CN111555802A - 一种光模块光功率及消光比的调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光模块光功率及消光比的调试方法，所述方法通过调节数位电阻两次，只需三步可将光模块的光功率调整至需要规格内，在光功率调节基础上只需一步可将消光比调整至需要规格内，本发明方法包括详细的算法及流程，可以提升光模块生产过程中光功率及消光比的调整速度，提高生产设备的利用率以及提升产线单位时间的光模块的产量。

Description

一种光模块光功率及消光比的调试方法

技术领域

本发明涉及光模块技术领域，尤其涉及一种光模块光功率及消光比的调试方法。

背景技术

光模块的光功率(Po)和消光比(ER)是光模块发射端最重要的两个参数，不同的应用地方，需要的光功率及消光比的大小是不同的。

针对不同的应用领域，出厂的光模块发射端参数需要调节到相应的规格范围内，目前主流的调试手段是通过调整系统中数位电阻的阻值来对驱动电流的大小进行调节，从而达到控制光模块光功率(Po)和消光比(ER)大小目的，具体而言：先预设一个数位电阻的基本阻值，再通过调节数位电阻的大小步径改变阻值的大小，进而影响光模块的驱动电流值，再由驱动电流与光功率成正比关系，从而达到调节光模块光功率的目的；消光比调试流程类似。

在此过程中，数位电阻大小步径的调节步数是不确定的，需要在过程中不停的调试，且每调节一个步径都需要读取一次光功率值，这样才能将光功率调节到规格范围内，过程繁复冗杂，人工成本大；在调试过程中还需要大量的占用光示波器，示波器是光模块生产过程中最重要且最贵的设备，这样的调试方法导致示波器的利用率极低。

发明内容

本发明目的：为克服现有方法的不足与缺陷，提出了一种光模块光功率及消光比的调试方法，大大节约调试时间、提高示波器利用率，有效降低光模块的生产成本、提升单位时间的产量。

技术方案：一种光模块光功率的调试方法，包括以下步骤：

步骤1：在光模块光功率手动调整模式下，获取初始电阻参数设置值及其对应的监控电流值Bias1，调节一次数位电阻，得到调节后的电阻参数设置值及其对应的监控电流值Bias2；根据以下公式计算得到数位电阻APCsetDAC跟监控电流Bias关系式：

offset0＝APCset DAC_initial-slop0*Bias1 (2)

APC setDAC＝slop0*Bias+offset0 (3)

式中，APCset DAC_initial表示初始电阻参数设置值，APCset DAC_adjust表示调节后的电阻参数设置值与初始电阻参数设置值之间的差值；

步骤2：根据式(3)计算得到最小监控电流值Bias_target_min和最大监控电流值Bias_target_max分别对应的电阻参数设置值，按照对应的电阻参数设置值调节数位电阻，得到对应输出的平均光功率值TXpower；根据以下公式计算得到数位电阻所述数位电阻的电阻参数设置值APCsetDAC跟平均光功率TXpower的关系式表示如下：

offset1＝TXpower'-slopI*APCset DAC' (5)

TXpower＝slop1*APCsetDAC+offset1 (6)

式中，TXpower’表示当Bias_target_max时得到的平均光功率值，TXpower”表示当Bias_target_min时得到的平均光功率值，APCsetDAC’和APCsetDAC”分别表示Bias_target_max和Bias_target_min对应的电阻参数设置值；

根据式(6)得到目标平均光功率值TX power_target所需的电阻参数设置值；

步骤3：将步骤2计算得到的电阻参数设置值写入APCsetDAC寄存器中，完成光功率调整。

进一步的，在所述步骤2中还包括：

根据下式计算目标平均光功率值TX power_target对应的监控电流值Bias；

TX power＝slop2*Bias+offset2 (7)

式中，

offset2＝TXpower'-slope2*Bias_target_max (9)

TXpower’表示当Bias_target_max时得到的平均光功率值，TXpower”表示当Bias_target_min时得到的平均光功率值，APCsetDAC’和APCsetDAC”分别表示Bias_target_max和Bias_target_min对应的电阻参数设置值。

进一步的，所述步骤3具体操作如下：

若Bias＜Bias_min，则由Bias_min反算得出APCset DAC值，并将该APCset DAC值写入APCset DAC寄存器；

若Bias＞Bias_max，则由Bias_max反算的出APCset DAC值，并将该APCset DAC值写入APCset DAC寄存器；

若Bias≥Bias_min且Bias≤Bias_max，则将TXpower_target对应的APCsetDAC写入APCset DAC寄存器；

判断光模块当前输出的光功率是否在目标光功率值规格内，若在，则记录当前MCU温度和APCset DAC值，否则进行报错。

本发明的一种光模块光功率的快速调试方法，其原理是通过记录2次直流电阻APCsetDAC跟输出平均光功率TXpower值，通过计算得出直流电阻跟TXpower的关系式，通过关系式求得目标TXpower对应的直流电阻值，将该直流电阻值写入模块中，即得到目标光功率值；

本发明还公开了一种光模块消光比的调试方法，包括以下步骤：

步骤1：光模块工作在手动模式，根据下式计算得到输入低电平下的功率值P1和输入高电平下的功率值P2；

ER_target＝10*log10(P2/P1) (10)

TXpower＝(P2+P1)/2 (11)

式中，ER_target为目标消光比值，TXpower为当前光模块输出的平均光功率值；

步骤2：将步骤1计算得到的输入低电平下的功率值P1和输入高电平下的功率值P2代入式(7)中的TX power分别计算出对应的Bias _P1、Bias _P2；

TXpower＝slop2*Bias+offset2 (7)

步骤3：根据下式计算得到ER_target对应的MOD_set值，完成消光比调节：

Imod＝ Bias _P2- Bias _P1 (12)

Imod＝0.027*MOD_set (13)

式中，Imod表示交流电流值，MOD_set表示交流电流对应的电阻参数设置值。

进一步的，还包括：

步骤4：获取步骤3得到的MOD_set值所对应的光模块当前输出的光模块消光比ER，判断光模块当前输出的光模块消光比ER是否进入ER_min～ER_max区间，若进入区间，则将当前MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；若ER＜ER_min，则转入步骤5；若ER＞ER_max，则根据迭代法调整MOD_set，使得ER进入ER_min～ER_max区间，记录当前MCU温度和交流电阻MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；

步骤5：步进增加MOD_set，判断增加后的MOD_set是否超过MOD_set_max，若超过，则进一步判断当前MOD_set对应的消光比ER是否进入ER_min～ER_max区间；若进入区间，则记录对应的MCU温度和MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；若没有进入区间，则将MOD_set设置成0，并转入步骤6；若增加后的MOD_set未超过MOD_set_max，则进一步判断当前MOD_set对应的消光比ER是否进入ER_min～ER_max区间，若进入区间，则记录对应的MCU温度和MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试，若没有进入区间，则循环执行步骤5；

步骤6；将经过光模块光功率调试得到的APCsetDAC值按步进值减小，判断减小后的APCset DAC值对应的光功率TX power是否在TX power_min～TX power_max区间内，若在，则把MOD_set设置为MOD_set_max，并进一步判断MOD_set_max对应的消光比是否进入ER_min～ER_max区间，若进入ER_min～ER_max区间，则记录当前MCU温度和MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；若未进入ER_min～ER_max区间，则重复步骤6；若减小后的APCset DAC值对应的TX power不在TX power_min～TXpower_max区间内，则报错结束调试。

本发明的一种光模块消光比的调试方法，其原理是根据输入全1下的功率值P2，输入全0下的功率值P1以及输入发端平均光功率TXpower与P1，P2的关系，然后通过功率与bias的关系式求出P1与P2对应的Bias值，最后通过直流Bias与交流mod的关系算出目标ER所需的交流电阻MOD_set值，将MOD_set值写入模块，即可得到目标ER值。

有益效果：采用本发明的调试方法，只需要3步即可将模块的光功率调整到需要的规格范围内，只需1步即可将消光比调整到范围内，解放了传统调试过程中示波器大量使用，减少了批量生产过程中花费的时间和人工成本，实现单位时间的产量有效提升。

附图说明

图1是本发明中的光模块调试流程图。

具体实施方式

现结合附图和实施例进一步阐述本发明的技术方案。

实施例1：

本实施例提出了一种光模块的光功率调试方法，APCset指的是光功率调整，Txfault是发端是否工作的判断位，APCsetDAC_initial指的是电阻参数设置的初始值，APCset DAC_adjust指的是电阻参数的调整值，Bias_target_min和Bias_target_max指的是监控电流目标值的上下限，具体调试流程如下：

步骤1：进入APCset手动模式；

步骤2：检测是否有TX fault出现，有则清除fault后，重新检查，如果没清掉报fail，否则再进行调试；

步骤3：预调节：电阻参数设置值等于初始值APCset DAC_initial，监控电流值记录为Bias1，调节数位电阻，使电阻参数设置值等于初始值APCset DAC_initial+APCsetDAC_adjust，记录此时监控电流值Bias2。根据以上两次记录值，带入以下公式中得到参数slop0、offset0备用：

offSet0＝APCset DAC_initial-slop0*Bias1 (2)

APC setDAC＝slop0*Bias+offset0 (3)

步骤4：线性区拟合：计算得到Bias_target_min和Bias_target_max分别对应的电阻参数设置值，分别写入APCset DAC寄存器，并分别记录下平均光功率TX power、APCset

offset1＝TXpower'-slop1*APCset DAC' (5)

TXpower＝slop1*APCset DAC+offset1 (6)

offset2＝TXpower'-slope2*Bias_target_max (9)

TX power＝slop2*Bias+offset2 (7)

式中，TXpower’表示当Bias_target_max时得到的平均光功率值，TXpower”表示当Bias_target_min时得到的平均光功率值，APCsetDAC’和APCsetDAC”分别表示Bias_target_max和Bias_target_min对应的电阻参数设置值；

采用式(6)计算得到目标平均光功率TX power_target对应的电阻参数设置值和Bias，并判断：

如果Bias＜Bias_min，由Bias_min反算出电阻参数设置值，并写入APCset DAC寄存器；

如果Bias＞Bias_max，由Bias_max反算出电阻参数设置值，并写入APCset DAC寄存器；

如果Bias≥Bias_min且Bias≤Bias_max，则写入目标光功率TX power_target对应的电阻参数设置值。

实测光功率并判断：判断当前光模块输出的平均光功率值是否在目标光功率值规格内(TX power_min～TX power_max)，若不在，则报fail，若在，则记录当前MCU温度和APCset DAC值。

实施例2：

当光模块处在-40度低温时，采用实施例1的步骤调试达到常温状态下的目标光功率后，记录当前MCU温度和电阻参数设置值APCset DAC，基于常温调试得到的电阻参数设置值，计算出-40度对应的电阻参数设置值APCset DAC，写入LUT；

将低温-40度的APCset DAC跟常温的APCsetDAC值拟合曲线，将相应的值写入APCLUT寄存器的低温。

实施例3：

当光模块处在85度高温时，采用实施例1的步骤调试达常温状态下的目标光功率后，记录当前MCU温度和电阻参数设置值APCset DAC。与常温调试得到的点，计算出高温测试温度+5度的ADC值，写入LUT，超过高温测试温度+5度的，延续高温测试温度+5度的值。

将高温85度的APCset DAC跟常温的APCsetDAC值拟合曲线，将相应的值写入APCLUT寄存器的常温到高温段。

实施例4：

本实施例的一种光模块的消光比的调试方法，TX Power是平均光功率值，P2是输入是高电平时的功率值，P1是输入低电平时的功率值，调试流程如下：

步骤1：光模块工作在手动模式；

步骤2：实测出平均光功率TX power值以及需要调试的目标消光比值ER_target。利用下面公式计算出P2和P1：

ER_target＝10*log10(P2/P1) (10)

TX power＝(P2+P1)/2 (11)

根据P1和P2值，利用实施例1中的TX power跟Bias的关系式，关系式如下，P1、P2代入下式中的TXpower分别计算出对应的Bias _P1、Bias _P2；

TX power＝slop2*Bias+offset2 (7)

再利用下面的公式计算出ER_target对应的MOD_set值：

Imod＝Bias_P2-Bias_P1 (12)

Imod＝0.027*MOD_set (13)

式中，Imod表示交流电流值，MOD_set表示交流电流对应的电阻参数设置值。

步骤3：获取步骤2得到的MOD_set值所对应的光模块当前输出的光模块消光比ER，判断光模块当前输出的光模块消光比ER是否进入ER_min～ER_max区间，若进入区间，则将当前MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；若ER＜ER_min，则转入步骤5；若ER＞ER_max，则根据迭代法调整MOD_set，使得ER进入ER_min～ER_max区间，记录当前MCU温度和交流电阻MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；

步骤4：步进增加MOD_set，判断增加后的MOD_set是否超过MOD_set_max，若超过，则进一步判断当前MOD_set对应的消光比ER是否进入ER_min～ER_max区间；若进入区间，则记录对应的MCU温度和MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；若没有进入区间，则将MOD_set设置成0，并转入步骤5；若增加后的MOD_set未超过MOD_set_max，则进一步判断当前MOD_set对应的消光比ER是否进入ER_min～ER_max区间，若进入区间，则记录对应的MCU温度和MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试，若没有进入区间，则循环执行步骤4；

步骤5；将经过光模块光功率调试得到的APCsetDAC值按步进值减小，判断减小后的APCset DAC值对应的光功率TX power是否在TX power_min～TX power_max区间内，若在，则把MOD_set设置为MOD_set_max，并进一步判断MOD_set_max对应的消光比是否进入ER_min～ER_max区间，若进入ER_min～ER_max区间，则记录当前MCU温度和MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；若未进入ER_min～ER_max区间，则重复步骤5；若减小后的APCset DAC值对应的TX power不在TX power_min～TXpower_max区间内，则报错结束调试。

Claims (5)

1.一种光模块光功率的调试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：在光模块光功率手动调整模式下，获取初始电阻参数设置值及其对应的监控电流值Bias1，调节一次数位电阻，得到调节后的电阻参数设置值及其对应的监控电流值Bias2；根据以下公式计算得到数位电阻APCsetDAC跟监控电流Bias关系式：

offset0＝APCset DAC_initial-slop0*Biasl (2)

APC setDAC＝slop0*Bias+offset0 (3)

式中，APCset DAC_initial表示初始电阻参数设置值，APCset DAC_adjust表示调节后的电阻参数设置值与初始电阻参数设置值之间的差值；

步骤2：根据式(3)计算得到最小监控电流值Bias_target_min和最大监控电流值Bias_target_max分别对应的电阻参数设置值，按照对应的电阻参数设置值调节数位电阻，得到对应输出的平均光功率值TXpower；根据以下公式计算得到数位电阻所述数位电阻的电阻参数设置值APCsetDAC跟平均光功率TXpower的关系式表示如下：

offset1＝TXpower’-slop1*APCset DAC’ (5)

TXpower＝slop1*APCsetDAC+offset1 (6)

式中，TXpower’表示当Bias_target_max时得到的平均光功率值，TXpower”表示当Bias_target_min时得到的平均光功率值，APCsetDAC’和APCsetDAC”分别表示Bias_target_max和Bias_target_min对应的电阻参数设置值；

根据式(6)得到目标平均光功率值TX power_target所需的电阻参数设置值；

步骤3：将步骤2计算得到的电阻参数设置值写入APCsetDAC寄存器中，完成光功率调整。

2.根据权利要求1所述的一种光模块光功率的调试方法，其特征在于：在所述步骤2中还包括：

根据下式计算目标平均光功率值TX power_target对应的监控电流值Bias；

TX power＝slop2*Bias+offset2 (7)

式中，

offset2＝TXpower’-slope2*Bias_target_max (9)

TXpower’表示当Bias_target_max时得到的平均光功率值，TXpower”表示当Bias_target_min时得到的平均光功率值，APCsetDAC’和APCsetDAC”分别表示Bias_target_max和Bias_target_min对应的电阻参数设置值。

3.根据权利要求2所述的一种光模块光功率的调试方法，其特征在于：所述步骤3具体操作如下：

若Bias＜Bias_min，则由Bias_min反算得出APCset DAC值，并将该APCset DAC值写入APCset DAC寄存器；

若Bias＞Bias_max，则由Bias_max反算的出APCset DAC值，并将该APCset DAC值写入APCset DAC寄存器；

若Bias≥Bias_min且Bias≤Bias_max，则将TXpower_target对应的APCsetDAC写入APCset DAC寄存器；

判断光模块当前输出的光功率是否在目标光功率值规格内，若在，则记录当前MCU温度和APCset DAC值，否则进行报错。

4.一种光模块消光比的调试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：光模块工作在手动模式，根据下式计算得到输入低电平下的功率值P1和输入高电平下的功率值P2；

ER_target＝10*log10(P2/P1) (10)

TXpower＝(P2+P1)/2 (11)

式中，ER_target为目标消光比值，TXpower为当前光模块实测得到的平均光功率值；

步骤2：将步骤1计算得到的输入低电平下的功率值P1和输入高电平下的功率值P2代入式(7)中的TX power分别计算出对应的Bias_P1、Bias_P2；

TXpower＝slop2*Bias+offset2 (7)

步骤3：根据下式计算得到ER_target对应的MOD_set值，完成消光比调节：

Imod＝Bias_P2-Bias_P1 (12)

Imod＝0.027*MOD_set (13)

式中，Imod表示交流电流值，MOD_set表示交流电流对应的电阻参数设置值。

5.根据权利要求4所述的一种光模块消光比的调试方法，其特征在于：还包括：

步骤4：获取步骤3得到的MOD_set值所对应的光模块当前输出的光模块消光比ER，判断光模块当前输出的光模块消光比ER是否进入ER_min～ER_max区间，若进入区间，则将当前MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；若ER＜ER_min，则转入步骤5；若ER＞ER_max，则根据迭代法调整MOD_set，使得ER进入ER_min～ER_max区间，记录当前MCU温度和交流电阻MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；

步骤5：步进增加MOD_set，判断增加后的MOD_set是否超过MOD_set_max，若超过，则进一步判断当前MOD_set对应的消光比ER是否进入ER_min～ER_max区间；若进入区间，则记录对应的MCU温度和MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；若没有进入区间，则将MOD_set设置成0，并转入步骤6；若增加后的MOD_set未超过MOD_set_max，则进一步判断当前MOD_set对应的消光比ER是否进入ER_min～ER_max区间，若进入区间，则记录对应的MCU温度和MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试，若没有进入区间，则循环执行步骤5；

步骤6；将经过光模块光功率调试得到的APCsetDAC值按步进值减小，判断减小后的APCset DAC值对应的光功率TX power是否在TX power_min～TX power_max区间内，若在，则把MOD_set设置为MOD_set_max，并进一步判断MOD_set_max对应的消光比是否进入ER_min～ER_max区间，若进入ER_min～ER_max区间，则记录当前MCU温度和MOD_set值，并将MCU温度和MOD_set值写入相应的寄存器中，完成消光比的调试；若未进入ER_min～ER_max区间，则重复步骤6；若减小后的APCset DAC值对应的TX power不在TX power_min～TXpower_max区间内，则报错结束调试。

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