将数控电位计和电阻器连接到激光驱动器

激光控制是通过激光驱动器和控制器实现的。调整两个通道，偏置和调制，以提供所需的光学性能。数字电位计和电阻通常用于执行此调整。本文探讨了开环和闭环激光控制设计中出现的电气接口问题。

介绍

在开环和闭环操作的背景下，回顾了数控电位器/电阻器和激光驱动器之间的不同电气接口。这种光纤系统的最终目标是有一种改变光振幅的方法，该光的振幅在 2 级光功率 P0 和 P1 之间进行数字调制。这些电平是通过驱动器中的两个电路实现的：偏置和调制电路。

开环拓扑

对于图1 （a）所示的偏置控制拓扑，可变电阻设置电流I1，该电流被放大并馈入公共阴极（或从公共阳极沉入）半导体激光管。电阻两端最常见的电压为1.2V，源自激光驱动器IC内部的带隙。I1 的范围在微安级，最高可达几毫安;I2 的范围从几十毫安到一百毫安。在某些应用中，电阻器用于提供电流，不再接地，而是连接到固定基准或电源。

图 1 （b） 显示了一个低侧控制（接地），其中输入电压 V1 设置内部电流 I1，然后将其放大到 I2 中，通过提供（或吸收）电流来驱动半导体激光管。这里使用电位计，而在（a）配置中使用电阻器。V1的高输入阻抗使电位计成为理想之选。

图1 （c）显示了控制电压为V1的高压侧控制。V1 越低，I1 和 I2 越高，以驱动半导体激光管。为了增加激光的平均光功率，电阻必须降低，图1（b）中的电阻必须减小，图1（b）中的V1必须增加，图1（c）中的V1必须减小。

图1.

图2显示了电路调制部分的类似配置。调制电平的设置与偏置电路的设置相同，用于调制数据载波的幅度，从而产生开关电流。在图2（a）中，随着电阻的减小，发射光的峰峰值幅度增加。在图 2 （b） 中，随着 V3 的增加，这种情况就会发生。这里还显示了将偏置和调制电流注入激光器的过程。

图2.

请注意，在图1（b）和2（b）中，激光驱动器IC的输入可以是双极性npn。

闭环拓扑

APC（平均功率控制）电路通常用于调节光学平均值，闭环控制从激光发射到放置在反馈中的光电二极管监视器中的光。不太常见的是闭环调制控制电路。图3（a）和3（b）显示了与此类激光驱动器的电阻接口。

在图3（a）中，激光偏置电流是从光电二极管监视器（Ifa）反馈的电流与基准电流（I1）之间误差的放大版本。随着电阻的减小，I1增加。由于Ifa跟踪I1，平均光功率增加。

图3 （b）是闭环调制应用的简单表示。将从光电二极管电流中提取的反馈信号（Ifb）与基准电流I3进行比较。误差被放大，然后调制数据载波的幅度，产生开关电流。随着电阻的减小，峰峰值光功率增加。在图3（b）中，将偏置电流I2相加以完成图片。

图3.

示例：MAX3273/DS1847套件

将激光驱动器MAX3273与数控电阻DS1847连接时，首先确定您的平均光功率（P平均）和峰峰值光调制功率（P勇气） 是。

PAVG由激光驱动器周围的APC环路调节（参见图3（a）），直接取决于电流I1以及光电二极管的响应度（mA/mW）。DS1847电阻将I1设置为等于1.2/R。接下来，PAVG = I1/响应度 = 1.2/（响应度 × R）。值得注意的是R对光电二极管特性的依赖性，以实现所需的平均功率。因此，建议设计人员了解该参数的统计分布以及温度依赖性，以实现合理的设计屈服。例如，在PAVG = 0.4mW下使用DFB激光器SLT2170-LN，光电二极管电流范围从0.15mA开始，这需要小于8K的电阻：DS1847中的电阻1应用于APC功能。

PMOD不在MAX3273激光驱动器内调节，基本上是开环工作。它由设置I3的电阻（参见图2（a））控制。I3反过来设置峰峰值调制电流，该电流被添加到偏置电流中并注入激光器。因此，激光输出由直流+脉冲分量组成。脉冲分量（PMOD）取决于激光量子效率（η），以mW/mA表示，增益GM（图2（a））和I3（= 1.2/RMOD）。从本质上讲，PMOD = 1.2 × GM × η/RMOD。同样，值得注意的是 RMOD 对给定 PMOD 的η的依赖性。建议了解η的变化。例如，使用相同的激光器SLT2170-LN，PMOD = 0.3mW，GM = 165，η = 0.06，所需的电阻将小于40K。DS1847中的电阻0应用于调制功能。

DS1847具有用于温度补偿的查找表。这种温度补偿对于APC和调制控制都是必不可少的。在APC模式下，该表主要用于抵消光电二极管响应度的温度依赖性，根据SLT1-LN数据手册，光电二极管响应度的变化可能高达±5.40dBm（约2170%）。至于调制，相应的表格主要用于抵消激光效率η的温度依赖性，其变化可达±3dBm（2倍）。查找表的另一个好处是，它们有助于补偿应用中其他参数的温度依赖性。这些可以包括激光驱动器增益和电阻值。DS1847电阻值在达拉斯工厂的各种温度下都有表征。

审核编辑：郭婷