CN202423822U - 一种突发模式激光器监控电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种突发模式激光器监控电路，其特征在于它包括一电压采样单元，包含一滤波电路，滤波电路包含一连接于激光器负端驱动电流支路上的电压采样端，和将电压采样端交流电压滤波为平均值的采样输出端；以及一比较单元，该比较单元具有与电压采样端连接高阻的一比较输入端、连接于一参考阈值电压的一参考阈值端和将比较输入端和参考阈值端电压相比较结果输出的比较输出端；其中，电压采样端与所述激光器负端之间具有一电压采样电阻。本方案利用到了激光器本身的电气参数特点，即突发模式的两种状态中等效压降的差值，作为判断依据决策。省却了激光器背光二极管，节省了成本，缩小激光器体积，提高产品收益和结构设计的便利。

Description

一种突发模式激光器监控电路

技术领域

本实用新型涉及一种应用于光纤通信激光器的监控电路，具体应用在不需要背光二极管的工作在突发模式的激光器。

背景技术

在光纤通信技术中，激光器以突发模式工作具有越来越多的应用。此突发模式的工作状态是相对连续模式所作的区别；处于突发模式工作的激光器会在被授权时连续工作，而在取消授权时关闭，这是为了达到多时分工、避免信号冲突的目的。具有其自身多样的优点。如此，需要对激光器进行实时监控，以判断其是否处于导通，将监控信号用于协调其他激光器或其他电路的工作。通常的做法，就是利用激光器模块内部的背光二级管监视激光器的发光情况。所以，背光二极管就常常作为监控激光器的一个必备元件，同时封装于激光器模块中，占据一定的产品成本和空间。

如果监控突发模式下激光器的工作状态，可以用别于背光二极管的方式，例如利用激光器本身工作状态的电气参数特点，而节省此元件成本的话，我们发现这是一个值得改良的方向，因为规模化生产中，省却背光二极管带来的成本收益十分可观；同时，省掉背光二极管的激光器体积更紧凑，更有利于通信设备的内部结构设计。

实用新型内容

针对以上突发模式工作的激光器带有背光二极管所带来的成本和空间问题，本实用新型提出一种突发模式激光器监控电路，其技术方案如下：

一种突发模式激光器监控电路，它包括：

一电压采样单元，包含一滤波电路，所述滤波电路包含一连接于激光器负端驱动电流支路上的电压采样端，和将所述电压采样端交流电压滤波为平均值的采样输出端；以及

一比较单元，该比较单元具有与所述电压采样端连接高阻的一比较输入端、连接于一参考阈值电压的一参考阈值端和将所述比较输入端和参考阈值端电压相比较结果输出的比较输出端；

其中，所述电压采样端与所述激光器负端之间具有一电压采样电阻。

作为本技术方案的一些优选者，可以有如下方面的改进：

一较佳实施例中，所述滤波电路包含RC滤波网络，该RC滤波网络包括连接于所述电压采样端与采样输出端之间的一滤波电阻和连接于所述采样输出端与地之间的一滤波电容。

一较佳实施例中，所述参考阈值端连接于可输出多个不同所述参考阈值电压的阈值设定单元。

上一个方案的基础上，一较佳实施例中，所述阈值设定单元包括一连接于Vdd和地之间串联的的分压电阻阵列，所述分压电阻阵列中所串联的分压电阻两两之间的连接点通过一切换开关阵列切换连通所述参考阈值端。

一较佳实施例中，所述比较单元包括一高速比较器，该高速比较器的两个输入端分别为所述比较输入端和参考阈值端；该高速比较器的输出端为所述比较输出端。

上一个方案的基础上，一较佳实施例中，所述比较输出端连接一信号驱动电路，该信号驱动电路包括栅极连接于所述比较输出端的一MOS管，连接于所述MOS管漏极与Vdd间的一限流电阻，以及所述MOS管引出的一信号输出端。

作为同一思路下的第二类方案，它可以是包括：

一电压采样单元，包含一滤波电路，所述滤波电路包含一连接于激光器负端驱动电流支路上的电压采样端，和将所述电压采样端交流电压滤波为平均值的采样输出端；以及

一比较单元，该比较单元具有与所述电压采样端连接的一比较输入端、连接于一参考阈值电压的一参考阈值端和将所述比较输入端和参考阈值端电压相比较结果输出的比较输出端；

其中，所述电压采样端与所述激光器负端之间直接相连。

本技术方案，其带来的有益效果是：

1.利用到了激光器本身的电气参数特点，即突发模式的两种状态中等效压降的差值，作为判断依据决策。省却了激光器背光二极管，节省了成本，缩小激光器体积，提高产品收益和结构设计的便利。

2.具有电压采样电阻的方案，电路本身得到可控的常量，可提高容错率和可靠性，更加有利于判断。

3.电路较为简洁可靠，可以固定于激光器封装中。

附图说明

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例一示意图；

图2是本实用新型实施例二电路原理图；

图3是本实用新型实施例三示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1，本实用新型实施例一示意图；激光器LD正端接Vdd，其负端通过R9接入直流的偏置电流源Bias，在常见的设置中，驱动模块Drv需要接入激光器LD的负端与地之间构建激光器LD的驱动电流回路以实现对LD的驱动，本例中，另有一个采样电阻R4也包含于驱动电流回路之内，电压采样单元10引出一个电压采样端11位于R4的低电位端。

其中，激光器LD在电流源Bias的设定下，在激光器突发使能时，以I_Bias的直流电流偏置，我们将激光器LD的电气模型等效为一个固定压降V_th和串联的内阻R_ld；同时驱动模块Drv以交流电流i_mod驱动激光器LD，将i_mod的平均值记为I_moda；采样输出端13连接了高阻的比较输入端21，设电压采样单元10的采样输出端13输出一个采样电压V_on，根据和电流回路和电压采样单元10的特性有：

V_on＝Vdd-(I_Bias+I_moda)*R_ld-I_moda*R4-V_th  ..................①

当激光器LD处于突发禁止状态时，根据禁止状态的定义，激光器LD不发光，因为电流源Bias提供的I_Bias为零，同时驱动模块Drv提供的i_mod也为零，这个状态下，激光器LD的压降我们设为V_thoff，其值远小于V_th，则此时，采样输出端12的电压V_off为：

V_off＝Vdd-V_thoff    ..................②

所以，根据①和②，在激光器LD突发使能和禁止状态两者之间，电压采样单元10其电压采样端11所采样的电压具有以下的差值：

ΔV＝V_off-V_on＝(I_Bias+I_moda)*R_ld+I_moda*R4+V_th-V_thoff

可见，因为(I_Bias+I_moda)*R_ld+I_moda*R4属于电路的常量参数，并且V_th-V_thoff的值通常可以达到0.5V以上，那么，在比较单元20的参考阈值端22输入一个参考阈值电压V_ref，只要V_ref合适地设定于V_off和V_on之间，比较单元20就可以根据此比较得到相反的比较结果，从比较单元20的比较输出端23就可以输出此结论用以决策。

可见，本实施例，判断激光器LD处于突发模式的使能还是禁止状态，利用到了激光器LD本身的电气参数特点，即突发模式的两种状态中的等效压降V_thoff和V_th的差值，作为判断依据决策。省却了激光器LD背光二极管，节省了成本，缩小激光器体积，提高产品收益和结构设计的便利。同时，电路本身得到ΔV的一个常数因子(I_Bias+I_moda)*R_ld+I_moda*R4为可控的常量，可设定地增大ΔV，提高容错率和可靠性，更加有利于判断。

实施例二：

如图2所示，本实用新型实施例二电路原理图。与实施例一相比，滤波电阻R6和滤波电容C0构建的RC滤波网络组成了电压采样单元的主要部分；高速比较器25作为比较单元的主要部件，其负输入端作为比较输入端21，正输入端作为参考阈值端22.

参考阈值端22连接一个阈值设定单元，该阈值设定单元包括由R0、R1、R2、和R3串联构成的分压电阻阵列，此分压电阻阵列串联于Vdd和地之间；分压电阻R0、R1、R2、和R3两两之间的连接点都分别连接开关K0、K1、K2和K3；此K0至K3具有公共端，连接于参考阈值端22构成一切换开关阵列，可见，通过K0至K3的切换导通，可实现参考阈值端22得到多个不同的分压电阻分压，在不同的方案中或者调试中实现V_rfe的自由设定。

在比较输出端23连接一信号驱动电路，该信号驱动电路包括栅极连接于所比较输出端23的一MOS管M0，MOS管M0漏极与Vdd间具有一限流电阻R5，以MOS管M0漏极引出一信号输出端TX，用于将判断结果生成合适的电流/电压信号以输入后级的电路。

可见，该方案电路简单，并且可自由设定V_ref，适用性较强。

实施例三：

如图3，本实用新型实施例三示意图。其大部分与实施例一相似，但电压采样端11与激光器LD负端之间直接相连，二者之间没有采样电阻。这样的电路结构，使得采样输入端11接收到的：

ΔV＝V_off-V_on＝(I_Bias+I_moda)*R_ld+V_th-V_thoff

可见，比起实施例一和二而言，同样利用V_th和V_off的差值，不过，没有了可以扩大ΔV的因子R4，实际判断时，可以不用考虑R4的影响。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种突发模式激光器监控电路，其特征在于：它包括：

一电压采样单元，包含一滤波电路，所述滤波电路包含一连接于激光器负端驱动电流支路上的电压采样端，和将所述电压采样端交流电压滤波为平均值的采样输出端；以及

一比较单元，该比较单元具有与所述电压采样端连接高阻的一比较输入端、连接于一参考阈值电压的一参考阈值端和将所述比较输入端和参考阈值端电压相比较结果输出的比较输出端；

其中，所述电压采样端与所述激光器负端之间具有一电压采样电阻。

2.根据权利要求1所述一种突发模式激光器监控电路，其特征在于：所述滤波电路包含RC滤波网络，该RC滤波网络包括连接于所述电压采样端与采样输出端之间的一滤波电阻和连接于所述采样输出端与地之间的一滤波电容。

3.根据权利要求1所述一种突发模式激光器监控电路，其特征在于：所述参考阈值端连接于可输出多个不同所述参考阈值电压的阈值设定单元。

4.根据权利要求3所述一种突发模式激光器监控电路，其特征在于：所述阈值设定单元包括一连接于Vdd和地之间串联的的分压电阻阵列，所述分压电阻阵列中所串联的分压电阻两两之间的连接点通过一切换开关阵列切换连通所述参考阈值端。

5.根据权利要求1所述一种突发模式激光器监控电路，其特征在于：所述比较单元包括一高速比较器，该高速比较器的两个输入端分别为所述比较输入端和 参考阈值端；该高速比较器的输出端为所述比较输出端。

6.根据权利要求5所述一种突发模式激光器监控电路，其特征在于：所述比较输出端连接一信号驱动电路，该信号驱动电路包括栅极连接于所述比较输出端的一MOS管，连接于所述MOS管漏极与Vdd间的一限流电阻，以及所述MOS管引出的一信号输出端。

7.一种突发模式激光器监控电路，其特征在于：它包括：

一电压采样单元，包含一滤波电路，所述滤波电路包含一连接于激光器负端驱动电流支路上的电压采样端，和将所述电压采样端交流电压滤波为平均值的采样输出端；以及

一比较单元，该比较单元具有与所述电压采样端连接的一比较输入端、连接于一参考阈值电压的一参考阈值端和将所述比较输入端和参考阈值端电压相比较结果输出的比较输出端；

其中，所述电压采样端与所述激光器负端之间直接相连。 

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