CN114089149A - 一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统及方法，通过建立一种由外接电子器件构成的转换电路，模拟偏执电流信号输入激光器到监控光电二极管的监控电流信号输出这一转换，替代原本昂贵易损的外接光器件实现自动功率控制环路，以实现低成本高稳定性的自动功率控制功能测试。该方案主要关心转换电路的输入输出电流大小和比例，忽略掉原使用过程中激光器和光电二极管间的光能转换，直接使用比例受控的电流到电流转换电路来桥接偏执电流输出与监控电流输入两点，以此实现自动功率控制功能的测试。本发明通过上述设置实现了低成本、高精度、经济实惠且利于市场应用的测试。
Description
技术领域
本发明属于光通信芯片测试技术领域，具体地说，涉及一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统及方法。
背景技术
在高速光通信中信号发射端激光器将输入的偏执电流转化为平均光功率输出。该平均光功率会受到温度，偏压以及本身老化的影响。为了保证信号质量始终稳定，需要在高速光通信激光器的驱动芯片内设计自动功率控制电路，确保激光器输出平均光功率在各种条件下始终稳定。该自动功率控制电路为负反馈闭环结构，反馈输入部分需探测激光器输出光信号的强度，经过转换后和阈值比较生成反馈信号来控制激光驱动芯片的偏执电流的增减以实现平均光功率的调节。因为激光器的输出平均光功率和偏执电流的大小成正比，所以自动功率控制电路能通过对偏执电流的单调调整来确保激光器输出的平均光功率始终稳定。
图1提供激光器偏执电流以及输出光功率的关系图。激光器输出光功率随偏执电流的增减而单调增加或减少。同时随着温度增加，激光器的功率电流比曲线比率减少。为了在升温后保证稳定的输出光功率Pavg，需要增加偏执电流从Iavg1增加到Iavg2。
为了量化并监控激光器输出的光功率强度，通常会在激光器附近放置监控光电二极管将光信号再次转换回电信号作为环路反馈输入使用。该光电二极管探测到激光器的光信号并以一定比例转换为电流信号反馈到自动功率控制电路输入，经过内部数字模块分析反馈信号和阈值比较的结果后，再反馈调节偏执电流大小实现闭环自动控制。
一般自动功率控制电路根据对反馈监控电流信号的使用方法不同可归为两类，即电流型输入类和电压型输入类。电流型输入的自动功率控制电路会直接将监控光电二极管输出的平均电流作为输入信号，和芯片内建的阈值电流进行比较后进入数字模块分析使用。而电压型输入的自动功率控制电路会将监控电流通过内部电阻先转换为电压信号，再和芯片内部阈值电压进行比较后进入数字模块分析使用。数字模块处理完比较结果后反馈到数模转换电路控制激光驱动芯片偏执电流的增减来确保输出平均光功率的恒定。图2和图3分别为两种类型的自动功率控制电路的闭环环路简化图。
无论反馈输入为电流输入型还是电压输入型，自动功率控制闭环环路都由激光器驱动芯片内部电路以及外接光器件构成。测试该功能的时候需保证环路中芯片与外接器件连接正常，所有配置均和正常使用该功能无异。不过传统测试使用的外接器件选用了正常工作使用的光器件。外接光器件中的激光器昂贵，偏执电流过大时又容易损坏，同时监控光电二极管的一致性不是很好, 且光器件之间转换效率也会随着环境改变，因此在实验室测试中需要准确测试自动功率控制的偏执电流值是否和阈值成比例对应的时候，以及在量产测试中需要使用低成本且可靠的方法验证自动功率控制功能时候，不必同正常工作时候一样选用外接光器件进行电流转换的方案。
发明内容
本发明针对现有的激光器和光电二极管的组合的测试方法造价昂贵、使用性低、容易损坏、监控光电二极管的一致性不佳等缺陷，提出了一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统及方法，通过建立一种由外接电子器件构成的转换电路，模拟偏执电流信号输入激光器到监控光电二极管的监控电流信号输出这一转换，替代原本昂贵易损的外接光器件实现自动功率控制环路，以实现低成本高稳定性的自动功率控制功能测试。该方案主要关心转换电路的输入输出电流大小和比例，忽略掉原使用过程中激光器和光电二极管间的光能转换，直接使用比例受控的电流到电流转换电路来桥接偏执电流输出与监控电流输入两点，以此实现自动功率控制功能的测试。本发明通过上述设置实现了低成本、高精度、经济实惠且利于市场应用的测试。
本发明具体实现内容如下：
本发明提出了一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统，连接光通信激光器驱动芯片，用于对光通信激光驱动器的自动功率控制功能进行测试；所述光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统包括电流镜单元、负反馈单元；所述光通信激光器驱动芯片包括数模转换模块、偏置电流源模块、阈值电源模块、数字模块；
所述数模转换模块分别与数字模块和偏置电流源模块连接；所述偏置电流源模块连接电流镜单元；所述负反馈单元与阈值电源模块的输入端连接；所述阈值电源模块的输出端与所述数字模块的输入端连接；
所述电流镜单元为由第一NMOS管和第二NMOS管构成的电流镜单元；
所述第一NMOS管的漏极与第一NMOS管的栅极连接后与所述偏置电流源模块连接；
所述第二NMOS管的漏极与所述负反馈单元连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述负反馈单元包括运算放大器OP、电阻R1、电阻R2、三极管PMA；
所述电阻R1的一端接地，另一端连接运算放大器OP的正极输入端，所述第二NMOS管的漏极与所述运算放大器OP的正极输入端连接；所述电阻R2的一端接地，另一端连接三极管PMA的源极；所述运算放大器OP的输出端连接三极管PMA的栅极，所述三极管PMA的漏极连接所述阈值电源模块；所述运算放大器OP的负极输入端连接在所述三极管PMA的源极和电阻R2之间；
所述第二NMOS管、电阻R1以及运算放大器OP的正极输入端连接的电压点为电压点A；所述电阻R2、运算放大器OP的负极输入端和三极管PMA连接的电压点为电压点B；所述运算放大器OP的输出端和三极管PMA之间的电压点为电压点C。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述阈值电源模块包括阈值电流源单元、缓冲器；
所述阈值电流源单元接地后分别与所述三极管PMA的漏极和缓冲器的输入端连接；所述缓冲器的输出端与所述数字模块的输入端连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述阈值电源模块包括阈值电压源单元、探测电阻、比较器；
所述探测电阻和阈值电压源单元各自接地后分别搭接在所述比较器的一个输入端上，所述三极管PMA的漏极搭接在所述比较器连接探测电阻的输入端上；
所述比较器的输出端与所述数字模块的输入端连接。
一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试方法，上述的一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统，具体包括以下步骤：
步骤1：使用偏置电流源模块向第一NMOS管发送电源，然后由电流镜单元的第二NMOS管转换为偏置电流输入到运算放大器的正极输入端；
步骤2：将电阻R1和电阻R2的阻值比例设置为N，比例N为根据实际需求自定义的值；
步骤3：调整运算放大器OP的开环增益，利用运算放大器OP的钳位作用将电压点A和电压点B的电压锁到一致的状态；
步骤4：通过电阻R2转换出监控电流到阈值电源模块和数字模块，完成测试。
为了更好地实现本发明，进一步地，在测试的过程中，控制运算放大器OP的压摆率，从而驱动三极管PMA的栅极电压进行变化，进而控制电压点C的响应时间。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
本发明采用市面可售的常规元器件即可组成替换电路，且精度更好，相比于原测试方法，降低了成本，提高了测试可靠性和精度，且更适合市场推广应用。
附图说明
图1为激光器功率电流比的曲线示意图；
图2为传统的电流输入型的测试结构；
图3为传统的电压输入型的测试结构；
图4为电流镜转换内壁光器件转换的示意图；
图5为本发明的电流输入反馈型的结构示意图；
图6为本发明的电压输入反馈型的结构示意图；
图7为图4的电流镜电流转换的精度示意图；
图8为本发明的电流转换的精度示意图；
图9为自动功率控制时序理论示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本发明提出了一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统，连接光通信激光器驱动芯片，用于对光通信激光驱动器的自动功率控制功能进行测试；所述光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统包括电流镜单元、负反馈单元；所述光通信激光器驱动芯片包括数模转换模块、偏置电流源模块、阈值电源模块、数字模块；
所述数模转换模块分别与数字模块和偏置电流源模块连接；所述偏置电流源模块连接电流镜单元；所述负反馈单元与阈值电源模块的输入端连接；所述阈值电源模块的输出端与所述数字模块的输入端连接；
所述电流镜单元为由第一NMOS管和第二NMOS管构成的电流镜单元；
所述第一NMOS管的漏极与第一NMOS管的栅极连接后与所述偏置电流源模块连接；
所述第二NMOS管的漏极与所述负反馈单元连接。
实施例2：
本实施例在上述实施例1的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，所述负反馈单元包括运算放大器OP、电阻R1、电阻R2、三极管PMA；
所述电阻R1的一端接地，另一端连接运算放大器OP的正极输入端，所述第二NMOS管的漏极与所述运算放大器OP的正极输入端连接；所述电阻R2的一端接地，另一端连接三极管PMA的源极；所述运算放大器OP的输出端连接三极管PMA的栅极，所述三极管PMA的漏极连接所述阈值电源模块；所述运算放大器OP的负极输入端连接在所述三极管PMA的源极和电阻R2之间；
所述第二NMOS管、电阻R1以及运算放大器OP的正极输入端连接的电压点为电压点A；所述电阻R2、运算放大器OP的负极输入端和三极管PMA连接的电压点为电压点B；所述运算放大器OP的输出端和三极管PMA之间的电压点为电压点C。
工作原理：一般自动功率控制电路根据对反馈监控电流信号的使用方法不同可归位两类，即电流型输入类和电压型输入类。电流型输入的自动功率控制电路会直接将监控光电二极管输出的平均电流作为输入信号，和芯片内建的阈值电流进行比较后进入数字模块分析使用。而电压型输入的自动功率控制电路会将监控电流通过内部电阻先转换为电压信号，再和芯片内部阈值电压进行比较后进入数字模块分析使用。数字模块处理完比较结果后反馈到数模转换电路控制激光驱动芯片偏执电流的增减来确保输出平均光功率的恒定。图2和图3分别为两种类型的自动功率控制电路的闭环环路简化图。
无论反馈输入为电流输入型还是电压输入型，自动功率控制闭环环路都由激光器驱动芯片内部电路以及外接光器件构成。测试该功能的时候需保证环路中芯片与外接器件连接正常，所有配置均和正常使用该功能无异。不过传统测试使用的外接器件选用了正常工作使用的光器件。外接光器件中的激光器昂贵，偏执电流过大时又容易损坏，同时监控光电二极管的一致性不是很好, 且光器件之间转换效率也会随着环境改变，因此在实验室测试中需要准确测试自动功率控制的偏执电流值是否和阈值成比例对应的时候，以及在量产测试中需要使用低成本且可靠的方法验证自动功率控制功能时候，不必同正常工作时候一样选用外接光器件进行电流转换的方案。
利用传统的外接电流镜方案可以进行类似的转化。图4右边为一组传统的电流镜替换左边的转换方案，其由三极管PM1与PM2构成，PM1与PM2的大小成N倍的比例，其作用可以类比与左边的激光器偏执电流输入到监控光电二极管监控电流输出的N倍转换，是一种传统的电流比例转换电学模型。由下列三极管电流简化公式(1)可知，当电流镜栅极电压Vgs，载流子迁移率u，单位面积的栅氧化层电容Cox，阈值电压Vth，以及沟道长度L确定以后，电流镜的电流转换比例仅仅和三极管沟道宽度W相关，当PM1和PM2沟道宽度W之比为N倍的时候，理论上偏执电流和监控电流比例为N倍。
然而实际上电流镜在电流比例转换的时候会受到三极管源漏间电压Vds的影响，即下列公式(2)中Vds带来的体效应的影响。图4中PM2的源漏间的电压会随着偏执电流以及监控电流的变化而和PM1源漏间的电压不一致，因此传统电流镜在电流变化的时候很难做到完美的电流比例转化。
该传统电流镜测试方案可以选用市面上单独出售的外置电流镜芯片，连接激光驱动器的偏执电流输出端以及监控电流输入端实现。外置电流镜芯片转换方案除了要确保电流镜倍数的比例大小符合设计需求外，还要确保电流镜的输入输出电流能力以及响应时间是否符合标准。不过由于单独电流镜芯片市场上需求不大，因此种类较少，针对该种测试选型也比较困难。
由于传统电流镜本身的缺陷不能实现完美比例镜像，且转换比例固定无法改变，同时外置电流镜芯片选型也比较难，因此本专利提出一种测试方案，能够克服传统电流镜的缺陷，较为准确的按比例进行电流转换，且转换比例容易改变。同时专利所述的测试方案中的电子元件选型容易，比传统电流镜方案更能满足测试的要求。
本专利所述的测试方案如图5和图6所述。该种测试电路中的激光器驱动芯片部分有所不同，包括电流输入反馈和电压输入反馈两种类型。外围电流转换一致，利用电阻R1,R2, 运放OP与三极管PMA连接的负反馈环路构成。该电流转换电路首先需要确保R1比R2小N倍的比例。当运放OP的开环增益足够的时候，利用负反馈环路中运放OP的钳卫作用将其正端A点和负端B点的电压锁到一致，这样B点电压和R2转换出的监控电流就比R1中的偏执电流小N倍了。电流转换公式如下公式(3)所示：
对于所有数模混合信号的环路，最重要的是为了确保环路的稳定性，需要保证环路中任意节点的响应时间短于数字时钟的周期。由于激光器到监控光电二极管距离短且信号以光速传播，因此偏执电流到监控电流的转换时间将非常快。不过电子转换器的转化时间会受到寄生电容的影响。图5和图6中A，B两点的寄生电容较少，响应时间较快。因此电流转换的转换时间主要由运放输出C点限制。C点的响应时间受到运放压摆率SR决定。当运放压摆率足够的时候，就能驱动PMA的栅极电压Vgs快速变化以满足响应时间的要求。由压摆率的公式（4）和三极管电流电压转换公式（5）可知，当压摆率SR越大且节点电容C和变化控制电压△V可预知的时候，对于一个大小可知的最低有效位LSB的电流△I，其变化时间T则越快。
上述公式（6）中△I为运放输出点变化电流，PMA的受控电压变化量△Vgs由△I，PMA自身工艺参数u，Cox，Vth以及三极管尺寸W，L决定，C点的节点电容值C则由三极管PMA尺寸以及运放输出电容决定。因此专利所述测试电路中运放OP以及三极管PMA的选型比较重要。而相比于单独的电流镜芯片，这三种外置电子器件市场上种类较多，比较容易搭建外部的测试电路。选型的时候对于运放需要主要注意电源电压，输入输出电压范围，开环增益以及压摆率，输出点寄生电容。对于三极管选型则需要主要注意电压范围，电流能力，寄生电容。对于电阻的选项需要注意两个电阻的比例要和设计的电流镜比例一致。电阻值也不能过大，理论上R1和最大偏执电流形成的电压降，以及R2和最大监控电流形成的电压降要小于电源电压。除此之外对电阻来说还可以选取封装小一点的型号减少寄生电容。
本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图5所示，所述阈值电源模块包括阈值电流源单元、缓冲器；
所述阈值电流源单元接地后分别与所述三极管PMA的漏极和缓冲器的输入端连接；所述缓冲器的输出端与所述数字模块的输入端连接。
工作原理：此种为电流输入型转换的具体结构示意图。
本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图6所示，所述阈值电源模块包括阈值电压源单元、探测电阻、比较器；
所述探测电阻和阈值电压源单元各自接地后分别搭接在所述比较器的一个输入端上，所述三极管PMA的漏极搭接在所述比较器连接探测电阻的输入端上；
所述比较器的输出端与所述数字模块的输入端连接。
工作原理：此种为电压输入转换型的具体结构。
本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。
实施例5：
本实施例还提出了一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试方法，基于上述实施例2-4任一项的一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统，具体包括以下步骤：
步骤1：使用偏置电流源模块向第一NMOS管发送电源，然后由电流镜单元的第二NMOS管转换为偏置电流输入到运算放大器的正极输入端；
步骤2：将电阻R1和电阻R2的阻值比例设置为N，比例N为根据实际需求自定义的值；
步骤3：调整运算放大器OP的开环增益，利用运算放大器OP的钳位作用将电压点A和电压点B的电压锁到一致的状态；
步骤4：通过电阻R2转换出监控电流到阈值电源模块和数字模块，完成测试。
工作原理：一般自动功率控制电路根据对反馈监控电流信号的使用方法不同可归位两类，即电流型输入类和电压型输入类。电流型输入的自动功率控制电路会直接将监控光电二极管输出的平均电流作为输入信号，和芯片内建的阈值电流进行比较后进入数字模块分析使用。而电压型输入的自动功率控制电路会将监控电流通过内部电阻先转换为电压信号，再和芯片内部阈值电压进行比较后进入数字模块分析使用。数字模块处理完比较结果后反馈到数模转换电路控制激光驱动芯片偏执电流的增减来确保输出平均光功率的恒定。图2和图3分别为两种类型的自动功率控制电路的闭环环路简化图。
无论反馈输入为电流输入型还是电压输入型，自动功率控制闭环环路都由激光器驱动芯片内部电路以及外接光器件构成。测试该功能的时候需保证环路中芯片与外接器件连接正常，所有配置均和正常使用该功能无异。不过传统测试使用的外接器件选用了正常工作使用的光器件。外接光器件中的激光器昂贵，偏执电流过大时又容易损坏，同时监控光电二极管的一致性不是很好, 且光器件之间转换效率也会随着环境改变，因此在实验室测试中需要准确测试自动功率控制的偏执电流值是否和阈值成比例对应的时候，以及在量产测试中需要使用低成本且可靠的方法验证自动功率控制功能时候，不必同正常工作时候一样选用外接光器件进行电流转换的方案。
利用传统的外接电流镜方案可以进行类似的转化。图4右边为一组传统的电流镜替换左边的转换方案，其由三极管PM1与PM2构成，PM1与PM2的大小成N倍的比例，其作用可以类比与左边的激光器偏执电流输入到监控光电二极管监控电流输出的N倍转换，是一种传统的电流比例转换电学模型。由下列三极管电流简化公式(1)可知，当电流镜栅极电压Vgs，载流子迁移率u，单位面积的栅氧化层电容Cox，阈值电压Vth，以及沟道长度L确定以后，电流镜的电流转换比例仅仅和三极管沟道宽度W相关，当PM1和PM2沟道宽度W之比为N倍的时候，理论上偏执电流和监控电流比例为N倍。
然而实际上电流镜在电流比例转换的时候会受到三极管源漏间电压Vds的影响，即下列公式(2)中Vds带来的体效应的影响。图4中PM2的源漏间的电压会随着偏执电流以及监控电流的变化而和PM1源漏间的电压不一致，因此传统电流镜在电流变化的时候很难做到完美的电流比例转化。
该传统电流镜测试方案可以选用市面上单独出售的外置电流镜芯片，连接激光驱动器的偏执电流输出端以及监控电流输入端实现。外置电流镜芯片转换方案除了要确保电流镜倍数的比例大小符合设计需求外，还要确保电流镜的输入输出电流能力以及响应时间是否符合标准。不过由于单独电流镜芯片市场上需求不大，因此种类较少，针对该种测试选型也比较困难。
由于传统电流镜本身的缺陷不能实现完美比例镜像，且转换比例固定无法改变，同时外置电流镜芯片选型也比较难，因此本专利提出一种测试方案，能够克服传统电流镜的缺陷，较为准确的按比例进行电流转换，且转换比例容易改变。同时专利所述的测试方案中的电子元件选型容易，比传统电流镜方案更能满足测试的要求。
本专利所述的测试方案如图5和图6所述。该种测试电路中的激光器驱动芯片部分有所不同，包括电流输入反馈和电压输入反馈两种类型。外围电流转换一致，利用电阻R1,R2, 运放OP与三极管PMA连接的负反馈环路构成。该电流转换电路首先需要确保R1比R2小N倍的比例。当运放OP的开环增益足够的时候，利用负反馈环路中运放OP的钳卫作用将其正端A点和负端B点的电压锁到一致，这样B点电压和R2转换出的监控电流就比R1中的偏执电流小N倍了。电流转换公式如下公式(3)所示：
本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。
实施例6：
本实施例在上述实施例5的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，在测试的过程中，控制运算放大器OP的压摆率，从而驱动三极管PMA的栅极电压进行变化，进而控制电压点C的响应时间。
工作原理：对于所有数模混合信号的环路，最重要的是为了确保环路的稳定性，需要保证环路中任意节点的响应时间短于数字时钟的周期。由于激光器到监控光电二极管距离短且信号以光速传播，因此偏执电流到监控电流的转换时间将非常快。不过电子转换器的转化时间会受到寄生电容的影响。图5和图6中A，B两点的寄生电容较少，响应时间较快。因此电流转换的转换时间主要由运放输出C点限制。C点的响应时间受到运放压摆率SR决定。当运放压摆率足够的时候，就能驱动PMA的栅极电压Vgs快速变化以满足响应时间的要求。由压摆率的公式（4）和三极管电流电压转换公式（5）可知，当压摆率SR越大且节点电容C和变化控制电压△V可预知的时候，对于一个大小可知的最低有效位LSB的电流△I，其变化时间T则越快。
上述公式（6）中△I为运放输出点变化电流，PMA的受控电压变化量△Vgs由△I，PMA自身工艺参数u，Cox，Vth以及三极管尺寸W，L决定，C点的节点电容值C则由三极管PMA尺寸以及运放输出电容决定。因此专利所述测试电路中运放OP以及三极管PMA的选型比较重要。而相比于单独的电流镜芯片，这三种外置电子器件市场上种类较多，比较容易搭建外部的测试电路。选型的时候对于运放需要主要注意电源电压，输入输出电压范围，开环增益以及压摆率，输出点寄生电容。对于三极管选型则需要主要注意电压范围，电流能力，寄生电容。对于电阻的选项需要注意两个电阻的比例要和设计的电流镜比例一致。电阻值也不能过大，理论上R1和最大偏执电流形成的电压降，以及R2和最大监控电流形成的电压降要小于电源电压。除此之外对电阻来说还可以选取封装小一点的型号减少寄生电容。
本实施例的其他部分与上述实施例5相同，故不再赘述。
实施例7：
本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上，如图7、图8所示，搭建了传统电流镜与专利所述电流转换电路进行仿真对比。输入偏执电流从0变化到100mA, 设计转换比例N从偏执电流到监控电流为1/100倍。传统电流镜由于体效应的影响，当电流增大以后精度大大降低，最大偏差约13%。而专利所述转换电路精度较高，转换精度接近理论比例。
本实施例的其他部分与上述实施例1-6任一项相同，故不再赘述。
实施例8：
本实施例在上述实施例1-7任一项的基础上，如图9所示，为某真实激光驱动芯片中电压输入型自动功率控制电路环路工作以后监控电流转化电压变化的时序图。 最开始的时候偏执电流为0，其监控电流转换电压和阈值电压差值较大，因此数字模块判断偏执电流需要增加来使得监控电流转化电压趋向与阈值电压。作为该激光驱动芯片自动功率控制电路的特点，为了防止信号反馈信号过冲，该自动功率控制电路在监控电流转化电压达到90%阈值的时候进行了降速处理。在转化电压最终达到阈值电压的时候就停止增加，仅受环路控制在阈值电压附近波动。
不管自动功率控制电路的特性如何，经过测试后得出结论，使用本专利所述方案能完全跟踪图9的时序理论图，即表明监控电流转化电压满足了阈值电压的要求，也就是偏执电流受到阈值电压的控制。最后通过该输出转换电压稳定后的结果除以探测电阻阻值可得监控电流值，再通过N倍转换就能知道偏执电流大小了，所以可以以此建立阈值电压和偏执电流在该转换比例N下的对应关系。另外由于转换比例仅和R1，R2比例相关，而电阻选型焊接都很容易，因此通过轻易改变R1,R2的转换比例N，还可以模拟激光器在温度变化下转换比例变化的状态，看是否偏执电流会随着转换比例的变化而正确改变。该自动功率控制环路的正常工作，证明了该测试方案确实可行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统，连接光通信激光器驱动芯片，用于对光通信激光驱动器的自动功率控制功能进行测试，其特征在于，包括电流镜单元、负反馈单元；所述光通信激光器驱动芯片包括数模转换模块、偏置电流源模块、阈值电源模块、数字模块；
所述数模转换模块分别与数字模块和偏置电流源模块连接；所述偏置电流源模块连接电流镜单元；所述负反馈单元与阈值电源模块的输入端连接；所述阈值电源模块的输出端与所述数字模块的输入端连接；
所述电流镜单元为由第一NMOS管和第二NMOS管构成的电流镜单元；
所述第一NMOS管的漏极与第一NMOS管的栅极连接后与所述偏置电流源模块连接；
所述第二NMOS管的漏极与所述负反馈单元连接。
2.如权利要求1所述的一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统，其特征在于，所述负反馈单元包括运算放大器OP、电阻R1、电阻R2、三极管PMA；
所述电阻R1的一端接地，另一端连接运算放大器OP的正极输入端，所述第二NMOS管的漏极与所述运算放大器OP的正极输入端连接；所述电阻R2的一端接地，另一端连接三极管PMA的源极；所述运算放大器OP的输出端连接三极管PMA的栅极，所述三极管PMA的漏极连接所述阈值电源模块；所述运算放大器OP的负极输入端连接在所述三极管PMA的源极和电阻R2之间；
所述第二NMOS管、电阻R1以及运算放大器OP的正极输入端连接的电压点为电压点A；所述电阻R2、运算放大器OP的负极输入端和三极管PMA连接的电压点为电压点B；所述运算放大器OP的输出端和三极管PMA之间的电压点为电压点C。
3.如权利要求2所述的一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统，其特征在于，所述阈值电源模块包括阈值电流源单元、缓冲器；
所述阈值电流源单元接地后分别与所述三极管PMA的漏极和缓冲器的输入端连接；所述缓冲器的输出端与所述数字模块的输入端连接。
4.如权利要求2所述的一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统，其特征在于，所述阈值电源模块包括阈值电压源单元、探测电阻、比较器；
所述探测电阻和阈值电压源单元各自接地后分别搭接在所述比较器的一个输入端上，所述三极管PMA的漏极搭接在所述比较器连接探测电阻的输入端上；
所述比较器的输出端与所述数字模块的输入端连接。
5.一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试方法，基于权利要求2所述的一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试系统，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：使用偏置电流源模块向第一NMOS管发送电源，然后由电流镜单元的第二NMOS管转换为偏置电流输入到运算放大器的正极输入端；
步骤2：将电阻R1和电阻R2的阻值比例设置为N，比例N为根据实际需求自定义的值；
步骤3：调整运算放大器OP的开环增益，利用运算放大器OP的钳位作用将电压点A和电压点B的电压锁到一致的状态；
步骤4：通过电阻R2转换出监控电流到阈值电源模块和数字模块，完成测试。
6.如权利要求5所述的一种光通信激光驱动器自动功率控制功能测试方法，其特征在于，在测试的过程中，控制运算放大器OP的压摆率，从而驱动三极管PMA的栅极电压进行变化，进而控制电压点C的响应时间。
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