CN100373720C - 测定激活阈值的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提出一种测定激光二极管(12)的激光阈值的方法，该激光二极管根据第一反馈(37)中的第一信号和第二反馈(39)中的第二信号用驱动电路(36a)驱动，其中该第一反馈(37)通过该激光二极管(12)的光输出信号的光耦合(28)提供。该方法的特征在于，该第二反馈(39)由在驱动电路(36a)和该激光二极管(12)之间取出电信号(f(I))提供，该电信号(f(I))与一个可调整激活阈值(SW2)比较，该电信号(f(I))只有超过该可调整激活阈值的部分才进一步提供给该驱动电路(36a)，这样该第二反馈(36a)只在这样的部分出现时才激活，这样改变该可调整激活阈值(SW2)，使该第二反馈(39)的激活状态改变，而该激光二极管(12)的激光阈值(SW1)在该第二反馈(39)的激活状态改变时根据该可调整激活阈值(SW2)的值测定。还提出一种实现该方法的驱动电路。

Description

测定激活阈值的方法和装置

技术领域

本发明涉及测定激光二极管的激光阈值的方法，该激光二极管根据第一反馈中的第一信号和第二反馈中的第二信号由驱动电路驱动，其中第一反馈通过激光二极管的光输出信号的光耦合提供。

本发明还涉及测定激光二极管激光阈值的驱动电路，其中该驱动电路采用第一反馈和第二反馈产生一个驱动信号，而激光二极管产生一个取决于该驱动信号的输出信号，其中该第一反馈建立来通过光耦合提供一部分输出信号。

背景技术

这样的方法和这样的驱动电路已经从美国专利5,260,955已知。根据该文，激光二极管的光功率-驱动电流特性曲线呈现一个小驱动电流和光功率的非线性下段。另外，还该特性曲线呈现一个较大驱动电流和光功率的上段，其中该光功率至少近似地与驱动电流呈线性关系。该线性段称为受激辐射(Lasing)区，而非线性范围称为光发射区或自发发射区。这两段被一个驱动电流值分开，该电流值亦称激光阈值。知道激光阈值对于激光二极管的控制是有好处的。

为了测定激光阈值，美国专利5,260,955建议采用两个反馈，通过一个公共的电结点接到光电二极管。第一个反馈用来在该激光二极管运行中调节激光二极管的功率。第二反馈用来求出激光阈值。为此第二反馈回路中的信号与一个固定的阈值比较。只要不超过该阈值，便继续提高激光二极管的驱动电流。一旦超过这个用一个由光电二极管接收的一定的光功率校正的阈值，相关的驱动电流便保持不再进一步改变。然后，运行中，第二反馈提供该激光阈值-驱动电流，而同时一个基准信号发生器针对驱动电流的作用提供一个高于该激光阈值的控制信号。这用第一反馈稳定。

该稳定作用是用以下方法用由驱动电路和激光二极管组成的已知电路进行的：第一反馈接至差分放大器的反馈信号输入端，并通过光电二极管接收该激光二极管发射的光功率的一部分。还向该差分放大器提供一个控制该激光二极管的功率的基准信号。当该激光二极管发射较大的光功率时，光电二极管向差分放大器的反馈信号输入端提供一个高的光子流，减小差分放大器的输出信号，并以此减小激光二极管的功率。相应地，相比较小的发射光功率将导致该差值的增大，从而导致该光功率的增大。以此该反馈使一个调节回路闭合，以此在过渡状态中调整一个稳定的光功率。

即使激光二极管的类型相同，运行中的各个激光二极管的激光阈值也可能彼此不同，而且还由于老化的影响而改变。在这里用作示例的激光二极管类型中，例如，各个激光二极管的各自激光阈值可以在一个10mA和50mA之间的驱动电流强度的范围内。因而为了能够用已定义的驱动信号产生已定义的输出信号，知道激光二极管各自的激光阈值是有用的。这一点对具有激活阈值的部件或由差分放大器和激光二极管组成的装置一般都是完全有效的。在一个这样的装置中，使激光二极管起激光作用的驱动电流强度还取决于放大器的偏置电流。当下面说到一个激光二极管的输出信号时，一般的是指一个高于激光阈值或激活阈值的光功率。

为了尽可能准确地控制激光二极管的光功率，从而控制激光二极管的输出信号，很希望以一定的容差知道激光阈值。

此外，驱动电流源，例如，上述差分放大器的不同示例在输入信号/输出信号比例上往往也同样出现波动。为了达到该组件一定的功能，这要通过调整差分放大器来补偿。这些调整越准确，调整时差分放大器的运行条件越与后来运行时的运行条件一致。因为在以后的运行中驱动电流强度已经处于激光阈值的数量级上，所以调整要尽可能接近激光阈值。也由于这个原因，很希望知道激光阈值。

采用由美国专利5,260,955已知的方法时，为了用驱动信号求出激光阈值，通过一定的信号频带宽度，掌握激光二极管和光电二极管之间光耦合之后的信号路径中的活动。实际上，一个这样的呈现光耦合的反馈，特别是在激光二极管中对测量干预反应非常敏感。因而采取其他措施，无法保证所获得的结果有足够的可靠性和准确度。

发明内容

在这样的背景下，本发明的任务是提供一种允许可重复地准确地可靠地求出各个组件的各个激活阈值，特别是各个激光二极管的各个激光阈值的方法和驱动电路。

在开始所提类型的方法情况下，这个任务这样解决，给第二反馈馈送一个在驱动电路和激光二极管之间接收的电信号，该电信号与一个可调整的激活阈值(SW2)比较，该电信号只有超过该可调整的激活阈值(SW2)的部分才继续提供给驱动电路，使得第二反馈只在这样的部分出现时才激活，这样改变该可调整的激活阈值(SW2)，使得第二反馈的激活状态改变，在该第二反馈的激活状态改变时，根据该可调整的激活阈值的值，测定激光二极管的激光阈值(SW2)。

另外，在开始所提类型的驱动电路下，这个任务这样解决，通过电结点给在驱动电路和激光二极管之间的引导驱动信号的连接部分提供电信号建立该第二反馈，另外，建立第二反馈的目的还在于，把电信号与一个可调整的激活阈值比较，只有该电信号超过该可调整的激活阈值的部分才进一步提供给该驱动电路，使得第二反馈只在出现这一部分时才激活，这样改变该可调整的激活阈值，使得该第二反馈的激活状态改变，并在该第二反馈的激活状态改变时，根据该可调整的激活阈值的值，测定该激光二极管的激光阈值。

这时该激活状态的改变最好理解为第二反馈在激活和非激活之间的过渡。这些特征允许在不干预激光二极管和光电二极管之间的光耦合之后的敏感的信号路径的情况下测定激光阈值或第一激活阈值。而代之以在第二反馈中进行激光阈值的间接测定，使第二反馈与第一反馈围绕反馈信号的影响进行竞争并且对测量干预作出强烈的反应。总是那个其获得阈值(激光阈值或第二激活阈值)较小的反馈赢得反馈的竞争。例如，若该第二激活阈值大于激光阈值，则激光二极管给出一个由该第一反馈稳定的输出信号。此时该第二反馈不激活，这对应于第一激活状态。

第二激活阈值降低到一个低于激光阈值的值时，该装置会相反地过渡到一个现在更小的第二激活阈值。于是该组件不再提供输出信号。结果，第一反馈不激活，而第二反馈传输一个信号，因而是激活的。因而通过改变可调整的激活阈值，刚好就在该激光阈值的值下第二反馈的激活状态发生改变。于是，本发明允许通过在电气上与光耦合无关的第二反馈中的测量干预，进行间接的可重复的准确的可靠的激光阈值测定。

一般光耦合只产生小的电信号，因而往往对测量干预反应敏感。因而在这种应用情况下，间接测量便提供一个进行可靠的可重复的准确的激光阈值测定的可能性。

为此，本发明提供了一种测定激光二极管的激光阈值的方法，其中该激光二极管根据第一反馈信号和第二反馈信号由驱动电路驱动，其中第一反馈信号通过激光二极管的光输出信号的光耦合提供，所述方法包括如下步骤：

由驱动电路和该激光二极管之间取出的电信号(f(I))提供第二反馈信号；

将该电信号(f(I))与一个可调整激活阈值(SW2)比较；

将该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值(SW2)的部分进一步提供给驱动电路，使得该第二反馈信号只有在出现该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值(SW2)的部分时才激活；

改变该可调整激活阈值(SW2)，以使该第二反馈信号的激活状态改变；

根据该第二反馈信号的激活状态改变时所对应的该可调整激活阈值(SW2)的值测定激光二极管的激光阈值。

为此，本发明还提供了一种驱动电路，用于测定激光二极管的激光阈值，其中该驱动电路产生驱动信号(I，I＇)，而该激光二极管产生与该驱动信号(I，I＇)相关的输出信号，所述驱动电路包括：

差分放大器，具有基准信号输入端、反馈信号输入端和输出端，该输出端提供该驱动信号(I，I＇)；

第一反馈电路，与该差分放大器的反馈信号输入端耦合，通过光耦合提供激光二极管的输出信号的一部分；

第二反馈电路，与该差分放大器的反馈信号输入端耦合，通过电结点向驱动电路和该激光二极管之间的传输驱动信号(I，I＇)的连接部分提供电信号(f(I))；其中，该第二反馈电路把该电信号(f(I))与一个可调整激活阈值(SW2)比较，只将该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值(SW2)的部分进一步提供给该差分放大器的反馈信号输入端，使得只有在出现该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值(SW2)的部分时该第二反馈电路才激活；该第二反馈电路改变该可调整激活阈值(SW2)以使其激活状态改变，并根据该第二反馈电路的激活状态改变时对应的该可调整激活阈值(SW2)的值测定激光二极管的激光阈值。

另外，最好第二反馈电路设有阈值滤波器，只允许该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值的信号通过。

这种配置是一个可调整激活阈值的简单的电路技术实现。

另一个推荐的驱动电路的特征在于用一个可控的电流源作为阈值滤波器，它接收或给出一个直至与可调整激活阈值对应的电流强度的电流。

这种配置是一个阈值滤波的特别简单的连续的形式。例如，该电流源实现为负电流源，也实现为电流阱，它连接第二反馈电路，接收小的电流，只让超过其最大电流的电流通过进入该反馈。

另外，该驱动电路的差分放大器的基准信号输入端由输入基准信号发生器供电，而其反馈输入端既与第一反馈耦合又与第二反馈耦合。

该配置是使两个反馈之间产生竞争的一个简单的电路实现。

另外，第二反馈电路最好设有去耦电路，它使反馈信号与第二反馈去耦，并注入分割电路(Teilschaltung)。

通过这样的并行地进一步把反馈信号引入第二反馈电路而进行的去耦，使第一激活阈值的测定可以在一个平衡模式中连续地而且不对由差分放大器和第二反馈构成的反馈回路(Schleife)造成干扰性影响的情况下进行。

另外，该去耦电路最好配有电流镜，它既在分割电路的引入反馈信号输入端的电流路径，又在其测量路径上，形成一个从差分放大器馈送到第二反馈的电流。

带有电流镜的去耦电路的优点是，通过对所使用的元件的数目和尺寸的测定，可以在该电流镜的不同分支中的电流之间调整任意的换算比例。因而例如，既可以衰减信号反馈，又可以根据需要在测量分支中调整足够大的电流。

另外，该分割电路最好配置一个检测器，测量去耦反馈信号的信号强度，并转送给控制电路。

这个配置是一种间接测量激光阈值的简单的电路实现。

另一个配置规定用该检测器定期测量信号强度。

通过定期测量在测量分支中最小相互作用的情况下产生一系列测量值。

另外，检测器最好做成节拍比较器，因为它具有非常高的灵敏度。这允许把测量干预与第二反馈的相互作用减到最小。

另一种配置的特征在于，它设有一个补偿信号源，其特征还在于，分割电路把测得的激光阈值的大小贮存下来之后，在使用该激光阈值的大小情况下，形成并贮存一个补偿信号，直至把该激光阈值补偿到一个测定的剩余偏差为止，其特征还在于，该分割电路除了向基准输入端提供一个由基准信号发生器提供的基准信号之外，还向基准输入端或反馈信号输入端提供所贮存的补偿信号。例如，所述剩余偏差可以由第三阈值引起，它在检查该第二反馈的活性时有效。这个检查在下面将更详细地说明。

通过这个配置该补偿信号在一定程度上承担与第一激活阈值对应的部分的驱动信号的准备。该第一激活阈值在带有偏移量的放大器的电路中，在一定程度上表示激光二极管的激光阈值。这时该基准信号发生器必须只准备驱动信号中由其对部件的输出信号进行控制的部分。结果是输出信号改变的可控性得到改善。

从描述和附图会看出其他优点。

可以理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上面列举的和后面仍将说明的特征不仅在各自给出的结合中，而且在其他结合中或者可以单独使用。

附图说明

本发明的实施例表示在附图中并在以下描述中更详细地说明。附图各以示意的形式表示：

图1是一个带有第一反馈的驱动电路的已知的电路；

图2是激光二极管的一个实际的和理想化的特性曲线；

图3是由激光二极管和差分放大器构成的一个电路的特性曲线；

图4是按照本发明的驱动电路实施例的方框图；和

图5是按照本发明的驱动电路一个实施例的电路技术实现。

具体实施方式

图1表示一个己知的驱动电路10，它驱动一个激光二极管12。驱动电路10具有差分放大器14，它有一个基准信号输入端16，反馈信号输入端18和输出端20，以及基准信号发生器22、控制电路24和光电二极管26。该基准信号输入端16由基准信号发生器22提供电压，该发生器受控制电路24控制。光电二极管26连接反馈信号输入端18，在该驱动电路10和该激光二极管12的运行中，通过光耦合28接收激光二极管12发射的一部分光功率，并转换为光电流。该光电流用作反馈信号Ifb。差分放大器14为激光二极管12提供电流I作为驱动信号，它取决于差分放大器14的放大系数G和基准信号输入端16和反馈信号输入端18的信号差值。这样激光二极管12所发射的功率和基准信号发生器22和控制电路24的光输出信号的信号波形便被测定，并在通过激光二极管12和光电二极管26之间的光耦合28闭合的第一反馈中进行调节。

图2a表示激光二极管12的一个实际的特性曲线2。其中画出激光二极管12的光功率P与驱动输入信号I之间的关系。特性曲线2呈现一个驱动电流和光功率小的非线性的下段4。特性曲线2还呈现一个驱动电流和光功率较大的上段6，其中光功率P至少近似地与驱动电流I呈线性相关。该线性段6是受激发射(lasing)区，而该非线性段4是光发射区或者自发发射区。两段4，6由一个亦称为激光阈值LS的驱动电流I值分开。知道激光阈值LS对激光二极管12的控制是有用的。

图2b表示激光二极管12理想化的特性曲线30。其中也画出激光二极管12的光功率P与驱动输入信号I的关系。在理想化的特性曲线30上，图2a特性曲线2的段4也表示自发发射范围，也表示为值为零的与I轴平行的直线。在这种理想化的但并非不正常的图示中，只有当驱动信号I超过激光阈值LS时，光功率P才上升。这种曲线变化对应于上述和完全普通的习惯，按照该习惯只有来自高于激光阈值的特性曲线段才看作是输出信号。在图3的问题上，还进一步考虑下面几方面。

图4表示一个可以用来测定激光阈值LS的驱动电路实施例的方框图。通过该方框图同时表示装置方面和方法方面。图4a详细表示测定激光二极管12的激光阈值LS的驱动电路36a。驱动电路36a基于图1已知的驱动电路10，因而也设有激光二极管12、带有基准信号输入端16、反馈信号输入端18和输出端20的差分放大器14、基准信号发生器22、控制电路24和连接到差分放大器14的反馈信号输入端18的光电二极管26。此外，在这些图中相同的引用符号标示各自相同的事物。驱动电路36a产生驱动信号I，I＇，而激光二极管12产生与驱动信号I，I＇相关的输出信号，通过光耦合28作用在光电二极管26上。驱动电路36a还设有第一反馈电路37和第二反馈电路39，其中第一反馈37通过光耦合28提供激光二极管12输出信号的一部分。

与此相反，第二反馈39通过电结点41向在驱动电路36a和激光二极管12之间传输驱动信号I，I＇的连接部分提供电信号。在图4a的配置中，电结点41设在差分放大器14的输出端20和激光二极管12之间。第二反馈39还为以下目的而建立，使该电信号与一个可调整的激活阈值SW2比较，只有该电信号中超过该可调整的激活阈值SW2的部分才进一步提供给驱动电路，使得该第二反馈只有在出现这样的超过该可调整激活阈值SW2的部分时才激活，通过改变可调整激活阈值SW2，使得第二反馈的激活状态改变，并在第二反馈39的激活状态改变时，根据该可调整激活阈值SW2的值，测定激光二极管12的激光阈值LS。该可调整激活阈值SW2由阈值滤波器44准备提供，在阈值结点46处与来自结点41的电信号连接。这时，例如，在测量模式下可调整激活阈值SW2刚刚小于使第一反馈有效的激光阈值LS。但是按照配置而定，还可以用一个大于激光阈值的第二激活阈值SW2开始。这时逐渐减小第二激活阈值，直至第二反馈的激活状态改变为止。

耦合到第二反馈39的电信号f(I)在该阈值结点46上与阈值滤波器44的初始比较低的可调整激活阈值SW2结合。这时，例如，这种结合可能出现这样的情况，阈值滤波器44可以从阈值结点46拉取一个直至预先给定的最大值的电流，使得只有在信号f(I)超过由阈值滤波器44预先给定的最大值时，阈值结点46才进一步给出信号部分。

为了求出激光阈值LS，把电信号f(I)与可调整激活阈值SW2比较，只有电信号f(I)中超过可调整激活阈值SW2的部分才进一步提供给驱动电路36a的其余部分。因此，第二反馈39只有这样部分出现时才激活。控制电路24还改变可调整激活阈值SW2，使得第二反馈39的激活状态改变。在图4a中这用控制电路24和阈值滤波器44之间的虚线代表。第二反馈39的激活由块52监视，例如，检查预先测定的最小信号强度的反馈信号的存在。这时在第二反馈的激活状态改变时，根据对应的可调整激活阈值SW2的值测定激光二极管12的激光阈值LS。这时，激活状态刚好在第二激活阈值SW2的值通过该激光阈值LS的值时改变。

图4b的驱动电路36b同样基于图1已知的驱动电路10，因此，也设有激光二极管12、带有基准信号输入端16、反馈信号输入端18和输出端20的差分放大器14、基准信号发生器22、控制电路24和连接在差分放大器14反馈信号输入端18的光电二极管26。光耦合28使第一反馈37闭合。

除了这些元件以外，驱动电路36b还设有输出级38、第二反馈39，第二反馈39包括有在差分放大器输出端20和激光二极管12之间的电结点41、退耦电路40、作为可选项的开关42、阈值滤波器44、阈值结点46、衰减电路48和退耦电路50。驱动电路36b还设有检测器52以及作为可选项的带有结点56和/或结点58的补偿电流源54。这时，输出级38只用来把差分放大器14的输出信号I进一步放大到激光二极管12的驱动信号I＇。退耦电路40用来使信号f(I)退耦，该信号在测量模式下通过第二反馈39按份额地供给差分放大器14的反馈信号输入端18。

这时，阈值滤波器44给出可调整激活阈值SW2，用以通过第二反馈进行调节，其中该可调整激活阈值SW2在测量模式下，刚好小于或者刚好大于使该第一反馈有效的激光阈值LS。在该第二反馈39中通过退耦电路40耦合的差分放大器14信号I或者f(I)在阈值结点46上与阈值滤波器44初始比较低的可调整激活阈值SW2结合。这时，在这里这个结合还会这样出现，阈值滤波器44可以从阈值结点46拉取一个直至预先给定的最大值的电流，这样阈值结点46只有在通过退耦产生的信号f(I)超过由阈值滤波器44预先给定的最大值时，才进一步提供给衰减电路48。

信号f(I)或者差分放大器14的输出信号I超过第二阈值SW2的部分由衰减电路48作一定程度的衰减，保证稳定的第二反馈。衰减后的信号作为该第二反馈的反馈信号Ifb_2通过退耦电路50接到差分放大器14的反馈信号输入端18。任选的元件42，54，56，58实现的配置，也可以结合驱动电路36a实现，下面将进一步对其作更详细的说明。另外，为了即使在放大器14的负偏移量下也可以产生驱动信号，相应地控制放大器14。还控制得即使在可能的最大负偏移量下也出现正的驱动电流。

对于图4a和4b的配置，该驱动信号原则上不是通过第一反馈37就是通过第二反馈39以各自衰减后的形式反馈耦合到反馈信号输入端18。因此，这两个反馈是彼此竞争的。这时，总是较小的激活阈值在其中有效的反馈获胜：定性地观察，用激活阈值较小的反馈去减驱动信号一个较小的部分，并由此在反馈信号输入端18提供一个较大的反馈信号。相应地为较大的反馈信号在差分放大器14上给出一个较小的输入信号差，这样还由此得到一个较小的驱动信号。这时该较小的驱动信号不再足以克服较大的阈值(激活阈值SW或者激光阈值LS)，这样其甲较大的阈值有效的反馈被去激活。

例如，如果开始一个测量模式，在测量模式下在该第二反馈39中有效的第二激活阈值SW2刚好小于在该第一反馈37有效的激光阈值LS，则第二反馈39激活，而激光二极管12不产生上述习惯的意义上的输出信号。结果是在激光二极管12和光电二极管26之间不存在相关的光耦合28，这样在正常运行时通过这个光耦合28闭合的该第一反馈37基本上去激活。

逐渐提高可调整阈值SW2时，在第二反馈39的阈值结点46上减去一个正在上升的信号部分，使得反馈信号输入端18上有效的反馈信号下降。相应地差分放大器14的输入信号差增大，因而驱动信号I增大。当可调整激活阈值SW2大于第一激活阈值SW1时，激光二极管12产生输出信号，激活第一反馈37并去激活第二反馈39。在第二反馈39的″激活″和″非激活″的激活状态之间的过渡便指示通过第一激活阈值SW1。换句话说：为了使激光二级管12作为输出信号释放出光功率的相关发射，必须使被驱动电流超过的激光阈值LS或者一般地说激活阈值SW1作为第二反馈39的阈值SW2的值被间接地测定，此时第二反馈39去激活。

因此，通过在没有光耦合的第二反馈39上进行的测量，从测量技术上区分激活的第二反馈39和非激活的第二反馈39，就可间接测定激光阈值LS。为此退耦电路50使一个信号与第二反馈39退耦，使信号f(I)形成反馈信号Ifb_2。这种形成例如可以是相同的，这样信号Ifb_2既提供给检测器52，又供给反馈信号输入端18。

检测器52把所提供的反馈信号Ifb_2与预先给定的第三阈值SW3比较，并在高于或低于第三阈值SW3时向控制电路24提供相应的信号。控制电路24通过块24和52之间的虚线连接控制检测器52，使得检测器52以控制电路24预先给定的时间节拍把输入信号检测下来，与第三阈值SW3比较。于是，检测器52和控制电路24构成一个监视第二反馈39激活状态的分割电路。只要检测器52记录一次超过阈值SW3，第二反馈39便是激活的。反之，一次不超过便表示第二反馈39非激活。在第二反馈39两个激活状态之间出现一次这样的交替时，可调整激活阈值SW2的值便对应于激光阈值LS的值。

因此，本发明的方法方面可以通过下列步骤实现：将一个与驱动信号I，I＇有关的信号f(I)提供给与第一反馈37围绕反馈信号的影响进行竞争的第二反馈39，其中在该第二反馈39中可调整激活阈值SW2是有效的，检测第二反馈39的激活状态，改变可调整激活阈值SW2，以便改变第二反馈39的激活状态，并在第二反馈39激活状态改变时，把激光阈值LS测定为可调整激活阈值SW2的值。

图5作为例子表示图4不同的块可能的电路技术实现的电路图。于是，退耦40通过晶体管60进行，该晶体管通过发射极电阻62连接到电源电位64，该晶体管由差分放大器14的输出信号控制，而其集电极接至阈值结点46。在按照图5的驱动电路36中，差分放大器的输出信号可以涉及电压或电流。该输出级38同样可以通过一个晶体管66实现，该晶体管通过一个发射极电阻68连接到电源电位64，该晶体管也由差分放大器的输出信号I控制，而其集电极电流用作激光二极管12驱动信号I＇。阈值滤波器44可以实现为数模转换器，按照控制电路24给定的由结点72代表的数据字的标准加权电流源70的基准电流I_dac。加权这样进行，使阈值滤波器44从阈值结点46减去一个强度可变的但是预先给定最大强度的电流。

一个电流镜74设有三个分支76，78和80，在阈值结点46的第一分支76镜像产生一个通过晶体管82和电阻84向外壳电位86流动的电流，作为其他两个分支78和80中的的反馈电流Ifb_2，这两分支同样各有晶体管88，90和发射极电阻92，94。第二分支78的晶体管88的集电极连接到差分放大器14的反馈信号输入端18，以此使第二反馈39闭合。

在图4中表示为块48的衰减，在按照图5的配置下，由分支76和78的电流换算比例给出。在第三分支80镜像产生的电流是从该第二反馈退耦的电流，使得第三分支80结合电流镜74的其他两个分支76，78代表图4退耦电路50的功能。这时，晶体管82，88，90和电阻84，92，94可以这样测定大小，在用作测量分支的第三分支80中，提供一个不同于用作反馈分支的第二分支78中的电流。例如，通过在测量分支80中一个较高的电流可以增大通过测量电阻96的电压降，这会提高测量灵敏度。例如，图4的检测器52通过比较器98结合测量电阻96实现。比较器98可以做成锁存比较器或者节拍比较器。除了差分输入端100和102以外，一个这样的节拍比较器还设有节拍输入端104，与控制电路24连接。用接入的节拍信号激活比较器98内部的正反馈耦合，把比较器98的输出端106的状态记录下来。这时，亦即，直至下一个节拍信号脉冲之前，它与输入信号无关。通过正反馈耦合，在转换时刻比较器98的放大(倍数)非常高，这样在差分输入端100和102之间即使最小的变化也会输出端106导致唯一的信号。这时，该第三阈值SW3可以在电路设计时用不同的方法实现。例如，实现为比较器98的一个大小相应测定的偏移量或者附加的电流阱，在晶体管80的集电极上取出的一个对应于第三阈值SW3的电流。

下面再次参见图4b说明这样测定的第一激活阈值在一个配置范围内在驱动电路的运行中是如何被补偿的。

就至今所描述的而言，激光二极管12的激光阈值LS作为驱动电流强度最小值测定，在这种情况下，激光二极管12发射在上述习惯的意义上一个输出信号。该驱动电流强度最后由差分放大器14产生，其容差本身可能在其输入/输出信号比上表现出来。

为了理解其它的配置要指出，差分放大器的特性曲线具有与激光二极管的特性曲线类似的形状，其中在组件12和差分放大器14电路下偏移电流的影响既可以使激光二极管12的特性曲线30向左移动，又可以使其向右移动。因此，由激光二极管12带有差分放大器14的电路运行时，给出激光二极管输出信号的激活阈值f(SW1)，它取决于激光二极管的容差和差分放大器偏移量的影响。

图3表示典型的(理想化的)特性曲线，它是针对这样的依存关系得出的。其中，画出激光二极管12输出信号P与基准信号Iref的关系，其中该特性曲线是在打开的反馈回路下(mit geoeffneter Schleife)，和在反馈信号输入端18接收恒定的信号的情况下测定的。图2中画出功率P与驱动电流I，以及与差分放大器输出端的值关系，与此不同，在图3的情况下画出功率P与差分放大器输入端的值Iref关系。在该图中，激光阈值LS，或者一般说来，该第一激活阈值SW1变换为值f(SW1)，以此在输入侧控制差分放大器，以便在输出侧产生一个与第一激活阈值SW1相应的驱动电流。

图3分别表示两个(理想化的)特性曲线32和34，其中数字32是最优特性曲线。该最优特性曲线32的特征在于，基准信号Iref偏离零的变化即使很小，结果也会是输出信号P偏离零的改变。

然而，由于差分放大器和激光二极管的容差，一般出现偏移的特性曲线。虚线表示的特性曲线34由最优特性曲线32通过向右移动而产生的，这对应于形成负的总偏移量：当最优特性曲线32作为Iref的函数观察时，该特性曲线34形成带有自变量(Iref-Ioff)的相同的函数，其中Ioff对应于所得到的总偏移量。

所述带有结点56和/或结点58的补偿电流源54用来补偿这个总偏移量。测定第一激活阈值SW1＝SW2之后，阈值滤波器44调节到一个较小的值，以便使第一反馈对补偿不有效。这样对于平衡模式中的差分放大器14产生一个在最大程度上与激活阈值SW1所测定的运行条件对应的，在正常运行时在激光二极管输出功率的控制下得出的运行条件。作为希望得到的结果平衡时的误差减到最小，这可以通过最终的反馈回路放大来调整。为了保证即使是其激光阈值处于容差间隔的下边沿(在上述例子中：在该间隔(10mA，50mA)的下边沿)的激光二极管仍旧不被激活，不知道激活阈值SW1时，必须把平衡时有效的第二阈值SW2调整到一个小得多的值上。该第二反馈的激活改变时，所述SW1和SW2间的平衡，对于电流源38和40中的电流相等的特殊情况也是如此。然而，最好这个电流源38，40这样测定大小，使得电流源40的电流小于电流源38的电流。当例如，电流源38中的电流例如，对应于电流源40的x倍时，在一个SW2值下，第二反馈的激活相应地改变，满足方程式SW1＝x*SW2。因此，这种关系一般用来求出激活阈值。

作为补充，开关42闭合，基准信号发生器22通过控制电路24被去激活，这样不再给差分放大器14的基准信号输入端16提供信号。由于其他拓朴，图5中的开关42打开。

若该电路在适应之前具有图3向右偏移的特性曲线34，则在基准信号Iref断开的情况下没有输出信号，这通过该第二反馈作为衰减后的信号Ifb_2可以送回差分放大器14的反馈信号输入端18，因为在该第二反馈中有效的第二激活阈值SW2预先调节到第一激活阈值SW1的值上(或者一个略微偏移的值上)。退耦电路50使信号与第二反馈退耦，其中形成反馈信号Ifb_2。该形成可以是相同的，这样检测器52中提供一个信号Ifb_2。在所述情况下，这个信号等于零，或者小于阈值SW3。

该检测器52把所提供的反馈信号Ifb_2与预先给定的阈值SW3比较，并在低于或者高于第三阈值SW3时向控制电路24提供相应的信号。控制电路24通过在块24和52之间的虚线连接例如，控制检测器52。这样，该检测器52以控制电路24预先给定的时间节拍把输入信号检测下来，并与第三阈值SW3比较。该第三阈值SW3可以这样测定大小，这在图3中对应于值f(SW3)。这时，图3中的f(SW3)值为了便于分别，画在P轴上相对较高的位置和实现本发明时仍需进一步引向坐标原点。

当开始未超过第三阈值SW3时，诸如图3特性曲线34就是这种情况，控制电路24通过补偿电流源54引起补偿电流的步进式的改变，该电流通过结点56接在基准信号输入端16和/或通过结点58接在差分放大器14的反馈信号输入端18，以便补偿那里有效的偏置电流以及激光二极管12的激光阈值LS。为了实现基准信号输入端16上正的(负的)补偿电流的作用，必须在反馈信号输入端18提供符号为负的(正的)信号。正如已经说明的，特性曲线34对应于负的总偏移量，当该补偿电流通过基准信号输入端16提供时，这样控制电路24在这种情况下调整补偿电流源54一个正的补偿电流。这在改变反馈信号Ifb_2时通过该第二反馈形成。

在图3特性曲线34的情况下，把正的补偿电流注入结点56使特性曲线34向左移动。这样特性曲线34与P轴的切合点下降。通过控制电路24结合补偿电流源54反复提高正的补偿电流使特性曲线34逐渐进一步向左滑动直至达到f(SW3)的值。检测器52检测这个达到并由控制电路24记录。控制电路24命令补偿电流源54保持最后使用的补偿电流值和在后来运行模式中与激活的第一反馈一起使用。为了在正常运行时使第二反馈去激活，控制电路24在后来的运行模式中还打开图3中的开关42。去激活第二反馈的相同的作用在按照图5的配置中通过使开关42闭合达到。

Claims (11)

1.一种测定激光二极管的激光阈值的方法，其中该激光二极管根据第一反馈信号和第二反馈信号由驱动电路(36a)驱动，其中第一反馈信号通过激光二极管(12)的光输出信号的光耦合(28)提供，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

由驱动电路(36a)和该激光二极管(12)之间取出的电信号(f(I))提供第二反馈信号；

将该电信号(f(I))与一个可调整激活阈值(SW2)比较；

将该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值(SW2)的部分进一步提供给驱动电路(36a)，使得该第二反馈信号只有在出现该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值(SW2)的部分时才激活；

改变该可调整激活阈值(SW2)，以使该第二反馈信号的激活状态改变；

根据该第二反馈信号的激活状态改变时所对应的该可调整激活阈值(SW2)的值测定激光二极管(12)的激光阈值。

2.一种驱动电路，用于测定激光二极管(12)的激光阈值，其中该驱动电路(36a)产生驱动信号(I，I′)，而该激光二极管(12)产生与该驱动信号(I，I′)相关的输出信号，其特征在于，所述驱动电路包括：

差分放大器(14)，具有基准信号输入端(16)、反馈信号输入端(18)和输出端(20)，该输出端(20)提供该驱动信号(I，I′)；

第一反馈电路(37)，与该差分放大器(14)的反馈信号输入端(18)耦合，通过光耦合(28)提供激光二极管(12)的输出信号的一部分；

第二反馈电路(39)，与该差分放大器(14)的反馈信号输入端(18)耦合，通过电结点(41)向驱动电路(36a)和该激光二极管(12)之间的传输驱动信号(I，I′)的连接部分提供电信号(f(I))；其中，该第二反馈电路(39)把该电信号(f(I))与一个可调整激活阈值(SW2)比较，只将该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值(SW2)的部分进一步提供给该差分放大器(14)的反馈信号输入端(18)，使得只有在出现该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值(SW2)的部分时该第二反馈电路(39)才激活；该第二反馈电路(39)改变该可调整激活阈值(SW2)以使其激活状态改变，并根据该第二反馈电路(39)的激活状态改变时对应的该可调整激活阈值(SW2)的值测定激光二极管(12)的激光阈值。

3.按照权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，该第二反馈电路(39)有一个阈值滤波器(44)，只让该电信号(f(I))中超过该可调整激活阈值(SW2)的信号通过。

4.按照权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，该阈值滤波器(44)为可控的电流源，接收或者给出一个直至与该可调整激活阈值(SW2)对应的电流强度的电流。

5.按照权利要求2至4中任一项所述的驱动电路，其特征在于，该差分放大器(14)的基准信号输入端(16)由基准信号发生器(22)提供电压。

6.按照权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，该第二反馈电路(39)有一个退耦电路(50)，从该第二反馈电路(39)退耦出一个反馈信号，并提供给一个分割电路(24，52)以监视该第二反馈电路(39)的激活状态。

7.按照权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，该退耦电路(50)有一个电流镜(74)，在引向反馈信号输入端(18)的分割电路(24，52)的电流分支(78)和测量分支(80)内形成从该差分放大器(14)送入该第二反馈电路(39)的电流。

8.按照权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，该分割电路(24，52)有一个检测器(52)，测量该退耦的反馈信号的信号强度，并将其转传给控制电路(24)。

9.按照权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，该检测器(52)定期测定该信号强度。

10.按照权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，该检测器(52)为节拍比较器(98)。

11.按照权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，该分割电路(24，52)还有一个偏移量补偿信号源(54)，该分割电路(24，52，54)在把测定的激光阈值的大小(SW1)存储之后，利用该激光阈值的大小(SW1)形成并储存一个补偿信号，该补偿信号补偿该激光阈值(SW1)直至达到一个定义的剩余偏差为止，而且该补偿信号源(54)除了由基准信号发生器(22)提供的基准信号以外，还向基准信号输入端(16)或者反馈信号输入端(18)提供所储存的补偿信号。

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