在標準激光驅動器電路中增加運算放大器和數字電位計,會產生一個驅動器,該驅動器會根據溫度改變激光器的功率設定點,從而產生光電二極管電流,該電流是電位計值的線性函數。
MAX3740 VCSEL激光驅動器和DS1859雙路、溫控數字電阻具有小尺寸和高集成度,是SFP和SFF光纖系統的熱門選擇。MAX3740采用監測光電二極管和自動功率控制環路(APC)來補償溫度影響和老化的激光功率。光電二極管響應度變化可達40%,因此系統需要一些額外的補償。這可以通過數字電阻來實現,該電阻器根據溫度改變功率設定點。
MAX3740基準引腳(REF)和功率監測光電二極管(MD)之間的電阻設置光電二極管電流。然后,功率控制環路將半導體激光管驅動到提供該電流的強度。這種方法的問題是控制電壓過低:MD處的標稱電壓為1.6V,REF處的標稱電壓為1.8V,電阻兩端僅剩下0.2V用于設置光電二極管電流。
像DS1859這樣的數字電阻的最小電阻高達1kΩ,最大電流僅為200μA。由此產生的電流與電阻函數非常非線性,在高電流下分辨率較差。您可以在REF和MD之間添加一個固定電阻來提高最大電流,但調整范圍仍然只有200μA。 (固定電阻器在非線性和分辨率方面也沒有提供任何改進。光電二極管電流與DS1859電阻的關系圖(圖1左下角的跡線)顯示了串聯電阻值為806Ω的電路的響應,該電路使響應偏置248μA。
圖1.MAX3740激光驅動器與外部光電二極管產生非線性控制電壓(左下跡線)。添加數字電阻和運算放大器(圖2)可產生所示的線性控制電壓。 這些問題(圖2)的解決方案是允許REF和MD(R1)之間的電阻設置最大光電二極管電流,然后減去與DS1859電阻成比例的電流。減去的電流來自運算放大器輸出,運算放大器通過R2從光電二極管竊取電流。選擇所示運算放大器是因為其小尺寸(SC70封裝)和低成本。它由與數字電阻(DS1859)和激光驅動器(MAX3740)相同的+3.3V電源供電。
圖2.外部運算放大器和數字電阻(DS1859)使MAX3740激光驅動器產生圖1所示的線性控制電壓。
運算放大器產生電壓(VO) 與 MD (REF - MD) 值和 DS1859 值成正比。反過來,電壓產生通過R2的電流,與V處電壓之差成比例O和醫學博士。MD處的影響被抵消,因此流經R2的電流僅取決于(REF - MD)、穩定的0.2V和DS1859值。流經光電二極管的電流等于通過R1的電流(803μA)減去通過R2的電流。因此,光電二極管電流是電位計值的線性函數,如圖1所示。利用適當的電阻值,該電路可與任何值電位計配合使用,并在任何范圍內提供電流。它唯一的限制是運算放大器的電流驅動能力。設計計算如下:
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