一種光電探測器偏壓電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光通信領域的光模塊電路，具體涉及一種光電探測器偏壓電路。
【背景技術】
[0002]光收發模塊是光通信設備中的重要部件之一，為了能實現長途光纖通信或大分光比應用，必須提高光收發模塊的發射光功率或接收靈敏度。在光纖通信系統中，普遍采用一種具有內部電流放大作用的光電二極管-雪崩光電二極管(APD)來提高接收靈敏度。APD能對器件內部的光生載流子電流進行放大，即所謂內部倍增作用。這種倍增作用的大小與器件的工作偏置有關，其響應度隨偏置電壓的增加而增加，當其偏置接近擊穿電壓時，響應度急劇增加，這就是所謂的“雪崩”效應。
[0003]為了得到滿意的雪崩增益，APD需要一個比較高的反向偏壓，反向偏壓大多在40V至60V之間。APD的雪崩電壓會隨著溫度變化而改變，高壓偏置電源必須隨溫度的變化而改變，以便偏置電壓能夠追蹤APD的雪崩電壓，使APD工作在最佳工作狀態。
[0004]光模塊的Aro偏壓電路一般由升壓電路、倍壓電路和溫度補償電路三部分構成。改變施加在升壓芯片反饋管腳上的電壓值可以改變偏壓電路的輸出電壓，一般將輸出電壓采用分壓的辦法取部分輸出電壓給升壓芯片反饋腳，常采用的分壓方法有電阻分壓、數字電位器分壓或微控制器偏流等方法。偏壓電路的外環采取開環模式，輸出精度依賴于整個偏壓電路的各部分元件精度。比如，一般電位器都存在不確定的端到端公差，有些數字電位器的端到端阻值誤差典型值達到了 30%，當采用數字電位器和其它電阻串聯構成分壓網絡時，阻值的誤差會造成電壓的變化量超出容許的誤差范圍。
[0005]對于Aro進行的溫度補償一般采用模塊內含的溫度測量元件，例如熱敏電阻，可以被直接連接到電源來調節輸出電壓。但這種進行溫度補償的調節方法不夠精確，特別不適合溫度范圍較寬的場合。
[0006]在光模塊進行首次調整時，需要對光模塊APD施加合適的偏壓值，若偏壓電路的誤差較大，當偏壓值高出APD雪崩值過多時，會對APD造成不可逆的損傷，嚴重影響APD的可靠性。
【發明內容】
[0007]本實用新型的目的是針對上述現狀，提供了一種施加在APD上的偏壓電壓調節方便且電壓值準確，過沖小，溫度跟蹤特性好，且能避免因電壓過沖對APD造成的損害的光電探測器偏壓電路。
[0008]本實用新型目的的實現方法為，一種光電探測器偏壓電路，電壓輸入至升壓芯片IC2LT1930升壓，高壓輸出經電阻Rl和電阻R2分壓后送入雙路、溫控可變電阻IC1DS1856的電壓監控電路，同時高壓輸出經R3和雙路、溫控可變電阻ICl中的數字電位器Rd分壓后送入升壓芯片IC2的反饋腳；IC2LT1930接上位機；
[0009]所述雙路、溫控可變電阻IC1DS1856帶內有數字電位器Rd，內部帶溫度監控GN，帶通信接口、模擬監控口，模擬監控口作電壓監控。
[0010]本實用新型的工作原理如下:
[0011]在進行偏壓電路的首次調整時，以室溫作為默認溫度，雙路、溫控可變電阻ICl中的數字電位器Rd處于初始值，輸出一個較低的電壓值，該電壓值的一部分取回送給電壓監控電路，若電壓值在預計的范圍內，則表明偏壓電路工作正常。由數字電位器Rd的初始值和返回的電壓監控值可測出整個偏壓電路的環路系數，根據環路系數可以得到需要設定的電位器數值，再根據溫度監控得到的溫度值，得到整個溫度范圍內所需要的數字電位器數值。升壓電路根據數字電位器值即可得到整個溫度范圍內帶溫度補償的偏壓輸出。
[0012]本實用新型具有下列優點和積極效果:
[0013]1、對輸出的高壓值進行閉環監控，輸出的電壓值準確，采用IC2內置的溫度傳感器使溫度補償跟蹤特性好；
[0014]2、采用了閉環方式由電壓監控單元對電壓輸出進行監控，只對監控單元有精度要求，對其它元器件的精度和一致性要求低；
[0015]3、因電壓進行兩次調整，第一次輸出低電壓，第二次輸出設定電壓，可以使輸出電壓不產生過沖，避免對APD產生過壓沖擊。
[0016]總之，本實用新型提供了一種Aro偏壓電路，使施加在Aro上的電壓準確，溫度跟蹤特性好，且能避免因電壓過沖對APD造成的損害。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型電路框圖，
[0018]圖2為本實用新型電原理圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖詳述本實用新型。
[0020]參照圖1、2，采用本實用新型，電壓輸入至升壓芯片IC2LT1930升壓，高壓輸出經電阻Rl和電阻R2分壓后送入雙路、溫控可變電阻IC1DS1856的電壓監控電路，同時高壓輸出經R3和雙路、溫控可變電阻ICl中的數字電位器Rd分壓后送入升壓芯片IC2的反饋腳；IC1DS1856接上位機；
[0021]所述雙路、溫控可變電阻IC1DS1856帶內有數字電位器Rd，內部帶溫度監控GN，帶通信接口、模擬監控口，模擬監控口作電壓監控。
[0022]本實用新型的數字電位器選擇余地比較大，比如常用的雙路、溫控可變電阻IC1DS1856，內有數字電位器Rd，不僅帶數字電位器功能，內部還自帶溫度監控，可以取代外部溫度監控。自帶的模擬監控口還可以作為電壓監控。可以使整個偏壓電路得到簡化，使用空間少。特別適合于布板面積特別節約的場合。
[0023]本實用新型的升壓電路一般采用電感儲能方式Boost升壓，常用的升壓芯片為IC2LT1930，由于數字電位器采用了 IC1DS1856，有溫度監控和電壓監控功能，故對升壓芯片的溫度特性要求降低，且對雙路、溫控可變電阻IC1DS1856自帶的參考電壓源的要求也降低。升壓電路也可采用成本較低的其它芯片。采用了電壓監控單元采集升壓電路的最終輸出電壓，可以使輸出電壓和設定值保持一致。將采集到的輸出電壓值和設定值進行比較，采用溫度監控值進行溫度補償，在初次進行電壓調整時先采用低壓測出環路系數，再根據環路系數進行第二次調整使輸出值穩定地達到設定值。
[0024]相比于開環模式的升壓電路，本實用新型添加了電阻Rl和R2組成的分壓電路以及電壓監控單元組成的閉環模式。
[0025]本實用新型工作原理如下:
[0026]在進行偏壓電路的首次調整時，以室溫(25°C )作為默認溫度(光模塊在生產時環境溫度都會調節到室溫)。數字電位器IC1DS1856處于初始值，該初始值會使升壓電路IC2LT1930輸出一個較低的電壓值，將該電壓值的一部分取回送給電壓監控電路，若電壓值在預計的范圍內，則表明偏壓電路工作正常。由數字電位器的初始值和返回的電壓監控值可測出整個偏壓電路的環路系數，根據環路系數可以得到需要設定的電位器數值，再根據溫度監控得到的溫度值，得到整個溫度范圍內所需要的數字電位器數值。升壓電路根據數字電位器值即可得到整個溫度范圍內帶溫度補償的偏壓輸出。
[0027]在數字電位器Rd為初始值時，升壓電路輸出一個初始高壓值。通過Rd的初始值和初始高壓值，可以得到整個電路的閉環系數。
[0028]改變Rd的阻值，可以使升壓電路輸出APD正常工作所需的電壓值，通過溫度監控對Rd進行調整，使輸出的電壓能夠跟蹤溫度的變化。
【主權項】
1.一種光電探測器偏壓電路，其特征在于:電壓輸入至升壓芯片IC2LT1930升壓，高壓輸出經電阻Rl和電阻R2分壓后送入雙路、溫控可變電阻IClDS 1856的電壓監控電路，同時高壓輸出經R3和雙路、溫控可變電阻ICl中的數字電位器Rd分壓后送入升壓芯片IC2的反饋腳；IC2LT1930接上位機； 所述雙路、溫控可變電阻IC1DS1856帶內有數字電位器Rd，內部帶溫度監控GN，帶通信接口、模擬監控口，模擬監控口作電壓監控。
【專利摘要】本實用新型公開了一種光電探測器偏壓電路，電壓輸入至升壓芯片IC2升壓，高壓輸出經電阻R1和電阻R2分壓后送入雙路、溫控可變電阻IC1的電壓監控單元，同時高壓輸出經R3和IC1中的數字電位器Rd分壓后送入升壓芯片IC2的反饋腳；IC2接上位機；雙路、溫控可變電阻IC1有溫度監控GN，通信接口、電壓監控功能。本實用新型工作時，數字電位器Rd處于初始值，由初始值和返回的電壓監控值測出環路系數，再得需設定的電位器數值，根據溫度值得所需數字電位器數值。根據數字電位器值得帶溫度補償的偏壓輸出。本實用新型對輸出高壓值進行閉環監控，加在APD上的電壓準確，溫度補償跟蹤性好；能避免電壓過沖對APD造成的損害。
【IPC分類】G05F1/567
【公開號】CN204705933
【申請號】CN201520283501
【發明人】徐國旺, 呂輝, 黃楚云, 李子強, 楊濤, 盛飛
【申請人】湖北工業大學
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年5月5日