DS3902在低成本光模块中的应用

DS3902是对市场对光学模块低成本解决方案要求的回应，这些模块对某些激光特性的精确温度跟踪没有严格的要求;如调制电流和消光比。此外，具有两个闭环控制的激光驱动器需要一种设置APC和调制电流设定点的方法。传统上，首先使用机械电位器完成此操作，然后将这些机械电位器替换为选择具有相同值的固定电阻器。

介绍

DS3902是对市场对光学模块低成本解决方案要求的回应，这些模块对某些激光特性（如调制电流和消光比）的精确温度跟踪没有严格的要求。

此外，具有两个闭环控制的激光驱动器需要一种设置APC和调制电流设定点的方法。传统上，首先使用机械电位器完成此操作，然后将这些机械电位器替换为选择具有相同值的固定电阻器。

该过程依赖于固定值电阻接近电位器的测量值。实际上，固定电阻与电位器值不匹配，最终结果是光输出功率与所需设置不同。因此，它引入了一个误差，转化为功率预算中更大的光输出功率变化。

光模块

图1描述了一个典型的低成本光学模块。组成该模块的组件包括：

光学器件、激光和局部放电

激光/VCSEL驱动器

蒂亚

限幅放大器

DS3902

可选串行EEPROM

电源管理和浪涌控制

EEPROM可用于某些模块所需的串行ID信息。模块占用空间可以符合 SFF 或 SFP 标准。

图1.典型光模块框图。

DS3902和串行EEPROM

DS3902中的两个可变电阻用于设置偏置和调制电流。设置是通过 I 完成的2C 接口。某些模块可能需要额外的EEPROM。这通常用于序列号信息，新模块可能需要包含此功能。DS3902具有可编程地址，因此可将其连接到单个I2C 总线（与其他设备一起），无需任何其他组件。

图2所示为在公共电源上使用DS3902和串行EEPROM （ATmel AT24C02）的连接细节2C 接口。图2还说明了与激光驱动器的连接。

图2.LD、DS3902 和 AT24C02 原理图。

DS3902的默认地址为A2h （Add_sel = 0）。如果需要与 A2h 不同的地址，Add_sel将被拉高。寄存器 00h 内容是 Add_sel = 1 时的设备地址。在上面的原理图中，AT24C02配置为A0h地址，（A0 = A1 = A2 = 0）。

WP（写保护）引脚使用链路接地，允许 R/W 访问存储器位置。一旦存储器被编程，WP引脚就可以通过LK1拉高，以防止意外写入。DS3902具有软件保护方案，只需使用密码即可访问存储器。

激光驱动器的选择取决于具体应用，ADI公司有多种激光驱动器可供选择。

罗莎和托萨

RX光学子组件（ROSA）和TOSA通常需要在更高的比特率系统中使用。在较低的比特率（小于或等于2.5Gbps）下，驱动器IC在靠近激光器的地方使用，并实现良好的性能。相反，对于高于 622Mbps 的比特率，需要 ROSA（PIN TIA），以实现合理的灵敏度。

激光驱动器具有许多功能，包括：

平均功率控制

消光比（ER）控制在某些激光驱动器中实现

激光安全功能

TX_Disable功能

TX_Fault功能

一些激光驱动器集成了输入信号流的脉宽控制以及时钟输入，以获得更好的抖动性能。

限幅放大器

TIA 之后的信号放大是使用限幅放大器实现的。这通常是一个高增益级，以便为主机板提供合理的恒定幅度（>200mV）。它还必须能够驱动低阻抗传输线。

此外，信号丢失检测通常在限幅放大器级完成，并以逻辑高电平标记到主机板。阈值和采样时间调整也可以纳入此阶段。

电源管理和浪涌控制

为了允许热插拔到主机板，用于 GBIC 的 SFF MSA 需要对模块的电源进行浪涌控制。这通常是标称电流消耗的10%。对于GBIC，它是30mA。此外，根据详细设计和所使用的单个IC，可能需要进行一些排序。时序要求通常会施加特定的慢启动时序。

这里描述了一个典型的慢启动电路。这是一种低成本设计，元件数量最少。

图3.低成本、慢启动电源设计原理图。

所有组件均为 SMD，尺寸小。M1 是 PMOS，应选择足够的 提供全电流时，额定电流和最小压降在其两端。组件值可以是 如果需要，请进行调整。此处给出的值提供了一个实用的慢启动时序。

下图为RL = 9Ω，为360mA负载，给出了C3的三个值的时序延迟。

以上是对0V至3.3V阶跃输入电压的响应。电流浪涌远低于原理图中给出的元件值的360mA最大电流输出。

审核编辑：郭婷