CN203590236U - 一种自动光功率控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动光功率控制装置，包括：光探测器，用于检测激光器内部背向光的光功率；光电转换单元，与所述光探测器相连，用于将检测到的光功率信号转换成电信号；采集单元，与所述光电转换单元相连，用于对所述电信号进行采集；比较放大电路，与所述采集单元相连，将所述采集的电信号与预设的基准电压进行比较后放大，得到控制信号；驱动晶体管，与所述比较放大电路相连，根据所述控制信号控制激光器的直流偏置电流。本实用新型提供的一种自动光功率控制装置，其电路结构简单，成本低廉，具有一定的灵活性，同时能较好地稳定输出光功率，具有很好的性价比。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种自动光功率控制装置。
背景技术
在光传输网络中，传输设备内的同轴激光器的应用较为广泛，相对于蝶形激光器，大多数其自身没有内置相关的自动光功率控制(Automatic Power Control，简称APC)电路。因为半导体激光器是高速调制的理想光源，但其输出光功率受到温度的影响较大，这使其在较宽温度范围内使用时难以满足设备的自身要求。另外，例如BOSA激光器，在较高光功率输出时，在一定的温度范围内，其输出光功率的稳定性会有所下降。同时在批量生产时，由于产品的批次不一样，会出现激光器一致性不好的情况。
为解决此类问题，外置的APC电路出现了。目前，有利用单片机来控制的做法，但是单成本也高。因此，如何提供一种较低成本的外置APC电路亟待解决。
实用新型内容
本实用新型提供了一种自动光功率控制装置，利用集成运放搭建模拟电路，电路结构简单，成本低廉，具有一定的灵活性，同时能较好地稳定输出光功率。
本实用新型提供的一种自动光功率控制装置，包括：
光探测器，用于检测激光器内部背向光的光功率；
光电转换单元，与所述光探测器相连，用于将检测到的光功率信号转换成电信号；
采集单元，与所述光电转换单元相连，用于对所述电信号进行采集；
比较放大电路，与所述采集单元相连，将所述采集的电信号与预设的基 准电压进行比较后放大，得到控制信号；
驱动晶体管，与所述比较放大电路相连，根据所述控制信号控制激光器的直流偏置电流。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种自动光功率控制装置，电路结构简单，成本低廉，具有一定的灵活性，同时能较好地稳定输出光功率，在如今讲求性价比的时代，有着宽广的应用空间。
附图说明
图1是本实用新型一种自动光功率控制装置示意图；
图2是本实用新型一种自动光功率控制负反馈控制过程示意图；
图3是本实用新型一种过流保护电路示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供了一种自动光功率控制装置，如图1所示，包括：
光探测器，用于检测激光器内部背向光的光功率；
光电转换单元，与所述光探测器相连，用于将检测到的光功率信号转换成电信号；，
采集单元，与所述光电转换单元相连，用于对所述电信号进行采集；
比较放大电路，与所述采集单元相连，将所述采集的电信号与预设的基准电压进行比较后放大，得到控制信号；
驱动晶体管，与所述比较放大电路相连，根据所述控制信号控制激光器的直流偏置电流。
本实用新型设计的自动光功率控制装置是通过负反馈实现的。如图2所示，当某种原因致使激光器的输出光功率降低时，光探测器探测到的光功率也随之线性减小，使其输出电流减小，进而进入比较放大电路反向输入端的信号变小，因参考电压不变，比较放大电路的输出电平变大，驱动晶体管基极的驱动电流变大，从而使激光器的直流偏置电流变大，最后使激光器的输 出光功率得以及时回升。同理，当激光器的输出光功率变大时，光探测器检测到的光功率也随之变大，比较放大电路的反向输入端的信号变大，导致比较放大电路的输出电平变小，驱动晶体管的电流变小，致使激光器的直流偏置电流变小，最后激光器的输出光功率变小，以此来达到激光器输出稳定光功率的目的。
较佳地，在所述采集单元与所述比较放大电路的连接处采用射随电路连接，以此来提高所述采集单元的输出能力，同时还可以防止比较放大电路对采集单元的影响。
较佳地，本实用新型设计比较放大电路部分包括反向比例放大电路和积分电路的选择性。在工作温度范围相对较窄的情况下使用时，可采用反向比例放大电路，输出确定电压以使驱动激光器偏流的晶体管工作在较佳的状态。在工作温度范围相对较宽时可采用积分电路，此种情况下激光器和晶体管的内部特性会变化较大，通过积分电路输出的驱动电压控制激光器的工作偏流，以此控制激光器的输出光功率，最终使负反馈回路达到动态平衡，从而确保输出较稳定的光。此种情况下具有较佳的兼容性。即，所述比较放大电路包括反向比例放大电路和积分电路；当设备的工作温度范围为第一范围时，使用反向比例放大电路；当设备的工作温度范围为第二范围时，使用积分电路；所述第一范围小于第二范围。例如：A设备要求工作范围20～45℃，则采用反向比例放大电路；B设备要求工作范围-20～70℃，则采用积分电路。
较佳地，考虑到在激光器正常工作时，当其工作偏流过高时会损坏激光器，因此，本实用新型还设计了过流保护电路，与所述驱动晶体管相连，用于当激光器的直流偏置电流超出一定阈值时，降低激光器的直流偏置电流，以确保激光器工作在小于该阈值的直流偏置电流范围内。
较佳地，所述过流保护电路，设置于所述比较放大电路与所述驱动晶体管之间，用于当激光器的直流偏置电流超出一定阈值时，降低激光器的直流偏置电流，以确保激光器工作在小于该阈值的直流偏置电流范围内。
较佳地，所述过流保护电路是一限流晶体管，与所述驱动晶体管并联接地，其中，所述限流晶体管的基极和集电极分别接于所述驱动晶体管的发射 极和基极，所述限流晶体管的发射极接地。具体地，如图3所示，可以在激光器的偏置电流电路中的驱动晶体管处，另加一晶体管与其并联接地，即此晶体管的基极和集电极分别接于驱动晶体管的发射极和基极，其发射极接地。当激光器的工作偏流高到一定值时，限流晶体管的基极电位高于一定阈值时(基极电位由限流电阻提供)，晶体管导通，原流入驱动晶体管的部分电流转而流入限流晶体管，以降低驱动晶体管的基极驱动电流，由此保护了激光器。
较佳地，本实用新型还设计偏流采样电路。所述偏流采样电路与所述驱动晶体管相连，在激光器的偏置电流主通路中，利用限流电阻经电流放大电路放大，以检测激光器的偏置电流。以指示灯根据偏流采样电路的输出信号指示设备的工作状态。即，在激光器的偏置电流主通路中，通过加入限流电阻利用电流放大电路来检测激光器的偏置电流，由此产生电压信号在经一级比较放大电路来控制指示灯的亮灭。此处的电压信号即为激光器的工作偏流大小的指示信号。此信号一方面可用作上级控制单元的采集信号，另一方面也可作为设备工作状态指示灯的控制信号。
较佳地，本实用新型还设计输出光功率采样电路，与所述光电转换单元相连，利用电位器或者电阻经电流放大电路放大，以检测输出的光功率。即，所述输出光功率采样电路与所述光电转换单元相连，利用电位器或者电阻得到电压信号，进而通过电流放大电路来对输出的光功率进行检测，同时又将此信号通过控制场效应管的导通截止来控制指示灯的亮灭。当从光电转换单元输出的电流经电位器或者电阻获得相应的电压再利用放大电路将其放大，获得想要的电压信号，此为电流放大电路对输出光功率的检测过程。此处的电压信号同采得的激光器的偏流信号一样，一方面可用来给上级的控制单元，作为光功率信号的采集；另一方面可用来控制显示设备工作状态的指示灯。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种自动光功率控制装置，其特征在于，包括：
光探测器，用于检测激光器内部背向光的光功率；
光电转换单元，与所述光探测器相连，用于将检测到的光功率信号转换成电信号；
采集单元，与所述光电转换单元相连，用于对所述电信号进行采集；
比较放大电路，与所述采集单元相连，将所述采集的电信号与预设的基准电压进行比较后放大，得到控制信号；
驱动晶体管，与所述比较放大电路相连，根据所述控制信号控制激光器的直流偏置电流。
2.如权利要求1所述的自动光功率控制装置，其特征在于：
所述比较放大电路包括反向比例放大电路和积分电路；
当设备的工作温度范围为第一范围时，使用反向比例放大电路；
当设备的工作温度范围为第二范围时，使用积分电路；
所述第一范围小于第二范围。
3.如权利要求1所述的自动光功率控制装置，其特征在于，还包括：
过流保护电路，设置于所述比较放大电路与所述驱动晶体管之间，用于当激光器的直流偏置电流超出一定阈值时，降低激光器的直流偏置电流，以确保激光器工作在小于该阈值的直流偏置电流范围内。
4.如权利要求3所述的自动光功率控制装置，其特征在于：
所述过流保护电路是一限流晶体管，与所述驱动晶体管并联接地，其中，所述限流晶体管的基极和集电极分别接于所述驱动晶体管的发射极和基极，所述限流晶体管的发射极接地。
5.如权利要求1所述的自动光功率控制装置，其特征在于，还包括：
偏流采样电路，与所述驱动晶体管相连，在激光器的偏置电流主通路中，利用限流电阻经电流放大电路放大，以检测激光器的偏置电流。
6.如权利要求5所述的自动光功率控制装置，其特征在于：
指示灯，根据偏流采样电路的输出信号指示设备的工作状态。
7.如权利要求1所述的自动光功率控制装置，其特征在于，还包括：
输出光功率采样电路，与所述光电转换单元相连，利用电位器或者电阻经电流放大电路放大，以检测输出的光功率。
8.如权利要求7所述的自动光功率控制装置，其特征在于：
指示灯，根据输出光功率采样电路的输出信号指示设备的工作状态。
9.如权利要求1所述的自动光功率控制装置，其特征在于，还包括：
射随电路，位于所述采集单元和所述比较放大电路之间。
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|---|---|---|---|---|
| CN105813344A (zh) * | 2015-01-03 | 2016-07-27 | 珠海天启技术有限公司 | 一种光模块的光功率控制系统及其控制方法 |
| CN105824077A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-08-03 | 国家电网公司 | 智能光衰耗器 |
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| CN105813344B (zh) * | 2015-01-03 | 2018-02-06 | 珠海天启技术有限公司 | 一种光模块的光功率控制系统及控制方法 |
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