P0偏差的比例就會(huì)比較大，消光比的偏差也會(huì)比較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的主要技術(shù)問題是提供一種激光驅(qū)動(dòng)器的控制電路，通過光電二極管和高速電流鏡檢測激光器的“1”和“0”信號，并通過2個(gè)環(huán)路設(shè)定調(diào)制電流和偏置電流，來得到穩(wěn)定、準(zhǔn)確的激光器發(fā)光功率和消光比。

為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種激光驅(qū)動(dòng)器的雙閉環(huán)控制電路，包括：

光電二極管PD，其負(fù)極與輸入電壓Vdd連接；

激光器LD，其正極與所述光電二極管PD的負(fù)極連接；

第一開關(guān)k1，由數(shù)據(jù)輸入信號DATA控制；所述第一開關(guān)K1的一端與所述激光器LD的負(fù)極連接；

高速電流鏡Icurrent_source，所述高速電流鏡Icurrent_source的一端與所述光電二極管PD的正極連接；所述高速電流鏡Icurrent_source的另一端接地；所述高速電流鏡Icurrent_source的第一輸出端與第一比較控制器的正極輸入端連接；所述高速電流鏡Icurrent_source的第二輸出端與第二比較控制器的正極輸入端連接；

所述第一比較控制器的負(fù)極輸入端與設(shè)定的P0信號功率I_P0_set連接；所述第一比較控制器的輸出端與第一數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接；

所述第二比較控制器的負(fù)極輸入端與設(shè)定的P1信號功率I_P1_set連接；所述第二比較控制器的輸出端與第二數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接；

所述第一數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出為控制偏置電流Ibias的輸出 信號，第二數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出為控制調(diào)制電流Imod的輸出信號；所述控制偏置電流Ibias的輸出信號、控制調(diào)制電流Imod的輸出信號分別與所述開關(guān)k1的兩端連接；

當(dāng)?shù)谝槐容^控制器的輸出始終為高電平時(shí)，所述控制偏置電流Ibias的輸出信號增加；當(dāng)?shù)谝槐容^控制器的輸出為間隔的高電平時(shí)，所述控制偏置電流Ibias的輸出信號增加；當(dāng)?shù)谝槐容^控制器的輸出始終為低電平時(shí)，所述控制偏置電流Ibias的輸出信號減少；

當(dāng)?shù)诙容^控制器的輸出始終為高電平時(shí)，控制調(diào)制電流Imod的輸出信號增加；當(dāng)?shù)诙容^控制器的輸出為間隔的高電平時(shí)，控制調(diào)制電流Imod的輸出信號減??；當(dāng)?shù)诙容^控制器的輸出始終為低電平時(shí)，控制調(diào)制電流Imod的輸出信號減小。

在一較佳實(shí)施例中：所述第一數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器具體包括:

第一D鎖存器，其與所述輸入電壓Vdd連接；所述第一D鎖存器的時(shí)鐘輸入端與所述第一比較控制器的輸出端連接；所述第一D鎖存器在每次時(shí)鐘信號CLK的上升沿到來時(shí)，Reset端給出一個(gè)負(fù)載脈沖信號，使所述D鎖存器復(fù)位，輸出低電平；

或門運(yùn)算器OR，其第一輸入端與所述第一D鎖存器的輸出端連接；第二輸入端與所述第一比較控制器的輸出端連接；

第二鎖存器，其與所述或門運(yùn)算器的輸出端連接；

第一計(jì)算器counter，其輸入端與第二鎖存器的輸出端連接；

第一DAC，其輸入端與所述第一計(jì)算器counter的輸出端連接。

在一較佳實(shí)施例中：所述第二數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器具體包括:

第三D鎖存器，其與所述輸入電壓Vdd連接；所述第三D鎖存器的時(shí)鐘輸 入端與所述第二比較控制器的輸出端連接；所述第三D鎖存器在每次時(shí)鐘信號CLK的上升沿到來時(shí)，Reset端給出一個(gè)負(fù)載脈沖信號，使所述D鎖存器復(fù)位，輸出低電平；

與門運(yùn)算器AND，其第一輸入端通過一反相器與所述第三D鎖存器的輸出端連接；第二輸入端與所述第二比較控制器的輸出端連接；

第四鎖存器，其與所述與門運(yùn)算器的輸出端連接；

第二計(jì)算器counter，其輸入端與第四鎖存器的輸出端連接；

第二DAC，其輸入端與所述第二計(jì)算器counter的輸出端連接。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具備以下有益效果：

本實(shí)用新型提供了提供了一種激光驅(qū)動(dòng)器的雙閉環(huán)控制電路，通過光電二極管和高速電流鏡檢測激光器的P1和P0信號，并通過2個(gè)環(huán)路設(shè)定調(diào)制電流和偏置電流，來得到穩(wěn)定、準(zhǔn)確的激光器發(fā)光功率和消光比。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例整體電路圖；

圖2為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中第一數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路圖；

圖3為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中第二數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路圖。

具體實(shí)施方式

下文結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

參考圖1-3，本實(shí)施例提供一種激光驅(qū)動(dòng)器的雙閉環(huán)控制電路，包括：

光電二極管PD，其負(fù)極與輸入電壓Vdd連接；

激光器LD，其正極與所述光電二極管PD的負(fù)極連接；

第一開關(guān)k1，由數(shù)據(jù)輸入信號DATA控制；所述第一開關(guān)K1的一端與所述激光器LD的負(fù)極連接；

高速電流鏡Icurrent_source，所述高速電流鏡Icurrent_source的一端與所述光電二極管PD的正極連接；所述高速電流鏡Icurrent_source的另一端接地；所述高速電流鏡Icurrent_source的第一輸出端與第一比較控制器的正極輸入端連接；所述高速電流鏡Icurrent_source的第二輸出端與第二比較控制器的正極輸入端連接；

所述第一比較控制器的負(fù)極輸入端與設(shè)定的P0信號功率I_P0_set連接；所述第一比較控制器的輸出端與第一數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接；

所述第二比較控制器的負(fù)極輸入端與設(shè)定的P1信號功率I_P1_set連接；所述第二比較控制器的輸出端與第二數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接；

所述第一數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出為控制偏置電流Ibias的輸出信號，第二數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出為控制調(diào)制電流Imod的輸出信號；所述控制偏置電流Ibias的輸出信號、控制調(diào)制電流Imod的輸出信號分別與所述開關(guān)k1的兩端連接；

其中，所述第一數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器具體包括:

第一D鎖存器，其與所述輸入電壓Vdd連接；所述第一D鎖存器的時(shí)鐘輸入端與所述第一比較控制器的輸出端連接；所述第一D鎖存器在每次時(shí)鐘信號CLK的上升沿到來時(shí)，Reset端給出一個(gè)負(fù)載脈沖信號，使所述D鎖存器復(fù)位，輸出低電平；

或門運(yùn)算器OR，其第一輸入端與所述第一D鎖存器的輸出端連接；第二輸 入端與所述第一比較控制器的輸出端連接；

第二鎖存器，其與所述或門運(yùn)算器的輸出端連接；

第一計(jì)算器counter，其輸入端與第二鎖存器的輸出端連接；

第一DAC，其輸入端與所述第一計(jì)算器counter的輸出端連接。

所述第二數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器具體包括:

第三D鎖存器，其與所述輸入電壓Vdd連接；所述第三D鎖存器的時(shí)鐘輸入端與所述第二比較控制器的輸出端連接；所述第三D鎖存器在每次時(shí)鐘信號CLK的上升沿到來時(shí)，Reset端給出一個(gè)負(fù)載脈沖信號，使所述D鎖存器復(fù)位，輸出低電平；

與門運(yùn)算器AND，其第一輸入端通過一反相器與所述第三D鎖存器的輸出端連接；第二輸入端與所述第二比較控制器的輸出端連接；

第四鎖存器，其與所述與門運(yùn)算器的輸出端連接；

第二計(jì)算器counter，其輸入端與第四鎖存器的輸出端連接；

第二DAC，其輸入端與所述第二計(jì)算器counter的輸出端連接。

上述的激光驅(qū)動(dòng)器的雙閉環(huán)控制電路，其控制原理如下：光電二極管PD用于檢測激光器LD發(fā)射的“0”信號功率P0和“1”信號功率P1。其中P0的檢測會(huì)有以下3種情況：

1)光電二極管PD檢測到的P1信號比I_P0_set電流低。此時(shí)，第一比較控制器輸出電平P0_det始終為高，被檢測電流低于設(shè)定值，因此需要增大偏置電流，第一DAC值需要增加。

2)光電二極管PD檢測到的P1信號比I_P0_set電流高，P0信號電流比I_P0_set低。此時(shí)，第一比較控制器輸出電平P0_det時(shí)高時(shí)低，但是因?yàn)镻0信號電流比I_P0_set低，所以需要增大偏置電流，第一DAC值需要增加。

3)光電二極管PD檢測到的P0信號比I_P0_set電流高。此時(shí)，第一比較器輸出電平P0_det始終為低，因?yàn)椤?”信號電流比I_P0_set高，所以需要減小偏置電流，第一DAC值需要減小。

因?yàn)橐_(dá)到這三種要求，設(shè)計(jì)了第一數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路：

當(dāng)?shù)谝槐容^控制器的輸出電平P0_det始終為高時(shí)，或門OR的輸出為高電平，則第二鎖存器D_LATCH的輸出為高電平，第一計(jì)數(shù)器counter輸出增加。

當(dāng)一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，P0_det信號有高有低時(shí)，第一鎖存器D_LATCH的輸出為高電平，或門OR的輸出為高電平，則第二鎖存器D_LATCH的輸出為高電平，計(jì)數(shù)器counter輸出增加。

當(dāng)P0_det始終為低時(shí)，或門OR的兩個(gè)輸入均為低，或門的輸出為低，第二個(gè)鎖存器D_LATCH的輸出為低電平，計(jì)數(shù)器counter輸出減小。

同樣的，對于P1的檢測也會(huì)有以下3種情況：

1)光電二極管PD檢測到的P1信號始終比I_P1_set電流低。此時(shí)，第二比較控制器輸出電平P1_det始終為高，因?yàn)镻1信號比I_P1_set低，所以需要增加調(diào)制電流，第二DAC值需要增加。

2)光電二極管PD檢測到的P1信號比I_P1_set電流高，P0信號比I_P1_set低。此時(shí)，第二比較控制器輸出電平P1_det時(shí)高時(shí)低。因?yàn)镻1信號比I_P1_set高，所以需要減小調(diào)制電流，第二DAC值需要減小。

3)光電二極管PD檢測到的P0信號比I_P1_set電流高。此時(shí)，第二比較控制器輸出電平P1_det始終為低。因?yàn)镻1信號比I_P1_set高，所以需要減小調(diào)制電流，第二DAC值需要減小。

因?yàn)橐_(dá)到這三種要求，設(shè)計(jì)了第二數(shù)字處理單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路：

當(dāng)P1_det始終為高時(shí)，第三鎖存器D_LATCH輸出保持為低電平，經(jīng)反相 器后為高電平，所以與門的兩個(gè)輸入均為高電平，與門的輸出為高電平，則第四鎖存器D_LATCH的輸出為高電平，第二計(jì)數(shù)器counter輸出增加。

當(dāng)一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，P1_det信號有高有低時(shí)，第三鎖存器D_LATCH的輸出為高電平，經(jīng)反相器輸出為低，與門的輸出為低，則第四鎖存器D_LATCH的輸出為低電平，第二計(jì)數(shù)器counter輸出減小。

當(dāng)P1_det始終為低時(shí)，與門輸出為低，第四鎖存器D_LATCH的輸出為低電平，第二計(jì)數(shù)器counter輸出減小。

以上所述，僅是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)例所作的任何細(xì)微修改，等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。