CN108449142A - 光模块及其apd电压调整方法 - Google Patents

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张玉娜
张春刚
石良
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    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/575—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices characterised by the feedback circuit

Abstract

本发明涉及了一种光模块及其APD电压调整方法，所述光模块包括：微处理器、电压转换电路和APD接收器，其中，所述微处理器对所述APD接收器所获得的APD电压进行采样，确定APD电压采样值；根据所述APD电压采样值测试所述光模块的灵敏度，如果所述光模块的灵敏度不达标，则调整输入至所述电压转换电路的APD设置电压；所述电压转换电路基于所接收到的所述APD设置电压确定APD目标电压，将所述APD目标电压输入至所述APD接收器。采用本发明所提供的光模块及其APD电压调整方法能够使光模块具有最佳灵敏度而不至于损坏APD接收器。

Description

光模块及其APD电压调整方法
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光模块及其APD电压调整方法。
背景技术
随着光纤通信技术的飞速发展，光纤通信中的重要组成部分——光模块的应用场景越来越复杂，用户对光模块的光参数指标也要求越来越高，尤其是光模块的灵敏度(Sensitivity,SEN)。
光模块的灵敏度，是指光模块中光接收电路允许接收的最小光功率。应当理解，光信号在传输过程中随着传输距离越长光功率损耗越大，传输距离越长对灵敏度的要求也越高。
为了获得光模块的最佳灵敏度，通常，光模块中的微处理器会把APD接收器(Avalanche Photodiode，雪崩光电二极管)的APD电压控制在雪崩点附近，此时APD接收器的倍增因子较大，很小的光功率即可得到较大的光电流。
然而，一旦输入至APD接收器的光功率很大时，过大的光电流将导致APD接收器损坏。
因此，如何使光模块具有最佳灵敏度而不至于损坏APD接收器亟待解决。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种光模块及其APD电压调整方法。
其中，本发明所采用的技术方案为：
一种光模块，包括：微处理器、电压转换电路和APD接收器，其中，所述微处理器对所述APD接收器所获得的APD电压进行采样，确定APD电压采样值；根据所述APD电压采样值测试所述光模块的灵敏度，如果所述光模块的灵敏度不达标，则调整输入至所述电压转换电路的APD设置电压；所述电压转换电路基于所接收的所述APD设置电压确定APD目标电压，将所述APD目标电压输入至所述APD接收器。
一种APD电压调整方法，应用于光模块，所述光模块包括：微处理器、电压转换电路和APD接收器，所述方法包括：所述微处理器对所述APD接收器所获得的APD电压进行采样，确定APD电压采样值；根据所述APD电压采样值测试所述光模块的灵敏度，如果所述光模块的灵敏度不达标，则调整输入至所述电压转换电路的APD设置电压；所述电压转换电路基于所接收的所述APD设置电压确定APD目标电压，将所述APD目标电压输入至所述APD接收器。
在上述技术方案中，通过微处理器对APD接收器所获得的APD电压进行采样，确定APD电压采样值，根据APD电压采样值测试光模块的灵敏度，并在光模块的灵敏度不达标时，调整输入电压转换电路的APD设置电压，进而由电压转换电路基于所接收的APD设置电压确定APD目标电压，将APD目标电压输入至APD接收器，由此，输入至APD接收器的APD目的电压即为调整后的APD电压，随着APD电压的不断调整，光模块的灵敏度将随之调整至最佳。
此外，在输入至APD接收器的光功率很大时，随着APD电压的调整，输入至APD接收器的光电流不至于过大，进而有效地保证了APD接收器不会因过大的光电流而被损坏。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种光模块的原理框图。
图2是根据一示例性实施例示出的光模块的电路图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种APD电压调整方法的流程图。
图4是一应用场景中一种APD电压调整方法的具体实现示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种光模块的原理框图。如图1所示，一种光模块100包括：微处理器110、电压转换电路120、接收电路部分130和发射电路部分140。
其中，接收电路部分130包括APD接收器131。发射电路部分140包括相互连接的激光驱动器141和激光器142，微处理器110与激光驱动器141和/或激光器142相连。
接收部分：微处理器110控制电压转换电路120输出APD电压，使得APD接收器131获得足够的APD电压发生雪崩，产生倍增效应。由此，APD接收器131能够由光功率较小的光信号获得较大的光电流，并以此相应转换为电信号输出。
发射部分：激光驱动器141根据电信号驱动激光器142激发出光信号，并输出。
图2是根据一示例性实施例示出的光模块的电路图。如图2所示，一种光模块200包括：微处理器210、电压转换电路220和APD接收器230。
其中，微处理器210的输出端连接至电压转换电路220的输入端，电压转换电路220的输出端连接至APD接收器230的输出端。
优选地，电压转换电路220为直流转直流电源。
进一步地，微处理器210通过IIC接口211与外部设备300信号连接。如图2所示，外部设备300为测试设备，负责监控APD电压以及测试光模块的灵敏度。
如图2所示，光模块200还包括分压电路240，分压电路240进一步包括串联的第一电阻R1和第二电阻R2。
其中，第一电阻R1与第二电阻R2的公共端与微处理器210的另一输入端连接，第一电阻R1的另一端连接在电压转换电路220与APD接收器230之间，第二电阻R2的另一端与接地端270相连。
如图2所示，光模块200还包括跨阻放大器250和限幅放大器260，进而与APD接收器230共同组成接收电路部分。
其中，跨阻放大器250的输入端连接于APD接收器230的输出端，跨阻放大器250的输出端连接于限幅放大器260的输入端。
在电信号输出之前，电信号通过跨阻放大器250转换成差分信号，并输入至限幅放大器260，由限幅放大器260对差分信号整形后方可输出。
基于上述光模块结构，在一示例性实施例中，如图3所示，一种APD电压调整方法可以包括以下步骤：
步骤310，微处理器对APD接收器所获得的APD电压进行采样，确定APD电压采样值。
通过第一电阻和电阻组成的分压电路，微处理器对APD电压所进行的采样，实质上是针对电压转换电路输出的APD电压经由分压电路分压后进行的。
具体如公式(1)所示：
VAPD＝(1+R1/R2)VAPD_MON (1)。
其中，VAPD表示APD电压值，R1表示第一电阻阻值，R2表示第二电阻阻值，VAPD_MON表示APD电压采样值。
当然，还可以根据实际需要直接对APD电压进行采样。
进一步地，在得到APD电压采样值之后，微处理器可以对该APD电压采样值进行存储，供外部设备读取，也可以直接将该APD电压采样值发送至外部设备，进而使得外部设备根据APD电压采样值对APD电压进行监控，并基于此进行光模块的灵敏度测试。
本实施例中，微处理器进行APD电压采样值的存储。
可以理解，APD电压采样值实质是电压值，属于模拟信号，因此，在进行存储之前，微处理器将对APD电压采样值进行模数转换，以得到模数值。
模数值按照指定存储地址被存储至存储器。其中，存储器可以是随机存储器、只读存储器等。
应当说明的是，存储器可以独立于微处理器而集成于光模块，也可以集成在微处理中，本实施例并未对此进行限定。
步骤330，根据APD电压采样值测试光模块的灵敏度，如果光模块的灵敏度不达标，则调整输入至电压转换电路的APD设置电压。
当微处理器连接的外部设备为测试设备时，如图2所示，外部设备通过IIC接口监控APD电压，即由存储器中读取APD电压采样值，并基于该APD电压采样值进行光模块的灵敏度测试。
如果光模块的灵敏度不达标，则外部设备通过IIC接口向微处理器反馈外部调整指令，使得微处理器根据外部调整指令调整APD设置电压，并输入至电压转换电路，直至光模块达到最佳灵敏度。
需要说明的是，不同规格的光模块具有不同的最佳灵敏度，此处并未对最佳灵敏度的范围进行限定，其将随着光模块规格的变化而相应地改变。
步骤350，电压转换电路基于所接收的APD设置电压确定APD目标电压，将APD目标电压输入至APD接收器。
也就是说，随着APD设置电压的调整，APD目标电压被相应地调整，进而使得APD接收器所获得的APD电压随之调整，从而有利于光模块的灵敏度调整至最佳。
上述过程中，实现了APD电压的调整，随着APD电压的不断调整，光模块的灵敏度将随之调整至最佳。
此外，通过APD电压的实时监控，在输入至APD接收器的光功率很大时，随着APD电压的调整，输入至APD接收器的光电流不至于过大，进而有效地保证了APD接收器不会因过大的光电流而被损坏。
图4是一应用场景中一种APD电压调整方法的具体实现示意图。该应用场景为光模块的生产调试过程，其中，光模块的灵敏度测试由误码仪实现。
通过执行步骤401，对APD设置电压进行初始化，即根据APD特性，APD设置电压设置为VAPD_set0，以使APD接收器的APD电压控制在雪崩点附近。
通过执行步骤402，根据实时监控的APD电压测试光模块的灵敏度，并判断光模块的灵敏度是否达标。如果光模块的灵敏度达标，则光模块通过灵敏度测试，为光模块记录此时的APD电压及灵敏度，即执行步骤403。
反之，如果光模块的灵敏度不达标，则进一步判断最大循环次数是否达到，并读取此刻的APD电压VAPD0，即执行步骤404。如果已达到最大循环次数，则执行步骤405，将APD设置电压重新设置为VAPD_set0，并判定光模块的灵敏度测试不合格。
反之，如果尚未达到最大循环次数，则更新APD设置电压，即对APD设置电压进行微调，使得APD电压相应调整指定步长，即执行步骤406。
具体而言，由微处理器对APD设置电压由VAPD_set0开始调整，并对APD电压进行采样得到APD电压采样值VAPD_MON，以供外部设备读取，进而按照公式(1)转换为APD电压VAPD0。
当VAPD(i)＝VAPD0+0.5V*i，停止调整APD设置电压，并跳转执行步骤402，直至光模块的灵敏度达标或者达到最大循环次数。
在该应用场景中，最大循环次数设置为4，指定步长为0.5V，即，
i＝0，VAPD(0)＝VAPD0；
i＝-2，VAPD(-2)＝VAPD0-1V；
i＝-1，VAPD(-1)＝VAPD0-0.5V；
i＝1，VAPD(1)＝VAPD0+0.5V；
i＝2，VAPD(2)＝VAPD0+1V，并停止循环。
也就是说，无论APD设置电压如何更新，APD电压将以VAPD0(由VAPD_set0转换得到)为基准变化+/-1V。
当然，最大循环次数和指定步长可以根据实际需要进行灵活地设定，本应用场景并非对此加以限定。
由此，在光模块的生产调试过程中，通过APD电压的监控和调整，将为光模块寻找到最佳的工作状态，即使得光模块具有最佳灵敏度，充分地保障了光模块的生产合格率，进而有利于提高生产效率，降低生产成本。
上述内容，仅为本发明的较佳示例性实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：微处理器、电压转换电路和APD接收器，其中，
所述微处理器对所述APD接收器所获得的APD电压进行采样，确定APD电压采样值；
根据所述APD电压采样值测试所述光模块的灵敏度，如果所述光模块的灵敏度不达标，则调整输入至所述电压转换电路的APD设置电压；
所述电压转换电路基于所接收的所述APD设置电压确定APD目标电压，将所述APD目标电压输入至所述APD接收器。
2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括分压电路，所述分压电路对所述APD目标电压分压，以供所述微处理器进行采样。
3.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述分压电路包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与所述第二电阻的公共端与所述微处理器连接，所述第一电阻的另一端连接在所述电压转换电路与所述APD接收器之间，所述第二电阻的另一端与接地端相连。
4.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述APD设置电压的调整受控于所述微处理器接收到的外部调整指令。
5.如权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述微处理器通过IIC接口与外部设备信号连接。
6.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述电压转换电路为直流转直流电源。
7.如权利要求1至6任一项所述的光模块，其特征在于，还包括：跨阻放大器和限幅放大器，所述跨阻放大器的输入端连接于所述APD接收器的输出端，所述跨阻放大器的输出端连接于所述限幅放大器的输入端。
8.一种APD电压调整方法，应用于光模块，所述光模块包括：微处理器、电压转换电路和APD接收器，其特征在于：所述方法包括：
所述微处理器对所述APD接收器所获得的APD电压进行采样，确定APD电压采样值；
根据所述APD电压采样值测试所述光模块的灵敏度，如果所述光模块的灵敏度不达标，则调整输入至所述电压转换电路的APD设置电压；
所述电压转换电路基于所接收的所述APD设置电压确定APD目标电压，将所述APD目标电压输入至所述APD接收器。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述微处理器对所述APD接收器所获得的APD电压进行采样，并确定APD电压采样值之后，所述方法还包括：
将采样值进行模数转换得到模数值，并存储，以供外部设备通过存储的模数值对所述APD电压进行监控。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述针对采样值进行的光模块灵敏度测试中，如果所述光模块的灵敏度不达标，则调整输入至所述电压转换电路的APD设置电压，包括：
对所述APD设置电压进行初始化；
如果所述光模块在灵敏度测试中灵敏度不达标，则更新所述APD设置电压，使得所述APD电压相应调整指定步长，直至所述光模块的灵敏度达标或者达到最大循环次数；
当所述最大循环次数达到时所述光模块的灵敏度仍不达标，判定所述光模块的灵敏度测试不合格。
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