CN102437506A - 一种用于激光二极管的差分驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于激光二极管的差分驱动电路，包括差分驱动电路、D+信号传输线，D-信号传输线，D+信号传输线与D-信号传输线长度不同。由于D+和D-信号不同时到达，使得上升沿和下降沿更加平滑，而不是一个单一斜率的上升沿和下降沿，从而使得波形更好地与负载相匹配，降低激光器的过载、抖动和尖峰等，有效地降低了色散代价。

Description

一种用于激光二极管的差分驱动电路
技术领域
本发明涉及激光通信领域，特别是涉及一种用于激光二极管的差分驱动电路。
背景技术
目前差分驱动电路广泛应用于激光二极管的驱动电路。如图1所示的一个典型差分驱动电路，调制电流通过阻尼电阻(RD)加在激光器阴极。激光器阳极直接连接至电源，驱动器偏置输出经过铁氧体磁珠隔离后为激光器提供偏置。对于平衡的直流和交流负载，通过铁氧体磁珠和电阻构成的并联网络将驱动电路互补输出上拉至Ucc，该电阻匹配于激光器负载和阻尼电阻的等效阻抗。RC并联网络(RF和CF)提供高频衰减。驱动器输出电容CP(CP1和Cp2)表示输出晶体管等效电容、封装和电路板寄生电容的等效值。驱动电路通过差分电流开关电路向LD输出调制电流，偏置电流发生器向LD提供直流偏置电流。
在现有的差分驱动电路中，差分驱动信号OUT+端和OUT-端传输长度相同，差分驱动信号Dp(OUT+端)和Dn(OUT-端)脉冲同时到达负载，因此负载接收到的波形为Dp-Dn。如图2所示，负载接收到的电气信号波形为单一斜率的上升和下降波形。这种波形使得激光在传输过程中，抖动非常大，而且色散代价比较高。
发明内容
本发明为了解决上述抖动大、色散代价高的问题，为此提供一种非平衡差分驱动电路。所述方案为：一种用于激光二极管的差分驱动电路，包括差分驱动电路、D+信号传输线，D-信号传输线，D+信号传输线与D-信号传输线长度不同。
根据本发明的实施例，所述差分驱动电路D+信号传输线比D-信号传输线短或长。且D+信号与D-信号之间的延迟时间为上升沿或下降沿的0.2-0.4倍。对于1.25Gbs传输设备，D+信号与D-信号之间的延迟时间60-100ps；对于2.5Gbs传输设备，D+信号与D-信号之间的延迟时间30-60ps。对于6Gbs传输设备，D+信号与D-信号之间的延迟时间10-20ps。
通过本发明非平衡差分传输后负载接收到的波形，负载的波形的上升沿和下降沿平滑了很多。通过非平衡传输来改善负载波形，使得上升沿和下降沿更加平滑，而不是一个单一斜率的上升沿和下降沿，从而使得波形更好地与负载相匹配，降低激光器的过载、抖动和尖峰等，有效地降低了色散代价。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是现有激光二极管的差分驱动电路示意图；
图2是现有激光二极管的差分驱动电路的驱动波形示意图；
图3是本发明的非平衡差分驱动电路示意图；
图4是本发明的非平衡差分驱动电路的驱动波形示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图3所示的本发明非平衡差分驱动原理图，其包括差分驱动电路、D+信号传输线，D-信号传输线，D+信号传输线与D-信号传输线长度不同，比如D+信号传输线比D-信号传输线短。由于D+信号传输线比D-信号传输线端短，因D-的信号Dn比D+的信号Dp延迟达到。
图4是D+信号传输线比D-信号传输线短的情况下，通过差分传输后负载接收到的波形，从图4可以看出，负载的波形的上升沿和下降沿平滑了很多。通过非平衡传输来改善负载波形，使得上升沿和下降沿更加平滑，而不是一个单一斜率的上升沿和下降沿，从而使得波形更好地与负载相匹配，降低激光器的过载、抖动和尖峰等，有效地降低了色散代价。
当D+信号传输线比D-信号传输线长时，D+的信号Dp比D-的信号Dn延迟达到，其负载的波形与图4类似，负载的波形的上升沿和下降沿平滑了很多，因此也达到本发明的目的。
延迟时间T＝(Dp-Dn)/v，其中Dp表示D+信号传输线长度，Dn表示D-信号线长度，v表示信号在传输线中的传输速度。因此，在每个具体实际应用中，只要知道了延迟时间T和速度，就可以根据需要设置D+和D-信号线的长度差。
对于置D+和D-之间的延迟时间，如果太小，不能起到负载波形的平滑作用；如果延迟太大，可能导致负载的波形的上升沿和下降沿太平滑，以至于导致眼图被关闭。在通过大量的实验和仿真表明，延迟时间一般为上升沿或下降沿时间的0.2-0.4倍比较合适，比如，对上升沿(或下降沿)时间为150ps，延迟时间在30-60ps，其效果最佳，其负载波形既平滑，其眼图也非常好。一般来说，对于1.25Gbs，延迟时间在60-100ps，在2.5Gbs，延迟时间再30-60ps，对于6Gbs，延迟时间在10-20ps比较合适。
对于非平衡传输线的实现，一般可以选用带状线(Stripline)和微带线(microstrip line)来实现，这是本领域成熟技术，这里就不再讨论。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种用于激光二极管的差分驱动电路，包括差分驱动电路、D+信号传输线，D-信号传输线，其特征在于，D+信号传输线与D-信号传输线长度不相等。
2.根据权利要求1所述的差分驱动电路，其特征在于，D+信号传输线比D-信号传输线短。
3.根据权利要求1所述的差分驱动电路，其特征在于，D+信号传输线比D-信号传输线长。
4.根据权利要求1、2或3所述的差分驱动电路，其特征在于，D+信号与D-信号之间的延迟时间为上升沿或下降沿的0.2-0.4倍。
5.根据权利要求4所述的差分驱动电路，其特征在于，所述差分驱动电路用于1.25Gbs传输设备，D+信号与D-信号之间的延迟时间60-100ps。
6.根据权利要求4所述的差分驱动电路，其特征在于，所述差分驱动电路用于2.5Gbs传输设备，D+信号与D-信号之间的延迟时间30-60ps。
7.根据权利要求4所述的差分驱动电路，其特征在于，所述差分驱动电路用于6Gbs传输设备，D+信号与D-信号之间的延迟时间10-20ps。
8.根据权利要求1至7之一所述的差分驱动电路，其特征在于，D+信号与D-信号之间的延迟时间通过带状线或微带线实现。
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