CN107689832B - 光发射器及适用于一光发射器的调控方法 - Google Patents

光发射器及适用于一光发射器的调控方法 Download PDF

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Abstract

一种光发射器及适用于一光发射器的调控方法，该光发射器包含：激光驱动器，用以根据传输数据、偏压控制码与调制控制码，输出激光二极管电流；激光二极管，用以接收激光二极管电流，并输出光信号；光二极管，用以接收光信号，并输出光二极管电流；参考驱动器，用以根据传输数据、传输使能信号、参考偏压码与参考调制码，输出参考电流；双重比较电路，用以比较监控光二极管电流与参考电流，并输出第一决策与第二决策；以及数字信号处理单元，用以根据第一决策与第二决策，调整偏压控制码与调制控制码。

Description

光发射器及适用于一光发射器的调控方法
技术领域
本公开涉及光发射器，特别涉及一种光发射器及适用于一光发射器的调控方法。
背景技术
本公开内容使用了所属领域的技术人员理解的术语和与微电子基本概念，诸如「电压」、「信号」、「逻辑信号」、「电阻器」、「电容器」、「电感」、「电流」、「激光二极管」、「光电二极管」、「电流源」、「数字模拟转换器(DAC)」、「模拟数字转换器(ADC)」、「比较器」，「转阻放大器(TIA)」、「低通滤波器」、「晶体管」、「N通道金属氧化物半导体(NMOS)」、「电路节点」、「接地节点」与「差分对」。类似这些的术语和与基本概念对本领域的技术人员来说是显然明白的，因此将不会在此详细说明。
本公开内容中，一个逻辑信号有两种状态：「高」和「低」，这也可以被重新表述为「1」和「0」。为简洁起见，逻辑信号于「高」(「低」)状态可被简单地表示为逻辑信号为「高」(「低」)，或可替代地，逻辑信号为「1」(「0」)。此外，为简洁起见，引号可以省略和紧接上面简单地表述为逻辑信号为高(低)，或可替代地，逻辑信号为1(0)，应当理解，此是描述的逻辑信号的状态。
逻辑信号在高是有效的，逻辑信号在低是失效的。
本公开内容是以一种工程上的常规所描述，其中第一量值被认为是等于第二量值时，两者之间的差值比规定的公差更小，因此可以忽略不计。
突发模式光发射器被应用于，如千兆位元被动光网络(GPON)。一个现有技术的突发模式激光发射器100的功能方框图在图1A中描绘。发射器100包括：激光驱动器110接收传输数据TXD、传输使能信号TEN、偏压电流IB与调制电流IM，并输出输出电流IO；激光二极管120接收输出电流IO，并发射光信号，其包括正面部分121与背面部分122；光纤130接收光信号的正面部分121；光二极管140从激光二极管120的背面接收光信号的背面部分122，并输出光二极管电流IPD；自动功率控制块150接收光二极管电流IPD、传输数据TXD与传输使能信号TEN，并输出偏压电流IB与调制电流IM。本公开内容中，VDD表示电源节点。发射机100的示例性时序图绘于图1B。当传输使能信号TEN失效，激光驱动器110被禁用，输出电流IO是零；在这种情况下，由激光二极管120发射的光信号也是零。当传输使能信号TEN有效时，该激光驱动器110被启用，输出电流IO将依据偏压电流IB和调制电流IM并由传输数据TXD所调制。如图所示，假如理想，当传输数据TXD为低，输出电流IO将会等于偏压电流IB；当传输数据TXD为高，输出电流IO将会等于偏压电流IB加上调制电流IM。因此，激光二极管120所发射的光信号将由传输数据TXD所调制，使得当传输数据TXD为低，光信号的强度将会等于低电平PL；当传输数据TXD为高，光信号的强度将会等于高电平PH，其中PL与PH是通过温度相依的激光二极管120的转换特性，分别由IB与IB+IM所决定。当激光驱动器110被启用，激光二极管120所发射的光信号也会照到光二极管140，使光二极管140传输光二极管电流IPD，如此一来，通过光二极管140的转换特性，光二极管电流IPD涉及光信号的强度。因此，光二极管电流IPD可被用于检测光信号的强度。理想上，当光强度于低电平PL，光二极管电流IPD等于低电流IL；当光强度于高电平PH，光二极管电流IPD等于高电流IH。自动功率控制块150接收光二极管电流IPD。当传输数据TXD为低，自动功率控制块150比较光二极管电流IPD与低参考电流IREFL；如果光二极管电流IPD高于(低于)低参考电流IREFL，其表示偏压电流IB太大(小)且需要减少(增加)。当传输数据TXD为高，自动功率控制块150比较光二极管电流IPD与高参考电流IREFH；如果光二极管电流IPD高于(低于)高参考电流IREFH，其表示偏压电流加上调制电流IB+IM太大(小)且需要减少(增加)。如此一来，偏压电流IB与调制电流IM以闭回路方式调整，使得当传输数据TXD为低，光二极管电流IPD等于低参考电流IREFL；当传输数据TXD为高，光二极管电流IPD等于高参考电流IREFH。两参考电流IREFL、IREFH根据激光二极管120的特性、光二极管140的特性与温度综合决定之，使得当光二极管电流IPD等于低(高)参考电流IREFL(IREFH)，光强度等于低(高)电平PL(PH)。然而，实务上，光二极管140通常与一个非常大的并联电容及一个非常大的串联电感一起封装，使得光二极管电流IPD并不总是能准确地追随光强度。相反地，由于串联电感和并联电容的存在，如图所示，实际的光二极管电流IPD往往表现出振铃特性(ringing behavior)，这大大地阻碍了自动功率控制块150精确地检测和控制光信号的强度的能力。
如何在光二极管电流存在振铃特性的情况下精确地检测和控制光信号强度成为亟待提出的方法。现有光发射器的特点记载于美国专利号US 8,665,921与US 8,548,336。
发明内容
本公开的一实施方式是控制光信号的强度，使得当传输数据为0时，光信号在第一目标电平，而当传输数据为1时，光信号在第二目标电平。
在一实施例中，一种光发射器，包含：激光驱动器，用以根据传输数据、偏压控制码与调制控制码，输出激光二极管电流；激光二极管，用以接收激光二极管电流，并输出一光信号；监控光二极管，用以接收光信号，并输出一监控光二极管电流；参考驱动器，用以根据传输数据、一参考偏压码与一参考调制码，输出一参考电流；双重比较电路，用以接收监控光二极管电流与参考电流，并输出一第一决策与一第二决策；以及数字信号处理单元，用以接收第一决策与第二决策，并根据一第一目标电平与一第二目标电平，输出偏压控制码、调制控制码、参考偏压码与参考调制码，其中第一决策是监控光二极管电流的一平均电平与参考电流的一平均电平之间的比较结果，第二决策是监控光二极管电流的一平均振幅与参考电流的一平均振幅之间的比较结果。
在一实施例中，双重比较电路包含：平均电平比较电路，用以比较监控光二极管电流的平均电平与参考电流的平均电平，借此建立第一决策；以及平均振幅比较电路，用以比较监控光二极管电流的平均振幅与参考电流的平均振幅，借此建立第二决策。
在一实施例中，双重比较电路包含转阻放大器、低通滤波器与整流器。
在一实施例中，该监控光二极管电流的该平均电平是通过与该低通滤波器所连接的该转阻放大器检测的。
在一实施例中，该参考电流的该平均电平是通过与该低通滤波器所连接的该转阻放大器检测的。
在一实施例中，监控光二极管电流的该平均振幅是通过该监控光二极管电流被该整流器去整流且被该转阻放大器转换而成的一监控光二极管电压检测的。
在一实施例中，该参考电流的该平均振幅是通过该参考电流被该整流器去整流且被该转阻放大器转换成该参考电流而成的一参考电压检测的。
在一实施例中，参考偏压码与该参考调制码是基于该第一目标电平、该第二目标电平与该监控光二极管的一光电转换特性建立的。
在一实施例中，一种适用于一光发射器的调控方法，包含：指定光强度的第一目标电平与第二目标电平；根据光电转换特性，基于第一目标电平与第二目标电平，找出参考偏压电流与参考调制电流；根据传输数据、偏压控制码与调制控制码，通过调制激光二极管电流，以发射光信号；接收由光信号所激发的监控光二极管电流；根据传输数据、参考偏压电流与参考调制电流，建立参考电流；比较监控光二极管电流的平均电平与参考电流的平均电平，以判定第一决策；比较监控光二极管电流的平均振幅与参考电流的平均振幅，以判定第二决策；以及根据第一决策与第二决策，调整偏压控制码与调制控制码。
在一实施例中，监控光二极管电流的该平均电平是通过与该低通滤波器所连接的该转阻放大器检测的。
在一实施例中，参考电流的平均电平是通过与低通滤波器所连接的该转阻放大器检测的。
在一实施例中，监控光二极管电流的该平均振幅是通过监控光二极管电流被该整流器去整流且被该转阻放大器转换而成的一监控光二极管电压检测的。
在一实施例中，监控光二极管电流的该平均电平通过与一低通滤波器所连接的一转阻放大器检测的。
附图说明
为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图说明书附图的说明如下：
图1A是一种突发模式光发射器的功能方框图；
图1B是图1A的突发模式光发射器的时序图；
图2是根据本公开一实施例示出的一种突发模式光发射器的功能方框图；
图3是一种激光驱动器的示意图；
图4A依照本公开一实施例示出的监控光二极管的光电转换特性；
图4B依照本公开一实施例示出的激光二极管的电光转换特性；
图5是一种低通滤波器的示意图；
图6A是一种整流器的示意图；
图6B示出的图6A的整流器的转换特性；以及
图7是依照本公开一实施例的一种方法的流程图。
附图标记说明：
为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附符号的说明如下：
100、200：突发模式激光发射器
110、220：激光驱动器
120、211：激光二极管
121：正面部分
122：背面部分
130：光纤
140：光二极管
150：自动功率控制块
210：光信号
212：监控光二极管
225：参考驱动器
230：双重比较电路
231：平均电平比较电路
232：平均振幅比较电路
240：数字信号处理单元
300：实施例
301～304：N通道金属氧化物半导体晶体管
305：第二上拉电阻
306：第一上拉电阻
307：电感器
309：节点
310：第一电流模式数字模拟转换器
320：第二电流模式数字模拟转换器
331：及闸
332、333：反相器
500：低通滤波器
501：串联电阻器
502：并联电容器
600：整流器
601：电流源
611～618：N通道金属氧化物半导体晶体管
621、622：电阻器
631：电容器
CBIAS：偏压控制码
C’BIAS：参考偏压码
CMOD：调制控制码
C’MOD：参考调制码
D1：第一决策
D2：第二决策
IB：偏压电流
ID1：第一电流
ID2：第二电流
ID3：第三电流
ID4：第四电流
IL：低电流
ILD：激光二极管电流
IH：高电流
IM：调制电流
IMPD：监控光二极管电流
IO：输出电流
IPD：光二极管电流
IREF：参考电流
Ith：临界电平
P0：第一目标电平
P1：第二目标电平
PL：低电平
PH：高电平
TXD：传输数据
TEN：传输使能信号
TENB：逻辑反转
TXDE：逻辑信号
TXDEB：逻辑反转
VDD：电源节点
VR：平均振幅
VX：输入电压
〈VX〉：平均电压
701～708：步骤
具体实施方式
本公开涉及光发射器。为了使本公开的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本公开造成不必要的限制。
图2是依照本公开一实施例的一种突发模式光发射器200的功能方框图。突发模式光发射器200包含：激光驱动器220用以根据传输数据TXD、传输使能信号TEN、偏压控制码CBIAS与调制控制码CMOD，输出激光二极管电流ILD至激光二极管211；监控光二极管212用以接收由激光二极管211所发射的光信号210，并输出监控光二极管电流IMPD；参考驱动器225用以根据传输数据TXD、传输使能信号TEN、参考偏压码C’BIAS与参考调制码C’MOD，输出参考电流IREF；双重比较电路230包含：平均电平比较电路231用以比较监控光二极管电流IMPD的平均电平与参考电流IREF的平均电平，并输出第一决策D1，以及平均振幅比较电路232用以比较监控光二极管电流IMPD的平均振幅与参考电流IREF的平均振幅，并输出第二决策D2；以及数字信号处理单元240用以接收第一决策D1与第二决策D2，并根据传输使能信号TEN、第一目标电平P0与第二目标电平P1，输出偏压控制码CBIAS、调制控制码CMOD、参考偏压码C’BIAS与参考调制码C’MOD。
当传输使能信号TEN失效，激光驱动器220被禁用，且激光二极管电流ILD为零；当传输使能信号TEN有效，激光驱动器220被使能并根据传输数据TXD调制激光二极管电流ILD。数学上，激光驱动器220实现以下方程式：
在此，IBIAS是由偏压控制码CBIAS所控制的偏压电流，且IMOD是由调制控制码CMOD所控制的调制电流。
图3所示的实施例300适用于实现图2激光驱动器220。实施例300包含：第一电流模式数字模拟转换器310用以根据偏压控制码CBIAS输出偏压电流IBIAS；第二电流模式数字模拟转换器320根据调制控制码CMOD输出调制电流IMOD；第一差分对包含两N通道金属氧化物半导体晶体管303～304用以接收偏压电流IBIAS，并根据传输使能信号TEN及其逻辑反转信号TENB(参见反相器333)的值，输出第一电流ID1与第二电流ID2。第二差分对包含两N通道金属氧化物半导体晶体管301～302用以接收调制电流IMOD，并根据逻辑信号TXDE及其逻辑反转信号TXDEB(参见反相器332)的值，输出第三电流ID3与第四电流ID4。传输数据TXD与传输使能信号TEN进行逻辑及运算(参见及闸331)的结果为逻辑信号TXDE。第一电流ID1与第三电流ID3在节点309总和的结果为激光二极管电流ILD，其耦接于激光二极管(参见图2中211)。在第一电流ID1与第三电流ID3在节点309总和前，电感器307可被选用地设置于第一电流ID1的路径，以减轻第一差分对303～304与第二差分对301～302之间的高频耦合。当传输使能信号TEN有效且传输数据TXD为0，偏压电流IBIAS被转向到激光二极管，且激光二极管电流ILD实质上等于偏压电流IBIAS；当传输使能信号TEN有效且传输数据TXD为1，偏压电流IBIAS与调制电流IMOD皆被转向到激光二极管，激光二极管电流ILD实质上等于偏压电流IBIAS加上调制电流IMOD。当传输使能信号TEN失效，偏压电流IBIAS与调制电流IMOD均不被转向到激光二极管，激光二极管电流ILD实质上等于零。第二电流ID2端接第一上拉电阻306，而第四电流ID4端接第二上拉电阻305。N通道金属氧化物半导体晶体管304与第一上拉电阻306并不是非有不可，但是有其好处的，因为它们允许当偏压电流IBIAS不被转向到激光二极管时，第一电流模式数字模拟转换器310有良好的端接。同样地，N通道金属氧化物半导体晶体管302与第二上拉电阻305也不是非有不可，但有其好处，因为它们允许当调制电流IMOD不被转向到激光二极管时，第二电流模式数字模拟转换器320有良好的的端接。通过使用从多个电流源输出的总和，电流模式数字模拟转换器310(320)可以实现，每一电流模式数字模拟转换器是由偏压(调制)控制码CBIAS(CMOD)的相应位元来使能。电流模式数字模拟转换器是本领域的技术人员所周知的技术，因而在此不详细描述之。很清楚地，实施例300体现了由上述方程序程序(1)中所描述的功能。
通过激光二极管211的电光转换特性，激光二极管211所发射的光信号210的强度是通过激光二极管电流ILD来判断。另一方面，通过监控光二极管212的光电转换特性，监控光二极管电流IMPD是通过光信号210的强度来判断。激光二极管211的典型电光转换特性如图4B的所示，监控光二极管电流IMPD的典型光电转换特性如图4A所示。如图所示，一旦激光二极管电流ILD超过临界电平Ith，光强度几乎随着激光二极管电流ILD的电平而线性增强。另一方面，监控光二极管电流IMPD几乎随着光强度而线性增强。光发射器200的一个重要目的是调制光信号210，藉此一旦传输使能信号TEN有效，当传输数据TXD为0，光信号210在第一目标电平P0，而当传输数据TXD为1，光信号210在第二目标电平P1。相应地，当传输数据TXD为0，监控光二极管电流IMPD应为第一参考电平I’BIAS；当传输数据TXD为1，监控光二极管电流IMPD应为第二参考电平I’BIAS+I’MOD，其中I’BIAS为参考偏压电流，I’MOD为参考调制电流，通过如图4A所示的监控光二极管212的光电转换特性，参考偏压电流I’BIAS与参考调制电流I’MOD两者由第一目标电平P0与第二目标电平P1来决定。
实务上，每个激光二极管211的电光转换特性各不相同的且具有高度的温度相依性，且可以被认为是未知的和不确定的。另一方面，每个监控光二极管212的光电转换特性是较一致的，对温度不敏感，且可以被认为是预先知道的和确定的。尽管激光二极管211的电光转换特性的不确定性，偏压控制码CBIAS和调制控制码CMOD必须被建立，使得当传输数据TXD为0，监控光二极管电流IMPD几乎等于参考偏压电流I’BIAS，而当传输数据TXD为1，监控光二极管电流IMPD几乎等于I’BIAS+I’MOD。参考驱动器225输出的参考电流IREF可做为监控光二极管电流IMPD的测量尺标。当传输使能信号TEN失效，参考驱动器225被禁用，参考电流IREF为零。当传输使能信号TEN有效，参考驱动器225被使能且调制参考电流IREF，使得当传输数据TXD为0，参考电流IREF几乎等于参考偏压电流I’BIAS，而当传输数据TXD为1，参考电流IREF几乎等于I’BIAS+I’MOD。应了解到，由于监控光二极管212的光电转换特性是预先知道的和确定的，一旦第一目标电平P0与第二目标电平P1被指定，参考偏压电流I’BIAS与参考调制电流I’MOD是预先知道的和确定的。数学上，参考驱动器225实现以下方程式：
理想上，监控光二极管电流IMPD与参考电流IREF匹配。当此发生，其代表光信号210的强度是根据传输数据TXD被调制至第一目标电平P0或第二目标电平P1。若监控光二极管电流IMPD与参考电流IREF不匹配，偏压控制码CBIAS和调制控制码CMOD应作调整。然而，监控光二极管电流IMPD与参考电流IREF通常是难以准确地直接比较的高频信号。特别是，如前所述，监控光二极管电流IMPD可能存在出振铃特性，从而难以直接准确地检测，因此，以平均电平和平均振幅进行比较来做为代替。当监控光二极管电流IMPD与参考电流IREF有平均电平，亦有相同的平均振幅，此代表取决于传输数据TXD的光信号210的强度如预期地被调制至第一目标电平P0或第二目标电平P1。
激光驱动器220用以实现方程序程序(1)，参考驱动器225用以实现方程序程序(2)。应了解到，除了方程序程序(1)中的ILD、IBIAS、IMOD分别被取代成IREF、I’BIAS、I’MOD以外，方程序程序(1)与方程序程序(2)本质上相同。然而，当参考电流IREF从参考驱动器225流出，激光二极管电流ILD流入激光驱动器220。因此，只要将CBIAS、CMOD、IBIAS、IMOD、ILD分别取代成C’BIAS、C’MOD、I’BIAS、I’MOD、IREF，图3实施例300的「翻转」版本可用于实现参考驱动器225，但每个N通道金属氧化物半导体晶体管需换成P通道金属氧化物半导体晶体管，VDD与接地端需对调。依据本领域所周知技术，除了电流方向相反，「翻转」版本的电路具有相同功能(其中N通道金属氧化物半导体晶体管与P通道金属氧化物半导体晶体管需对调，电源端与接地端亦需对调)。
当平均振幅比较电路232比较监控光二极管电流IMPD的平均振幅与参考电流IREF的平均振幅时，平均电平比较电路231比较监控光二极管电流IMPD的平均值与参考电流IREF的平均值。在一实施例中，使用电流-电压转换电路，将两电流IMPD、IREF分别转换成监控光二极管电压VMPD与参考电压VREF，其是满足下列方程式：
VMPD＝RTIA·IMPD (3)
VREF＝RTIA·IREF (4)
在此，RTIA是电流-电压转换电路的转换增益。电流-电压转换电路可以用一个转阻放大器(TIA)来实现，其是本领域所周知技术，因此不在此详细描述。
基于两电压VMPD、VREF，平均电平比较电路231执行下列方程式：
在此，〈˙〉表示平均运算。另一方面，平均振幅比较电路232执行下列方程式：
在此，|˙|表示取绝对值。<|VMPD-<VMPD>|>是监控光二极管电压VMPD的平均振幅，<|VREF-<VREF>|>是参考电压VREF的平均振幅。
在图5所示的一实施例中，低通滤波器500用于执行方程式(5)中的平均运算，以获得<VMPD>与<VREF>。低通滤波器500接收输入电压VX，并输出平均电压〈VX〉。低通滤波器500包含串联电阻器501与并联电容器502。低通滤波器500是本领域所周知的电路，因此不在此详细描述之。简单地将VX取代成VMPD，低通滤波器500可获得<VMPD>。同理，简单地将VX取代成VREF，低通滤波器500可获得<VREF>。一旦<VMPD>与<VREF>被获得，可以用比较器进行比较，其结果为第一决策D1。比较器是本领域所周知技术，因此不在此详细描述之。
在图6A所示的一实施例中，整流器600进行操作以得到<|VMPD-<VMPD>|>与<|VREF-<VREF>|>。整流器600包含电流源601、八个N通道金属氧化物半导体晶体管611～618、两个电阻器621、622和一个电容器631。整流器600接收输入电压VX及其平均电压〈VX〉，并输出平均振幅VR。图6B示出的整流器600的转换特性，其中VR是VX－〈VX〉的偶函数，且几乎和|VX－〈VX〉|成正比，从而实现整流功能。整流器600是由美国专利US 8,854,028所公开，于此不再赘述之。电容器631电容有效地完成对VR的平均功能。当VX、〈VX〉分别被取代成VMPD、<VMPD>，VR可用作<|VMPD-<VMPD>|>的估计值。同理，当VX、〈VX〉分别被取代成VREF、<VREF>，VR可用作的估计值。一旦<|VMPD-<VMPD>|>与<|VREF-<VREF>|>的估计值是可用的，可以用比较器进行比较，其结果为第二决策D2。
于整流器600中，VR仅为<|VX-<VX>|>的估计值，可能不准确。事实上，估计取决于误差，然而，误差对于<|VMPD-<VMPD>|>的估计值与<|VREF-<VREF>|>的估计值皆是规则的且共通的。换言之，使用整流器600，<|VMPD-<VMPD>|>与<|VREF-<VREF>|>的估计值的误差是共通的，在比较这两估计值时，其误差将会被相消。如此一来，在第二决策D2仍可靠和准确地表示<|VMPD-<VMPD>|>是否大于即使<|VMPD-<VMPD>|>和<|VREF-<VREF>|>本身估计的不准确。
给出两个目标电平P0、P1，数字信号处理单元240基于监控光二极管212的光电转换特性，找出参考偏压电流I’BIAS与参考调制电流I’MOD的对应值，据以判断参考偏压码C’BIAS与参考调制码C’MOD。数字信号处理单元240根据第一决策D1与第二决策D2，以闭回路方式调整偏压码CBIAS与调制码CMOD。在一实施例中，数字信号处理单元240调整偏压码CBIAS与调制码CMOD，是依据下列真值表：
当第一决策D1与第二决策D2皆为0，其表示监控光二极管电流IMPD的平均振幅与平均电平太低，数字信号处理单元240将增加调制码CMOD以提高激光二极管电流ILD的平均振幅与平均电平，从而提高监控光二极管电流IMPD的平均振幅与平均电平。当第一决策D1为0，第二决策D2皆为1，其表示监控光二极管电流IMPD的平均电平太低但平均振幅太高，数字信号处理单元240将增加偏压码CBIAS以提高激光二极管电流ILD的平均电平，并减少调制码CMOD以降低激光二极管电流ILD的平均振幅，从而提高监控光二极管电流IMPD的平均电平，但降低监控光二极管电流IMPD的平均振幅。当第一决策D1为1，第二决策D2皆为0，其表示监控光二极管电流IMPD的平均电平太高但平均振幅太低，数字信号处理单元240将减少偏压码CBIAS以降低激光二极管电流ILD的平均电平，并增加调制码CMOD以提高激光二极管电流ILD的平均振幅，从而降低监控光二极管电流IMPD的平均电平，但提高监控光二极管电流IMPD的平均振幅。当第一决策D1与第二决策D2皆为1，其表示监控光二极管电流IMPD的平均振幅与平均电平太高，数字信号处理单元240减少调制码CMOD以降低激光二极管电流ILD的平均振幅与平均电平，从而降低监控光二极管电流IMPD的平均振幅与平均电平。
如先前所述，为了实现平均电平比较电路231与平均振幅比较电路232的功能，像是转阻放大器(电流-电压转换)、低通滤波器(用于平均)与整流器(用于估计振幅)之类的电路被监控光二极管电流IMPD与参考电流IREF所需要(其中监控光二极管电流IMPD的平均电平是通过该转阻放大器与该低通滤波器所检测的，其中该转阻放大器耦接该低通滤波器；参考电流IREF的平均电平是通过该转阻放大器与该低通滤波器所检测的，其中该转阻放大器耦接该低通滤波器；监控光二极管电流IMPD的平均振幅是通过该整流器整流一监控光二极管电压所检测的，其中，该监控光二极管电压是由转阻放大器转换该监控光二极管电流而成的，以及该参考电流IREF的该平均振幅是通过该整流器整流一参考电压所检测的，其中该参考电压是由该转阻放大器转换该参考电流而成的)，以便找到它们各自的平均电平和平均振幅，藉此做出比较以判断第一决策D1与第二决策D2。
在一实施例中，两套电路被采用，每一者均包含转阻放大器、低通滤波器与整流器，其中这两套电路中一者用于找到监控光二极管电流IMPD的平均振幅与平均电平，同时另一者用于找到参考电流IREF的平均振幅与平均电平。监控光二极管电流IMPD的平均电平直接与参考电流IREF的平均电平做比较以判断第一决策D1，同时监控光二极管电流IMPD的平均振幅直接与参考电流IREF的平均振幅做比较以判断第二决策D2。此实施例的一个缺点是：两组电路之间可能存在一些不匹配，有可能会导致错误。为了消除因不匹配所致的错误，需要校准。在一替代实施例中，只有一组电路被使用，其轮流检测监控光二极管电流IMPD和参考电流IREF。在此替代实施例中，需要使用数字模拟转换器的数字模拟转换。当处理监控光二极管电流IMPD，平均电平〈IMPD〉被检测和转换成第一数字的字LMPD，平均振幅<|VMPD-<VMPD>|>被检测和转换成第二数字的字AMPD。当处理参考电流IREF，平均电平〈IREF〉被检测和转换成第三数字的字LREF，平均振幅被检测和转换成第四数字的字AREF。平均电平比较电路231接着比较第一数字的字LMPD与第三数字的字LREF，此相当于比较〈IMPD〉与〈IREF〉，以判断第一决策D1。同理，平均振幅比较电路232比较第二数字的字AMPD与第四数字的字AREF，此相当于比较与<|VREF-<VREF>|>，以判断第二决策D2。
虽然以突发模式光发射器做为例示，根据实施例，其亦可在连续模式光发射器中使用，其中传输使能信号TEN需要随时有效；在这种情况下，传输使能信号TEN是固定的，不再是一个有意义的变量信号，因此可以从图2中移除。还要注意的是，在突发模式光发射器200中，只有当传输使能信号TEN有效时，监控光二极管电流IMPD和参考电流IREF才有意义。因此，只有当传输使能信号TEN有效时，第一决策D1与第二决策D2才有意义。当传输使能信号TEN失效时，数字信号处理单元240应忽略第一决策D1与第二决策D2，且当第一决策D1与第二决策D2没有意义时，数字信号处理单元240不应基于第一决策D1与第二决策D2的值去修改偏压码CBIAS与调制码CMOD。
图7示出的一实施例的流程图。一种方法包含：于步骤701，指定光强度的第一目标电平与第二目标电平；于步骤702，根据光电转换特性，基于第一目标电平与第二目标电平，找出参考偏压电流与参考调制电流；于步骤703，根据传输数据、传输使能信号、偏压控制码与调制控制码，通过调制激光二极管电流，以发射光信号；于步骤704，接收由光信号所激发的监控光二极管电流；于步骤705，根据传输数据、参考偏压电流与参考调制电流，建立参考电流；于步骤706，比较监控光二极管电流的平均电平与参考电流的平均电平，以判定第一决策；于步骤707，比较监控光二极管电流的平均振幅与参考电流的平均振幅，以判定第二决策；以及于步骤708，根据第一决策与第二决策，调整偏压控制码与调制控制码。这些步骤用来建立可靠的光检测和/或光发射器的输出电平。
虽然本公开已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的构思构思和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本公开的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种光发射器，包含：
一激光驱动器，用以根据一传输数据、一传输使能信号、一偏压控制码与一调制控制码，输出一激光二极管电流；
一激光二极管，用以接收该激光二极管电流，并输出一光信号；
一监控光二极管，用以接收该光信号，并输出一监控光二极管电流；
一参考驱动器，用以根据该传输数据、该传输使能信号、一参考偏压码与一参考调制码，输出一参考电流；
一双重比较电路，用以接收该监控光二极管电流与该参考电流，并输出一第一决策与一第二决策；以及
一数字信号处理单元，用以接收该第一决策与该第二决策，并根据基于该传输数据确定的该光信号强度的一第一目标电平与一第二目标电平，输出该偏压控制码、该调制控制码、该参考偏压码与该参考调制码，其中该第一决策是该监控光二极管电流的一平均电平与该参考电流的一平均电平之间的比较结果，该第二决策是该监控光二极管电流的一平均振幅与该参考电流的一平均振幅之间的比较结果。
2.如权利要求1所述的光发射器，其中该双重比较电路包含：
一平均电平比较电路，用以比较该监控光二极管电流的该平均电平与该参考电流的该平均电平，借此建立该第一决策；以及
一平均振幅比较电路，用以比较该监控光二极管电流的该平均振幅与参考电流的该平均振幅，借此建立该第二决策。
3.如权利要求1所述的光发射器，其中该双重比较电路包含一转阻放大器、一低通滤波器与一整流器。
4.如权利要求3所述的光发射器，其中该监控光二极管电流的该平均电平是通过该转阻放大器与该低通滤波器所检测的。
5.如权利要求3所述的光发射器，其中该参考电流的该平均电平是通过该转阻放大器与该低通滤波器检测的。
6.如权利要求3所述的光发射器，其中该监控光二极管电流的该平均振幅是通过该整流器整流一监控光二极管电压所检测的，其中，该监控光二极管电压是由转阻放大器转换该监控光二极管电流而成的。
7.如权利要求3所述的光发射器，其中该参考电流的该平均振幅是通过该整流器整流一参考电压所检测的，其中该参考电压是由该转阻放大器转换该参考电流而成的。
8.如权利要求1所述的光发射器，其中该参考偏压码与该参考调制码是基于该第一目标电平、该第二目标电平与该监控光二极管的一光电转换特性建立的。
9.一种适用于一光发射器的调控方法，该方法包含：
指定基于一传输数据确定的一光信号强度的一第一目标电平与一第二目标电平给该光发射器；
根据光电转换特性，基于该第一目标电平与该第二目标电平，找出一参考偏压电流与一参考调制电流；
根据该传输数据、一传输使能信号、一偏压控制码与一调制控制码，通过调制一激光二极管电流，以发射该光信号；
接收由该光信号所激发的一监控光二极管电流；
根据该传输数据、该传输使能信号、该参考偏压电流与该参考调制电流，建立一参考电流；
比较该监控光二极管电流的一平均电平与该参考电流的一平均电平，以判定一第一决策；
比较该监控光二极管电流的一平均振幅与该参考电流的一平均振幅，以判定一第二决策；以及
根据该第一决策与该第二决策，调整该偏压控制码与该调制控制码。
10.如权利要求9所述的方法，其中该监控光二极管电流的该平均电平通过一转阻放大器与一低通滤波器所检测的。
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