CN202713309U - 一种有源光模块控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种有源光模块控制器，包括控制单元、激光器驱动芯片、激光二极管单元及光电二极管单元，控制单元通过串行数据总线控制激光器驱动芯片，串行数据总线包括双向数据线及时钟线，控制单元接地端及激光器驱动芯片接地端分别接地；激光二极管单元一端电性连接于激光器驱动芯片的LD端，激光二极管单元另一端电性连接于激光器驱动芯片的MD端；光电二极管单元一端电性连接于激光器驱动芯片的PD端，光电二极管单元另一端电性连接于直流电源。本实用新型采用双向数据线及时钟线两线制电连接于控制单元与激光器驱动芯片之间，因此占用的空间非常小，减少了电路板空间和芯片管脚数量，降低了互联成本及信号相互干扰，提高整体稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤通信技术领域，尤其是涉及一种有源光模块控制器。
背景技术
随着通信技术发展，智能光纤通信网络不断普及，光纤传输设备的大量应用，而光纤通信设备的核心器件有源光模块工作速率越来越快，封装越来越小，智能化程度越来越高。智能化光模块控制器要求对光模块的工作温度、工作电压、偏置（Bias）电流、发射光功率、接收光功率、以及正常工作中错误监测（Tx_Fault），信号丢失（LOS）等工作状态进行实时监控。
为了实现光模块的监控和诊断，通常采用专用芯片，如MAXIM公司的专用芯片DS1856/DS1859。图6所示，这类芯片内部具有模数转换器、数字电位器和逻辑电路等功能模块，涉及CMOS集成工艺、数字电路器的光刻工艺，生产工艺难度大；此类型芯片管脚多，封装大，不利于光模块的小型化；而且制作成本高，不利于光模块的推广使用等缺点。
发明内容
本实用新型是针对上述背景技术存在的缺陷提供一种节约了芯片管脚资源，减小电路板使用面积，降低模数转换器或数模转换器的小信号相互干扰的风险，提高整体稳定性的有源光模块控制器。
为实现上述目的，本实用新型公开了一种有源光模块控制器，其包括控制单元、激光器驱动芯片、激光二极管单元及光电二极管单元，所述控制单元与所述激光器驱动芯片之间设置有串行数据总线，所述串行数据总线包括双向数据线及时钟线，所述控制单元通过串行数据总线控制所述激光器驱动芯片，所述控制单元电源输入端及所述激光器驱动芯片电源输入端分别电性连接有直流电源，所述控制单元接地端及所述激光器驱动芯片接地端分别接地；所述激光二极管单元一端电性连接于所述激光器驱动芯片的LD端，所述激光二极管单元另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的MD端；所述光电二极管单元一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端，光电二极管单元另一端电性连接于直流电源。
进一步地，所述激光二极管单元包括发光二极管及光电检测二极管，所述发光二极管与光电检测二极管并接，所述直流电源电性连接于所述发光二极管及光电检测二极管之间，所述发光二级管一端电性连接于所述激光器驱动芯片的LD端，所述调制二极管一端电性连接于所述激光器驱动芯片的MD端。
进一步地，所述控制单元内部设置有可校准的电压温度监控单元、可方便监控模块电源电压单元、可方便监控光模块温度单元及电可擦写可编程只读存储器，当电压、温度超过控制单元设置容限时进行上报，同时监控到温度变化后直接对光电二极管单元进行温度补偿。
进一步地，所述光电二极管单元包括PIN二极管，所述PIN二极管一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端，PIN二极管另一端电性连接于直流电源。
进一步地，所述光电二极管单元包括DC/DC单元及雪崩光电二极管，所述控制单元设置有脉冲宽度调制端，所述DC/DC单元输入端与所述脉冲宽度调制端电性连接，所述DC/DC单元输出端与所述雪崩光电二极管一端电性连接，所述雪崩光电二极管另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端。
进一步地，所述光电二极管单元包括数字电位器、DC/DC单元及雪崩光电二极管，所述数字电位器输入端分别电性连接于所述双向数据线及时钟线，所述数字电位器输出端与所述DC/DC单元输入端电性连接，所述DC/DC单元输出端与所述雪崩光电二极管一端电性连接，所述雪崩光电二极管另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端。
进一步地，所述光电二极管单元包括数模转换器、DC/DC单元及雪崩光电二极管，所述数模转换器输入端分别电性连接于所述双向数据线及时钟线，所述数模转换器输出端与所述DC/DC单元输入端电性连接，所述DC/DC单元输出端与所述雪崩光电二极管一端电性连接，所述雪崩光电二极管另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端。
进一步地，所述光电二极管单元包括温控单元、DC/DC单元及雪崩光电二极管，所述温控单元包括热敏电阻、分流电阻及分压电阻，所述热敏电阻及分流电阻并联设置，所述热敏电阻一端分别与所述DC/DC单元输入端及分压电阻一端电性连接，所述分压电阻另一端分别与所述DC/DC单元输出端及所述雪崩光电二极管一端电性连接，所述雪崩光电二极管另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端。
综上所述，本实用新型一种有源光模块控制器采用双向数据线及时钟线两线制电连接于控制单元与激光器驱动芯片之间，因此占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本，同时降低模数转换器或数模转换器的小信号相互干扰的风险，提高整体稳定性。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图。
图2为本实用新型另一种实施例的结构示意图。
图3为本实用新型第三种实施例的结构示意图。
图4为本实用新型第四种实施例的结构示意图。
图5为本实用新型第五种实施例的结构示意图。
图6为现有技术的结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
如图1至图5所示，本实用新型一种有源光模块控制器包括控制单元10、激光器驱动芯片20、激光二极管单元30及光电二极管单元40，所述控制单元10与所述激光器驱动芯片20之间设置有串行数据总线50，所述串行数据总线50包括双向数据线SDA及时钟线SCL，所述控制单元10通过串行数据总线50控制所述激光器驱动芯片20，所述控制单元10电源输入端及所述激光器驱动芯片20电源输入端分别电性连接有直流电源VCC，所述控制单元10接地端及所述激光器驱动芯片20接地端分别接地。
所述控制单元10内部设置有可校准的电压温度监控单元、可方便监控模块电源电压单元、可方便监控光模块温度单元及电可擦写可编程只读存储器（EEPROM），当电压、温度超过控制单元10设置容限时进行上报，同时监控到温度变化后直接对光电二极管单元40进行温度补偿，保证光电二极管单元40在不同温度下性能的一致性，电可擦写可编程只读存储器可存储生产厂家、接口类型、产品序列号及各种其他补偿信息，同时方便的对控制单元10采集到的的各种监控参数进行存储及上报。
所述激光二极管单元30包括发光二极管32及光电检测二极管31，所述发光二极管32与光电检测二极管31并接，所述直流电源VCC电性连接于所述发光二极管32及光电检测二极管31之间，所述发光二级管32一端电性连接于所述激光器驱动芯片20的LD端，所述光电检测二极管31一端电性连接于所述激光器驱动芯片20的MD端。
所述光电二极管单元40一端电性连接于所述激光器驱动芯片20的PD端，光电二极管单元40另一端电性连接于直流电源VCC。
实施例一
如图1所示，所述光电二极管单元40包括PIN二极管401，所述PIN二极管401一端电性连接于所述激光器驱动芯片20的PD端，PIN二极管401另一端电性连接于直流电源VCC。
实施例二
如图2所示，所述光电二极管单元40包括DC/DC单元402及雪崩光电二极管403，所述控制单元10设置有脉冲宽度调制端，所述DC/DC单元402输入端与所述脉冲宽度调制端电性连接，所述DC/DC单元402输出端与所述雪崩光电二极管403一端电性连接，所述雪崩光电二极管403另一端电性连接于所述激光器驱动芯片20的PD端；所述控制单元10根据需要输出不同的脉冲宽度调制（PWM）信号，以改变DC/DC单元402的输出电压，使雪崩光电二极管403工作在最佳工作点。
实施例三
如图3所示，所述光电二极管单元40包括数字电位器403、DC/DC单元404及雪崩光电二极管405，所述数字电位器403输入端分别电性连接于所述双向数据线SDA及时钟线SCL，所述数字电位器403输出端与所述DC/DC单元404输入端电性连接，所述DC/DC单元404输出端与所述雪崩光电二极管405一端电性连接，所述雪崩光电二极管405另一端电性连接于所述激光器驱动芯片20的PD端；所述控制单元10通过串行数据总线50控制数字电位器403，以改变数字电位器403的电阻值，数字电位器403与所述DC/DC单元404串接，通过改变数字电位器403电阻来改变DC/DC单元404的输出电压，使雪崩光电二极管405工作在最佳工作点。
实施例四
如图4所示，所述光电二极管单元40包括数模转换器406、DC/DC单元407及雪崩光电二极管408，所述数模转换器406输入端分别电性连接于所述双向数据线SDA及时钟线SCL，所述数模转换器406输出端与所述DC/DC单元407输入端电性连接，所述DC/DC单元407输出端与所述雪崩光电二极管408一端电性连接，所述雪崩光电二极管408另一端电性连接于所述激光器驱动芯片20的PD端；所述控制单元10通过串行数据总线50控制数模转换器406，以改变数模转换器406的输出，进而改变DC/DC单元407的输出电压，使雪崩光电二极管408工作在最佳工作点。
实施例五
如图5所示，所述光电二极管单元40包括温控单元409、DC/DC单元410及雪崩光电二极管411，所述温控单元409包括热敏电阻RT、分流电阻R1及分压电阻R2，所述热敏电阻RT及分流电阻R1并联设置，所述热敏电阻RT一端分别与所述DC/DC单元410输入端及分压电阻R2一端电性连接，所述分压电阻另一端分别与所述DC/DC单元410输出端及所述雪崩光电二极管411一端电性连接，所述雪崩光电二极管411另一端电性连接于所述激光器驱动芯片20的PD端；控制单元10通过测量雪崩光电二极管411的反向电压，设定最佳雪崩光电二极管411偏置电压，并通过温控单元409进行温补，使雪崩光电二极管411工作在最佳工作点。
本实用新型应用时，串行数据总线50每传输一位的信号，就要产生一个时钟脉冲；其中，位信号分为三种：起始位（START）、停止位(STOP)及数据位。起始位：当时钟线SCL传输高电平信号时，双向数据线SDA传输一个由高到低的跳变，则产生了一个起始位。停止位：当时钟线SCL传输高电平信号时，双向数据线SDA传输一个由低到高的跳变，则产生一个停止位。在数据传输期间，双向数据线SDA线上的数据必须在时钟脉冲的高电平周期内保持稳定，控制单元10应在该期间内读取双向数据线SDA上的电平信号，双向数据线SDA的传输信号的高或低电平状态只能在时钟线SCL传输信号是低电平时才能改变。
本实用新型光电二极管单元40通过与双向数据线SDA及时钟线SCL电性连接，将数字信号通过串行数据总线50发送给控制单元10，减少了中间环节，提高了测试精度，同时，串行数据总线50的长度可长达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持多组控制单元10与激光器驱动芯片20；本实用新型控制单元10达成功能数的引脚数为4~5，控制单元10可以采用较小型的6脚或8脚封装，多出的引脚可用于其它功能扩展，减少了电路板面积的占用，引脚数量少也方便了布线；因为取消了模数转换器及数模转换器的连接引脚，同时也降低了高频数字信号对模数转换器及数模转换器信号的干扰。
综上所述，本实用新型一种有源光模块控制器采用双向数据线SDA及时钟线SCL两线制电连接于控制单元10与激光器驱动芯片20之间，因此占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本，同时降低模数转换器或数模转换器的小信号相互干扰的风险，提高整体稳定性。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种有源光模块控制器，其特征在于：包括控制单元、激光器驱动芯片、激光二极管单元及光电二极管单元，所述控制单元与所述激光器驱动芯片之间设置有串行数据总线，所述串行数据总线包括双向数据线及时钟线，所述控制单元通过串行数据总线控制所述激光器驱动芯片，所述控制单元电源输入端及所述激光器驱动芯片电源输入端分别电性连接有直流电源，所述控制单元接地端及所述激光器驱动芯片接地端分别接地；所述激光二极管单元一端电性连接于所述激光器驱动芯片的LD端，所述激光二极管单元另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的MD端；所述光电二极管单元一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端，光电二极管单元另一端电性连接于直流电源。
2.根据权利要求1所述的一种有源光模块控制器，其特征在于：所述激光二极管单元包括发光二极管及光电检测二极管，所述发光二极管与光电检测二极管并接，所述直流电源电性连接于所述发光二极管及光电检测二极管之间，所述发光二级管一端电性连接于所述激光器驱动芯片的LD端，所述调制二极管一端电性连接于所述激光器驱动芯片的MD端。
3.根据权利要求1所述的一种有源光模块控制器，其特征在于：所述控制单元内部设置有可校准的电压温度监控单元、可方便监控模块电源电压单元、可方便监控光模块温度单元及电可擦写可编程只读存储器，当电压、温度超过控制单元设置容限时进行上报，同时监控到温度变化后直接对光电二极管单元进行温度补偿。
4.根据权利要求1所述的一种有源光模块控制器，其特征在于：所述光电二极管单元包括PIN二极管，所述PIN二极管一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端，PIN二极管另一端电性连接于直流电源。
5.根据权利要求1所述的一种有源光模块控制器，其特征在于：所述光电二极管单元包括DC/DC单元及雪崩光电二极管，所述控制单元设置有脉冲宽度调制端，所述DC/DC单元输入端与所述脉冲宽度调制端电性连接，所述DC/DC单元输出端与所述雪崩光电二极管一端电性连接，所述雪崩光电二极管另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端。
6.根据权利要求1所述的一种有源光模块控制器，其特征在于：所述光电二极管单元包括数字电位器、DC/DC单元及雪崩光电二极管，所述数字电位器输入端分别电性连接于所述双向数据线及时钟线，所述数字电位器输出端与所述DC/DC单元输入端电性连接，所述DC/DC单元输出端与所述雪崩光电二极管一端电性连接，所述雪崩光电二极管另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端。
7.根据权利要求1所述的一种有源光模块控制器，其特征在于：所述光电二极管单元包括数模转换器、DC/DC单元及雪崩光电二极管，所述数模转换器输入端分别电性连接于所述双向数据线及时钟线，所述数模转换器输出端与所述DC/DC单元输入端电性连接，所述DC/DC单元输出端与所述雪崩光电二极管一端电性连接，所述雪崩光电二极管另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端。
8.根据权利要求1所述的一种有源光模块控制器，其特征在于：所述光电二极管单元包括温控单元、DC/DC单元及雪崩光电二极管，所述温控单元包括热敏电阻、分流电阻及分压电阻，所述热敏电阻及分流电阻并联设置，所述热敏电阻一端分别与所述DC/DC单元输入端及分压电阻一端电性连接，所述分压电阻另一端分别与所述DC/DC单元输出端及所述雪崩光电二极管一端电性连接，所述雪崩光电二极管另一端电性连接于所述激光器驱动芯片的PD端。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106059673A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-26 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块及光线路终端设备 |
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2012
- 2012-07-11 CN CN 201220334167 patent/CN202713309U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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