CN102571003A - 一种电吸收调制激光器偏置电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电吸收调制激光器偏置电路，包括：由一电吸收调制器EA、一半导体激光器LD和一监视二极管PD三者共阴极接地构成一光发射组件TOSA，所述半导体激光器LD阳极通过第一限流电阻接电源Vcc；一不可调节输出电压的转换电荷泵或开关管芯片，其正电源脚接电源Vcc，负电源脚接地，输出脚连接第一电感的一端，该电感另一端接所述监视二极管PD阳极和第三滤波电容的一端，该电容另一端接地；还包括一运算放大器，其正电源脚接电源Vcc，负电源脚接监视二极管PD阳极，正输入脚接地，负输入脚通过一回路电阻与外部偏压设置连接；一反馈电阻连接于所述运算放大器的负输入脚和输出脚之间，所述运算放大器输出脚与所述电吸收调制器EA的阳极连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种外调激光器偏置电路，尤其涉及一种电吸收调制激光器偏置电路。
背景技术
为了实现数据在光纤上的传输，信号需要通过光纤收发器进行电光转换和光电转换，电光转换是通过半导体激光器完成的。半导体激光器根据调制方式不同，主要分两种：直接调制激光器和外调制激光器。在中长距的传输上，主要采用的是外调制激光器。此类激光器虽结构复杂，成本高，但能获得较大的色散容限值，传输距离多在40公里以上。外调制激光器包括：电吸收调制激光器和铌酸锂调制激光器，其中电吸收调制激光器通常采用将电吸收调制器和半导体激光器集成在一个芯片衬底上，在10G MSA-XMD-TOSA协议中定义将电吸收调制器EA，半导体激光器LD，监视二极管PD三者共阴极连接并通过一个管脚引出。典型的电吸收调制激光器驱动电路，通常采用一正电源Vcc(取3V或5V)为半导体激光器提供正向偏置，一负电源分别为电吸收调制器EA和监视二极管PD提供反向偏置。但是现在很多系统厂商都不再提供负电源，这就要求模块制造厂家需要对模块内部电源进行处理，由光纤收发器模块内部产生负电源对电吸收调制器EA和监视二极管PD供电。如图1所示，半导体激光器LD经过第三电阻R3连接到电源Vcc，利用一个不可调节输出电压的电荷泵或开关管芯片IC1通过由第二电感L2和第四电容C4构成的一个滤波网络为监视二极管PD提供负电压；一个可调节输出电压的电荷泵或开关管芯片IC2通过外部的偏压设置信号和第一电阻R1用于调节其反馈电压，芯片IC2输出端经过第一电感L1，第二电阻R2及第二、第三电容C2、C3组成的滤波网络为电吸收调制器EA提供合适的偏置电压，两芯片IC1、IC2正电源脚接电源Vcc，负电源脚均接地。但是该方法输出的负电压纹波较大，容易受到外部干扰，导致整个电吸收调制激光器偏置电路不稳定。
发明内容
为了克服以上缺点，本发明提供一种工作性能稳定的电吸收调制激光器偏置电路。
本发明采用如下技术方案：一种电吸收调制激光器偏置电路，包括：由一电吸收调制器EA、一半导体激光器LD和一监视二极管PD三者共阴极接地构成一光发射组件TOSA，所述半导体激光器LD阳极通过第一限流电阻接电源Vcc；一不可调节输出电压的转换电荷泵或开关管芯片，其正电源脚接电源Vcc，负电源脚接地，输出脚连接第一电感的一端，该电感另一端接所述监视二极管PD阳极和第三滤波电容的一端，该电容另一端接地；还包括一运算放大器，其正电源脚接电源Vcc，负电源脚接监视二极管PD阳极，正输入脚接地，负输入脚通过一接地回路电阻与外部偏压设置连接；一反馈电阻连接于所述运算放大器的负输入脚和输出脚之间，所述运算放大器输出脚与所述电吸收调制器EA的阳极连接。
所述运算放大器的输出脚与所述电吸收调制器EA阳极之间还连接第二限流电阻和接地第二滤波电容。
所述运算放大器的负输入脚还连接一接地第一滤波电容。
所述回路电阻的取值0.1KΩ～10KΩ，反馈电阻的取值1KΩ～100KΩ，第一限流电阻的取值0Ω～0.05KΩ，第二限流电阻的取值0Ω～1KΩ，第一、第三滤波电容取值0.01uF～20uF，第一电感的取值0.1 uH～10uH。
由于上述电吸收调制激光器偏置电路中采用了运算放大器代替了可调节输出电压的电荷泵或开关管芯片，成本低，利用负电源给运算放大器供电，再加上外部的一些滤波电路，这样输出的负电压信号纹波较小，整个激光器偏值电路工作性能稳定。
附图说明
图1表示现有技术电吸收调制激光器偏置电路原理图；
图2表示本发明电吸收调制激光器偏置电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明最佳实施例。
如图2所示的一种电吸收调制激光器偏置电路，包括：由一电吸收调制器EA、一半导体激光器LD和一监视二极管PD三者共阴极接地构成一光发射组件TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly)，半导体激光器LD的阳极通过第一限流电阻R11接电源Vcc(取值3V或5V)。一不可调节输出电压的转换电荷泵或开关管芯片IC1，其正电源脚接电源Vcc，负电源脚接地，输出脚连接第一电感L11的一端，该电感L11另一端接监视二极管PD阳极和第三滤波电容C13的一端，该电容另一端接地。还包括一运算放大器IC3，其正电源脚接Vcc，负电源脚接监视二极管PD阳极，正输入脚接地，负输入脚通过一接地回路电阻R14与外部偏压设置信号连接。一反馈电阻R13连接于运算放大器IC3的负输入脚和输出脚之间，运算放大器IC3输出脚与电吸收调制器EA的阳极连接。运算放大器IC3的输出脚与电吸收调制器EA阳极之间还连接第二限流电阻R12和接地第二滤波电容C12。运算放大器IC3的负输入脚还连接一接地第一滤波电容C11。
正常工作时，电源Vcc经过不可调节输出电压的转换电荷泵或开关管IC1转换为负电源VSS，再经过第一电感L11及第三滤波电容C13为运算放大器IC3提供负电源。运算放大器IC3的正输入脚接地，负输入脚与外部偏压设置信号通过反馈电阻R13及回路电阻R14形成反馈网络并和正输入脚形成减法器，运算放大器IC3的输出脚电压值Vout与反馈电阻R13及回路电阻R14阻值大小满足公式：Vout=-VsetR13/R14，其中Vset为外部的偏压设置电压。Vout输出电压值范围理论为（0～VSS），第一电阻R11及第三滤波电容C13形成滤波网络。
回路电阻R14的取值0.1KΩ～10KΩ，反馈电阻R13的取值1KΩ～100KΩ，第一限流电阻R11的取值0Ω～0.05KΩ，第二限流电阻R12的取值0Ω～1KΩ，第一、第三滤波电容C11、C13取值0.01uF～20uF，第一电感L11的取值0.1 uH～10uH。
监视二极管PD及运算放大器IC3的负电源VSS可以直接采用一个不可调节输出电压的转换电荷泵或开关管IC1来实现，再加上外部的一些滤波电路，这样输出的调制器的偏压信号纹波较小，此电路工作起来也更加稳定。
Claims (4)
1.一种电吸收调制激光器偏置电路，包括：由一电吸收调制器EA、一半导体激光器LD和一监视二极管PD三者共阴极接地构成一光发射组件TOSA，所述半导体激光器LD阳极通过第一限流电阻（R11）接电源Vcc；一不可调节输出电压的转换电荷泵或开关管芯片（IC1），其正电源脚接电源Vcc，负电源脚接地，输出脚连接第一电感（L11）的一端，该电感（L11）另一端接所述监视二极管PD阳极和第三滤波电容（C13）的一端，该电容另一端接地；其特征在于，还包括一运算放大器（IC3），其正电源脚接电源Vcc，负电源脚接监视二极管PD阳极，正输入脚接地，负输入脚通过一接地回路电阻（R14）与外部偏压设置连接；一反馈电阻（R13）连接于所述运算放大器（IC3）的负输入脚和输出脚之间，所述运算放大器（IC3）输出脚与所述电吸收调制器EA的阳极连接。
2.根据权利要求1所述的电吸收调制激光器偏置电路，其特征在于，所述运算放大器（IC3）的输出脚与所述电吸收调制器EA阳极之间还连接第二限流电阻（R12）和接地第二滤波电容（C12）。
3.根据权利要求1或2所述的电吸收调制激光器偏置电路，其特征在于，所述运算放大器（IC3）的负输入脚还连接一接地第一滤波电容（C11）。
4.根据权利要求3所述的电吸收调制激光器偏置电路，其特征在于，所述回路电阻（R14）的取值0.1KΩ～10KΩ，反馈电阻（R13）的取值1KΩ～100KΩ，第一限流电阻（R11）的取值0Ω～0.05KΩ，第二限流电阻（R12）的取值0Ω～1KΩ，第一、第三滤波电容滤波电容（C11、C13）取值0.01uF～20uF，第一电感（L11）的取值0.1 uH～10uH。
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