CN102545040B - 一种突发模式光功率保持监控电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种突发模式光功率保持监控电路，其特征在于它包括一采样端，实时对激光器背光二极管电流回路进行电压采样，得到一个与所述背光二极管光电流成正比的采样电压；一使能端，连通所述激光器的突发模式使能信号，以及一输出端，该输出端在所述使能信号有效时实时输出所述采样电压，在所述使能信号无效保持经过一预置时间后时则输出一个预置电压，所述预置电压与所述背光二极管标示激光器正常工作时得到的所述采样电压相当。当激光器的突发禁止时间过长时，其后级模块诸如模拟一数字转换模块得到的电压仍然是背光二极管正常工作时的采样电压，不会下降而甚至趋近于零，使得监控此电压的设备可以得到一个比较稳定的监控值，便利了检测和状态判断。

Description

一种突发模式光功率保持监控电路

技术领域

本发明涉及一种光通信领域激光器的监控电路，具体是用于突发模式激光器光功率的保持监控电路。

背景技术

突发模式的激光器需要对其光输出状态进行实时监控，以便于其他控制电路作出相应的决策；并且，这类监控通常都是采用了激光器封装内的背光二极管，转化器监视的光输出为光电流，再由光电流转换为正比的电压予以采样，作为监控参数。工作于突发模式的激光器，并不是时刻都使能导通，而会发生长时间突发禁止的状态，这种突发禁止状态，激光器本身截止，故而不会使背光二极管监控得到光电流。如此除了激光器工作时正常与否的状态以外，还会发生采样的电压衰减到零的情况，如此，会使监控显示的电压值不稳定，给监控带来额外的麻烦，因为需要区分背光二极管光电流衰减的异常，和因为突发禁止本身带来的采样电压不稳定的状况，使判断和检测显得繁琐和不便。即便有采样电压保持电路，也会因为其突发禁止时间过长，而采样电容放电完毕，同样地使采样电压趋近于零。

发明内容

根据以上所述一般监控采样电路在突发禁止时间过长导致监控电压下降过低影响判断的问题，本发明提出一种突发模式光功率保持电路，其技术方案如下：

一种突发模式光功率保持监控电路，它包括

一实时采样模块，包括：

一使能端，级联的一采样保持电路和一电压跟随电路，一采样端位于所述采样保持电路；一跟随端位于所述电压跟随电路；该采样端实时对激光器背光二极管电流回路进行电压采样，得到一个与所述背光二极管光电流成正比的采样电压；该使能端连通所述激光器的突发模式使能信号；在所述使能端控制下，所述采样电压经所述采样保持电路滤波后由所述跟随端输出；以及

一离线保持模块，具有一输入端、一输出端和一控制端；所述控制端与所述使能端连通，所述输入端在所述使能信号有效时与所述跟随端连接；

其中，所述离线保持模块在所述使能信号无效保持经过一预置时间后切断与所述跟随端的连接，并连通一预置电压。该离线保持模块包括一延时切换模块，该延时切换模块包括所述控制端、一时钟计数端、一常开控制端和一常闭控制端；所述使能信号与系统清零信号连于一或非门的两个输入端，该或非门输出端连接一计数器的一复位端；其中，所述计数器的时钟端作为所述时钟计数端，其输出端作为所述常闭控制端，所述常闭控制端通过一反相器输出为所述常开控制端。所述常开控制端用于控制所述预置电压与所述输出端的连通；所述常闭控制端用于控制所述跟随端与所述输出端的连通；在所述使能信号有效时，所述常开控制端保持常开；所述使能信号无效时，该延时切换模块根据所述计数端的时钟信号开始计数，若此状态保持到所述预置时间，则所述常开控制端闭合；任意时间所述使能信号有效均可打破此状态；

该输出端在所述使能信号有效时实时输出所述采样电压，在所述使能信号无效保持经过一预置时间后时则输出所述预置电压，所述预置电压与所述背光二极管标示激光器正常工作时得到的所述采样电压相当。

作为本技术方案的优选者，可以在如下方面具有改进：

具有采样保持电路方案的基础上，一较佳实施例中，所述采样保持电路包括一采样开关、一第一滤波电阻和一第一滤波电容；所述采样端通过所述采样开关再与所述第一滤波电阻串联；所述第一滤波电阻另一端连接所述第一滤波电容到地，同时连接所述电压跟随电路。

具有离线保持模块的技术方案基础上，一较佳实施例中，所述离线保持模块还包括一第二滤波电阻和一第二滤波电容；所述输入端通过所述第二滤波电阻连接所述输出端；所述第二滤波电容连接所述输出端与地。

一较佳实施例中，所述预置电压为一分压电阻工作于一预置电流时的分压，所述预置电流为所述背光二极管正常工作时的平均采样电流值。

本技术方案带来的有益效果是：

1.当激光器的突发禁止时间过长时，其后级模块诸如模拟-数字转换模块得到的电压仍然是背光二极管正常工作时的采样电压，不会下降而甚至趋近于零，使得监控此电压的设备可以得到一个比较稳定的监控值，减少了电压的浮动范围，消除了监控电压过低的情况，便利了检测和状态判断。

2.采用计数器的延时切换模块，其电路简单有效，通过一个计数器和简单门电路即完成自动延时切换控制，具有较强的实用性。

附图说明

以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例一示意图；

图2是本发明实施例二部分示意图；

图3是图2所示实施例延时切换模块的示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1，本发明实施例一示意图；

激光器LD正极与背光二极管PD负极相连于Vdd，并且LD与PD都位于同一封装内，来自激光器LD的光输出部分进入背光二极管PD，使背光二极管PD在其电流回路中产生一定的光电流，以至于流过R2就可以得到与光电流成正比的采样电压。

一实时采样模块20，具有接入上述采样电压的采样端21，同时通过一个使能端23接入了激光器LD的使能信号EN，使能信号是激光器LD突发使能工作的标记，一般而言，使能信号EN通常都是高电平有效，当EN有效时，实时采样模块20的跟随端22输出其采样端21得到的采样电压，此跟随端22与采样端21电流隔离而不相影响。当EN为低电平，即无效时，跟随端22无法输出LD正常工作时R2的采样电压。

跟随端22后方连接于一个离线保持模块10的输入端11。离线保持模块10具有一个连接于使能信号EN的控制端12,以及一个向后级模拟-数字转换装置30输出的输出端13；该输出端13在使能信号EN有效时实时输出采样电压，也即实时采样模块20从其采样端21得到的电压。此状态即是一般情况的监控状态——激光器LD突发使能工作，背光二极管PD产生实时的光电流，采样端21得到正比于光电流的采样电压，通过实时采样模块20、离线保持模块10，最终输出至模拟-数字转换模块30。

在使能信号EN无效，即低电平时，意味激光器LD已经处于突发禁止状态，自然背光二极管PD不会有相应的光电流，实时采样模块20的采样端21的电压为0，跟随端22短时间内保持着正常工作时的采样电压，随着时间流逝，由于采样保持电路的非理想特性，跟随端22上的电压会逐渐释放到地直至为0，模拟-数字转换模块30就会得到渐渐趋于零的电压，最终从后面的显示设备等其他后级装置上得到的电压值按此状态就会趋于零。但由于离线保持模块10在使能信号EN无效时即进入一个延迟环节，使得使能信号EN保持经过一预置时间后时，离线保持模块10的输出端13输出一个预置电压Vref，该预置电压Vref与背光二极管标示激光器正常工作时得到的采样电压相当——预置时间根据整个电路的采样保持情况设定，只要在输出端13输出预置电压Vr ef时，原本输出端13上的采样电压并未下降过多即可，本例中，控制离线保持模块10中的延迟环节，使EN无效时，输出端13的采样电压值略有下降即到达预置时间，离线保持模块10就切断与跟随端22的连接，并且立即接入一个稳定的Vref，使输出端13输出Vref。如此，当激光器LD的突发禁止时间过长时，其后级模块诸如模拟-数字转换模块30得到的电压仍然是Vref，不会下降而甚至趋近于零，使得监控此电压的设备可以得到一个比较稳定的监控值，减少了电压的浮动范围，消除了监控电压过低的情况，从而也就便利了检测和状态判断。

实施例二：

如图2，本发明实施例二部分示意图；图3是图2所示实施例延时切换模块的示意图；结合此二图予以说明：

采样开关K1、第一滤波电阻R0两者串联，且采样开关K1的左端作为采样端21连接在背光二极管PD的正极；第一滤波电阻R0和第一滤波电容C0构成了滤波网络，并且通过一个电压跟随器Buffer输出至跟随端22，因此，采样开关K1、第一滤波电阻R0和第一滤波电容C0构成了实时采样模块20的主要内容；采样开关K1受使能信号EN控制，高电平有效。

离线保持模块10内具有第二滤波电阻R1和第二滤波电容C1，二者组成的滤波网络输出作为输出端13连接后级的模拟-数字转换器30；在第二滤波电阻R1之前具有一个开关阵列，包括了一常闭开关K2和常开开关K3，K2受控于常闭控制端CRL，K3受控于常开控制端CRLV。而CRL和CRLV的信号来自于延时切换模块40。

延时切换模块10包括一个计数器41、一个或非门以及一个反相器；控制端12位于或非门的一个输入端，连接激光器LD的使能信号EN；计数器41具有一时钟计数端42,此时钟计数端42乃是计数器的时钟信号输入连接于系统的时钟CLK；计数器41的计数输出端44作为常闭控制端CRL，同时计数输出端44通过一个反相器后作为常开控制端CRLV，可见，CRL端和CRLV端信号电平同步且完全相反。另外，或非门为两个输入端的形式，另一输入端接入系统的复位信号POR；或非门连接了计数器41的复位端，低电平有效。

可见，在系统复位信号POR清零后，在EN为低电平时开始计数，在计数到预置时间后，常闭控制端CRL为高电平；在EN为高电平时则计数器41复位，CRL为低电平。也就是，当EN出现足够长以至于达到预置时间的低电平后，延时切换模块10就发挥功能，使常闭控制端CRL控制K2断开，同时常开控制端CRLV闭合，使来自R3的分压接入了第二滤波电阻R1，最终从输出端13输出。在任何时候，只要使能信号EN为高电平，都可以激活常闭控制端CRL闭合，从而输出端13可以实时监控采样端21的电压信息。本实施例的电路简单有效，通过一个计数器和简单门电路即完成自动延时切换控制，具有较强的实用性。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种突发模式光功率保持监控电路，其特征在于：它包括

一实时采样模块，包括：

一使能端，级联的一采样保持电路和一电压跟随电路，一采样端位于所述采样保持电路；一跟随端位于所述电压跟随电路；该采样端实时对激光器背光二极管电流回路进行电压采样，得到一个与所述背光二极管光电流成正比的采样电压；该使能端连通所述激光器的突发模式使能信号；在所述使能端控制下，所述采样电压经所述采样保持电路滤波后由所述跟随端输出；以及

一离线保持模块，具有一输入端、一输出端和一控制端；所述控制端与所述使能端连通，所述输入端在所述使能信号有效时与所述跟随端连接；

其中，所述离线保持模块在所述使能信号无效保持经过一预置时间后切断与所述跟随端的连接，并连通一预置电压，该离线保持模块包括一延时切换模块，该延时切换模块包括所述控制端、一时钟计数端、一常开控制端和一常闭控制端；所述使能信号与系统清零信号连于一或非门的两个输入端，该或非门输出端连接一计数器的一复位端；其中，所述计数器的时钟端作为所述时钟计数端，其输出端作为所述常闭控制端，所述常闭控制端通过一反相器输出为所述常开控制端，所述常开控制端用于控制所述预置电压与所述输出端的连通；所述常闭控制端用于控制所述跟随端与所述输出端的连通；在所述使能信号有效时，所述常开控制端保持常开；所述使能信号无效时，该延时切换模块根据所述计数端的时钟信号开始计数，若此状态保持到所述预置时间，则所述常开控制端闭合；任意时间所述使能信号有效均可打破此状态；

该输出端在所述使能信号有效时实时输出所述采样电压，在所述使能信号无效保持经过一预置时间后时则输出所述预置电压，所述预置电压与所述背光二极管标示激光器正常工作时得到的所述采样电压相当。 

2.根据权利要求1所述一种突发模式光功率保持监控电路，其特征在于：所述采样保持电路包括一采样开关、一第一滤波电阻和一第一滤波电容；所述采样端通过所述采样开关再与所述第一滤波电阻串联；所述第一滤波电阻另一端连接所述第一滤波电容到地，同时连接所述电压跟随电路。

3.根据权利要求1所述一种突发模式光功率保持监控电路，其特征在于：所述离线保持模块还包括一第二滤波电阻和一第二滤波电容；所述输入端通过所述第二滤波电阻连接所述输出端；所述第二滤波电容连接所述输出端与地。

4.根据权利要求1所述一种突发模式光功率保持监控电路，其特征在于：所述预置电压为一分压电阻工作于一预置电流时的分压，所述预置电流为所述背光二极管正常工作时的平均采样电流值。 

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