CN112564815A

CN112564815A - 一种补偿光模块发射功率的电路、方法、设备及存储介质

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Publication number: CN112564815A
Application number: CN202011444280.7A
Authority: CN
Inventors: 黄登乙; 李伟
Original assignee: Shenzhen Puwei Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Puwei Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2040-12-11
Also published as: CN112564815B

Abstract

本发明公开了一种补偿光模块发射功率的电路、方法、设备及存储介质，所述电路包括：激光器、工作电源、背光光电二极管、电流转换器、比较器、控制器、电流源、参考电流、补偿电流和加法器；所述激光器的正极与工作电源连接，激光器的负极与电流源连接，背光光电二极管的负极与激光器的正极连接，背光光电二极管的正极与电流转换器的输入端连接，电流转换器的输出端与比较器的第一输入端口连接，比较器的第二输入端口与加法器的输出端连接，加法器的输入端连接有参考电流和补偿电流，比较器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与电流源连接。本发明能够补偿背光二极管带来的光功率偏差，使得光模块的发射功率在高低温下更加稳定和准确。

Description

一种补偿光模块发射功率的电路、方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种补偿光模块发射功率的电路、方法、设备及存储介质。

背景技术

随着光通信行业的快速发展，光模块的需求与日剧增，对光模块发射功率的准确性和稳定性要求也越来越高。目前，大多都是通过自动功率控制(Automatic PowerControl，APC)来保持高低温下光模块的功率恒定。APC有采用开环控制和闭环控制两种方式，开环控制通过建立温度查找表设置激光器偏置电流来让激光器在不同温度下输出功率保持一致，这种方法由于没有监控激光器实际输出光功率大小，效果不佳目前已很少采用。闭环控制通过MPD(背光光电二极管)检测激光器实际光输出的大小，并通过反馈网络来设置激光器的偏置电流，恒定光输出功率。

但是，现有技术没有考虑背光光电二极管在高低温下的效率也会发生变化的问题。在高低温下，背光光电二极管光电转换效率发生变化，此时的APC控制会导致高低温下的激光器功率不同。另外，APC环路只是稳定了激光器的功率，而事实上，激光器只是发射接口的核心器件，激光器被封装在TOSA或者BOSA中，激光器功率恒定并不代表光模块的发射功率恒定。并且在高低温下，由于焊接因素、各种应力、形变、玻片等的影响，也会导致光模块在高低温下的发射功率和在常温下的发射功率存在一定的偏差。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种补偿光模块发射功率的电路、方法、设备及存储介质，能够补偿背光二极管带来的光功率偏差，使得光模块的发射功率在高低温下更加稳定和准确。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种补偿光模块发射功率的电路，包括激光器、工作电源、背光光电二极管、电流转换器、比较器、控制器、电流源、参考电流、补偿电流和加法器；

所述激光器的正极与工作电源连接，所述激光器的负极与电流源连接，所述背光光电二极管的负极与所述激光器的正极连接，所述背光光电二极管的正极与所述电流转换器的输入端连接，所述电流转换器的输出端与所述比较器的第一输入端口连接，所述比较器的第二输入端口与所述加法器的输出端连接，所述加法器的输入端连接有参考电流和补偿电流，所述比较器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述电流源连接。

进一步的，所述加法器将输入的参考电流和补偿电流进行相加，得到目标电流。

进一步的，所述比较器将从电流转换器输入的初始电流和从加法器输入的目标电流进行比较，并将比较的结果传输至所述控制器。

进一步的，所述控制器根据接收到的比较结果，通过电流源调整所述激光器的偏置电流。

进一步的，所述控制器根据接收到的比较结果，通过电流源调整所述激光器的偏置电流，具体为：

若所述控制器接收到所述初始电流大于所述目标电流，则所述控制器控制所述电流源减小激光器的偏置电流，直至所述初始电流减小至所述目标电流；

若所述控制器接收到所述初始电流小于所述目标电流，则所述控制器控制所述电流源增大激光器的偏置电流，直至所述初始电流增大至所述目标电流。

进一步的，所述补偿电流是关于温度的补偿函数，即I_C＝f(t)，

其中，I_C表示补偿电流，t表示温度。

进一步的，所述补偿电流是关于温度和参考电流的函数，即

I_C＝f1(t)+f2(I_apcset)，

其中，I_C表示补偿电流，t表示温度，I_apcset表示参考电流。

本发明实施例还提供了一种补偿光模块发射功率的方法，所述方法适用于补偿光模块发射功率的电路，所述电路包括激光器、工作电源、背光光电二极管、电流转换器、比较器、控制器、电流源、参考电流、补偿电流和加法器；

所述方法包括：

获取从激光器输出且经过电流转换器转换的初始电流；

将加法器与比较器相连接，使得参考电流和补偿电流通过加法器进行相加，得到目标电流后传输至比较器；

通过比较器将所述初始电流和所述目标电流进行比较；

若所述初始电流大于所述目标电流，则通过控制器控制电流源减小激光器的偏置电流，直至所述初始电流减小至所述目标电流；

若所述初始电流小于所述目标电流，则通过控制器控制电流源增大激光器的偏置电流，直至所述初始电流增大至所述目标电流。

本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的补偿光模块发射功率的方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述的补偿光模块发射功率的方法。

相对于现有技术，本发明实施例提供的一种补偿光模块发射功率的电路、方法、设备及存储介质的有益效果在于：通过获取从激光器输出且经过电流转换器转换的初始电流；将加法器与比较器相连接，使得参考电流和补偿电流通过加法器进行相加，得到目标电流后传输至比较器；通过比较器将所述初始电流和所述目标电流进行比较；若所述初始电流大于所述目标电流，则通过控制器控制电流源减小激光器的偏置电流，直至所述初始电流减小至所述目标电流；若所述初始电流小于所述目标电流，则通过控制器控制电流源增大激光器的偏置电流，直至所述初始电流增大至所述目标电流。本发明实施例能够补偿由背光二极管本身工艺、应力、玻片等因素带来的光功率偏差，使得光模块的发射功率在高低温下更加稳定和准确。

附图说明

图1是本发明提供的一种补偿光模块发射功率的电路的一个优选实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的一种补偿光模块发射功率的方法的一个优选实施例的流程示意图；

图3是本发明提供的一种终端设备的一个优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明提供的一种补偿光模块发射功率的电路的一个优选实施例的结构示意图。所述电路包括激光器101、工作电源VCC、背光光电二极管102、电流转换器103、比较器105、控制器106、电流源107、参考电流104、补偿电流108和加法器109；

所述激光器101的正极与工作电源VCC连接，所述激光器101的负极与电流源107连接，所述背光光电二极管102的负极与所述激光器101的正极连接，所述背光光电二极管102的正极与所述电流转换器103的输入端连接，所述电流转换器103的输出端与所述比较器105的第一输入端口连接，所述比较器105的第二输入端口与所述加法器109的输出端连接，所述加法器109的输入端连接有参考电流104和补偿电流108，所述比较器105的输出端与所述控制器106的输入端连接，所述控制器106的输出端与所述电流源107连接。

具体的，当激光驱动器提供的电流超过激光器101的阈值电流后，所述激光器101发光，当激光器101发光时，背光光电二极管102将自身接收到的光信号变为电流信号MPD，电流转换器103将MPD电流信号按照预设的比例进行放大或者缩小，转换为初始电流I_mdm输入比较器105。加法器109将输入的参考电流I_apcset104和补偿电流I_C108进行相加，得到目标电流I_set，然后将目标电流I_set也输入到所述比较器105。所述比较器105将I_mdm和I_set进行比较，并将比较的结果传输至控制器106，所述控制器106根据接收到的比较结果，通过电流源107调整所述激光器101的偏置电流。

需要说明的是，补偿电流I_C108是一个补偿函数，该函数用于改善高低温下的背光光电二极管的电流转换效率和高低温下除了激光器以外由其他器件引起的光模块发射功率的变化。

本实施例通过添加补偿电流，能够补偿由背光二极管本身工艺、应力、玻片等因素带来的光功率偏差，使得光模块的发射功率在高低温下更加稳定和准确。

在另一个优选实施例中，所述加法器将输入的参考电流和补偿电流进行相加，得到目标电流。

具体的，所述加法器109将输入的参考电流I_apcset104和补偿电流I_C108进行相加，得到目标电流I_set。

本实施例通过添加加法器，将参考电流和补偿电流进行相加，得到目标电流，根据目标电流和初始电流去调整激光器的偏置电流，能够补偿由背光二极管本身工艺、应力、玻片等因素带来的光功率偏差，使得光模块的发射功率在高低温下更加稳定和准确。

在又一个优选实施例中，所述比较器将从电流转换器输入的初始电流和从加法器输入的目标电流进行比较，并将比较的结果传输至所述控制器。

具体的，所述比较器105将从电流转换器103输入的初始电流I_mdm和从加法器109输入的目标电流I_set进行比较，并将比较的结果传输至所述控制器106。

在又一个优选实施例中，所述控制器106根据接收到的比较结果，通过电流源107调整所述激光器101的偏置电流。

在又一个优选实施例中，所述控制器106根据接收到的比较结果，通过电流源107调整所述激光器101的偏置电流，具体为：

若所述控制器106接收到所述初始电流I_mdm大于所述目标电流I_set，则所述控制器106控制所述电流源107减小激光器101的偏置电流，直至所述初始电流I_mdm减小至所述目标电流I_set；

若所述控制器接收到所述初始电流I_mdm小于所述目标电流I_set，则所述控制器106控制所述电流源107增大激光器101的偏置电流，直至所述初始电流I_mdm增大至所述目标电流I_set。

作为优选方案，所述补偿电流是关于温度的补偿函数，即I_C＝f(t)，

其中，I_C表示补偿电流，t表示温度。

需要说明的是，I_C是关于温度t的函数，I_C＝f(t)，其中，f(t)需要采用一定的样本量进行测试和拟合。例如，采用如下函数进行Ic补偿。当t>25摄氏度时，f(t)＝a(t-25)2+b(t-25)+c，其中a、b、c是通过实际数据拟合得到的参数；当t<25摄氏度时使用f(t)＝d(25-t)2+e(25-t)+f，其中d、e、f是通过实测数据进行拟合得到的参数。

作为优选方案，所述补偿电流是关于温度和参考电流的函数，即

I_C＝f1(t)+f2(I_apcset)，

其中，I_C表示补偿电流，t表示温度，I_apcset表示参考电流。

需要说明的是，补偿电流I_C的函数不限于上述两种形式的补偿函数，且补偿函数也不限于一次曲线、二次曲线或分段曲线等等，可以根据不同的激光器和组件的特性，选择最为适合的补偿函数。

相应地，本发明还提供一种补偿光模块发射功率的方法，所述方法适用于上述的补偿光模块发射功率的电路，所述电路包括激光器101、工作电源VCC、背光光电二极管102、电流转换器103、比较器105、控制器106、电流源107、参考电流104、补偿电流108和加法器109。

请参阅图2，图2是本发明提供的一种补偿光模块发射功率的方法的一个优选实施例的流程示意图。所述方法，包括：

S1，获取从激光器输出且经过电流转换器转换的初始电流；

S2，将加法器与比较器相连接，使得参考电流和补偿电流通过加法器进行相加，得到目标电流后传输至比较器；

S3，通过比较器将所述初始电流和所述目标电流进行比较；

S4，若所述初始电流大于所述目标电流，则通过控制器控制电流源减小激光器的偏置电流，直至所述初始电流减小至所述目标电流；

S5，若所述初始电流小于所述目标电流，则通过控制器控制电流源增大激光器的偏置电流，直至所述初始电流增大至所述目标电流。

请参阅图3，图3是本发明提供的一种终端设备的一个优选实施例的结构示意图。所述终端设备包括处理器301、存储器302以及存储在所述存储器302中且被配置为由所述处理器301执行的计算机程序，所述处理器301执行所述计算机程序时实现上述的补偿光模块发射功率的方法。

优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序1、计算机程序2、……)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器302中，并由所述处理器301执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。

所述处理器301可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器301也可以是任何常规的处理器，所述处理器301是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。

所述存储器302主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器302可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡和闪存卡(Flash Card)等，或所述存储器302也可以是其他易失性固态存储器件。

需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，图3的结构示意图仅仅是上述终端设备的示例，并不构成对上述终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。

本发明实施例提供了一种补偿光模块发射功率的电路、方法、设备及存储介质，通过获取从激光器输出且经过电流转换器转换的初始电流；将加法器与比较器相连接，使得参考电流和补偿电流通过加法器进行相加，得到目标电流后传输至比较器；通过比较器将所述初始电流和所述目标电流进行比较；若所述初始电流大于所述目标电流，则通过控制器控制电流源减小激光器的偏置电流，直至所述初始电流减小至所述目标电流；若所述初始电流小于所述目标电流，则通过控制器控制电流源增大激光器的偏置电流，直至所述初始电流增大至所述目标电流。本发明实施例能够补偿由背光二极管本身工艺、应力、玻片等因素带来的光功率偏差，使得光模块的发射功率在高低温下更加稳定和准确。

需说明的是，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的系统实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种补偿光模块发射功率的电路，其特征在于，包括激光器、工作电源、背光光电二极管、电流转换器、比较器、控制器、电流源、参考电流、补偿电流和加法器；

2.如权利要求1所述的一种补偿光模块发射功率的电路，其特征在于，所述加法器将输入的参考电流和补偿电流进行相加，得到目标电流。

3.如权利要求2所述的一种补偿光模块发射功率的电路，其特征在于，所述比较器将从电流转换器输入的初始电流和从加法器输入的目标电流进行比较，并将比较的结果传输至所述控制器。

4.如权利要求3所述的一种补偿光模块发射功率的电路，其特征在于，所述控制器根据接收到的比较结果，通过电流源调整所述激光器的偏置电流。

5.如权利要求4所述的一种补偿光模块发射功率的电路，其特征在于，所述控制器根据接收到的比较结果，通过电流源调整所述激光器的偏置电流，具体为：

6.如权利要求1至5中任一项所述的一种补偿光模块发射功率的电路，其特征在于，所述补偿电流是关于温度的补偿函数，即I_C＝f(t)，

其中，I_C表示补偿电流，t表示温度。

7.如权利要求1至5中任一项所述的一种补偿光模块发射功率的电路，其特征在于，所述补偿电流是关于温度和参考电流的函数，即I_C＝f1(t)+f2(I_apcset)，

其中，I_C表示补偿电流，t表示温度，I_apcset表示参考电流。

8.一种补偿光模块发射功率的方法，其特征在于，所述方法适用于补偿光模块发射功率的电路，所述电路包括激光器、工作电源、背光光电二极管、电流转换器、比较器、控制器、电流源、参考电流、补偿电流和加法器；

所述方法包括：

获取从激光器输出且经过电流转换器转换的初始电流；

通过比较器将所述初始电流和所述目标电流进行比较；

9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8所述的补偿光模块发射功率的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求8所述的补偿光模块发射功率的方法。