MAX3740/MAX3795激光驅(qū)動器平均功率監(jiān)視器
出處:dong1021 發(fā)布于:2007-04-29 09:27:43
MAX3740和MAX3795激光驅(qū)動器提供激光二極管平均光功率監(jiān)視輸出電壓,監(jiān)視輸出來自激光組件的監(jiān)視二極管電流。數(shù)據(jù)通信設(shè)備的激光驅(qū)動器通常需要監(jiān)視平均光功率。MAX3740和MAX3795在這方面的工作特性與其他激光驅(qū)動器采用的方法不同,在進(jìn)行SFF 8472數(shù)字診斷時,這可能會引起混淆。
激光組件的監(jiān)視二極管電流與激光器的平均光輸出功率近似成正比。激光驅(qū)動器一般利用監(jiān)視二極管調(diào)整激光二極管的平均發(fā)射功率,參見圖1、圖2。驅(qū)動器的這種功能稱為自動功率控制(APC)。
平均光功率監(jiān)視SFP模塊采用的激光驅(qū)動器通過器件的一個輸出引腳(見圖1)提供電流輸出,該輸出是監(jiān)視二極管的鏡像電流。通過在引腳上放置一個電阻,控制器(如DS1856)可以檢測到與監(jiān)視二極管電流成正比的電壓,該電流與平均功率成正比。控制器內(nèi)部提供適當(dāng)?shù)谋壤s放和偏移,以達(dá)到SFF 8472的要求。
MAX3740和MAX3795利用電壓輸出PWRMON引腳(見圖2)指示平均功率,而不是采用電流鏡輸出。這些器件的不同之處在于無論監(jiān)視二極管電流多大,只要激光驅(qū)動器的自動功率控制環(huán)路正常工作,PWRMON電壓將一直保持在0.4V。那么,控制器如何利用監(jiān)視器輸出來監(jiān)視平均光功率呢? 下面通過兩個光模塊解釋這種特性。每個模塊設(shè)置為 4dBm的平均功率。其中模塊1對應(yīng)100 A的監(jiān)視二極管電流,模塊2對應(yīng)于200 A監(jiān)視二極管電流(平均光功率相同,而監(jiān)視二極管電流卻不同,這種情況比較普遍,這是由于激光器和監(jiān)視二極管之間各部分耦合不同造成的)。
對于這兩個模塊,PWRMON的指示電壓為0.4V,因為APC環(huán)路將輸出調(diào)整為該電壓。這兩個模塊的不同是其設(shè)置電阻。模塊1的設(shè)置電阻約為2K (0.2V / RPWRSET),而模塊2的設(shè)置電阻大約是1K (0.2V / RPWRSET)。如果由于某些原因,模塊供應(yīng)商需要知道并存儲實際的監(jiān)視二極管電流,只要簡單地知道設(shè)置電阻,按照公式計算即可。但是,符合SFF 8472要求的內(nèi)部校準(zhǔn)I2C總線上指示的數(shù)值是光功率輸出,而不是MD電流。
如果各部分工作正常,沒有發(fā)生故障,PWRMON電壓將保持在0.4V。由于不管監(jiān)視二極管電流設(shè)置點如何,電壓總是保持在0.4V,并且偏移量相同,只要每個模塊校準(zhǔn)在相同的平均功率上,定標(biāo)可以適用于每個模塊,從而簡化了內(nèi)部校準(zhǔn)過程。
如果APC超出了調(diào)整范圍,電壓將隨著MD電流變化而改變。這是因為除設(shè)置電阻以外,MD電流的所有通道為高阻抗。因此,如果功率加倍,那么電流也加倍,由于R固定不變,電壓也隨之加倍。
器件故障門限設(shè)置為0.8V,如果MD電流達(dá)到了初設(shè)置點的兩倍,將發(fā)出故障告警。如果處于中間點,將不會產(chǎn)生故障告警,當(dāng)PWRMON對應(yīng)于MD電流增加相同的電壓時,可以計算出功率值。
因此,上述兩個模塊在功率均為 4dBm時,模塊1監(jiān)視二極管電流為100 A,PWRMON輸出指示為0.4V。如果由于故障或其他原因,環(huán)路超出了調(diào)整范圍,功率將增至 1dBm,相對于200 A的監(jiān)視二極管電流,PWRMON電壓將達(dá)到0.8V。對于150 A,電壓將達(dá)到0.6V。
模塊2的平均功率為 4dBm時,PWRMON電壓為0.4V,監(jiān)視二極管電流將達(dá)到200 A。同樣,如果環(huán)路超出調(diào)整范圍,功率增至 1dBm,PWRMON電壓為0.8V,監(jiān)視二極管電流將達(dá)到400 A(比例相同,監(jiān)視二極管電流加倍,電壓也隨之加倍)。
優(yōu)點
與傳統(tǒng)方法相比,監(jiān)視平均功率的方法還具有其他優(yōu)點。在激光驅(qū)動器中,MD電流鏡在固定電阻上產(chǎn)生一個電壓,對于不同模塊,由于每部分監(jiān)視二極管電流不相同,其故障門限可能會過高或過低。
回到初的例子,采用傳統(tǒng)的電流監(jiān)視方法監(jiān)視MAX3735A(見圖1)等器件的平均功率,我們將模塊1和模塊2設(shè)置為平均功率 4dBm時,MD電流分別為100 A和200 A。這種情況下的故障門限由驅(qū)動器設(shè)置為大約1.3V的固定值。
該例中,兩種情況的監(jiān)視電阻均設(shè)置為3.25K 。因此,對于相同的平均光功率,模塊1將指示100 A 3.25K =0.325V,模塊2將指示200 A 3.25k =0.65V。
如果MD電流加倍(大約是平均功率的一倍),那么模塊1的平均功率將為 1dBm,電壓達(dá)到200 A 3.25K =0.65V,模塊2的平均功率為: 1dBm,電壓為:400 A x 3.25K = 1.3V。注意,在本例中,盡管兩個模塊的功率都加倍了,只有模塊2產(chǎn)生故障報警。很多情況下,對于給定的平均功率,由于激光器各部件的MD電流相差不大,因此,傳統(tǒng)方案能夠較好的工作。但是,從上述分析可以看出,如果出現(xiàn)了較大的變化,將無法設(shè)置合適的故障門限,除非在監(jiān)視器中采用可調(diào)電阻,并針對每個模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。MAX3740和MAX3795不會出現(xiàn)這一問題,簡化了校準(zhǔn)過程。
MAX3740和MAX3795能夠提供一種簡單有效的方法,監(jiān)視SFF 8472診斷模塊中激光二極管的輸出功率,即使監(jiān)視二極管組件變化較大,該方法也能提供穩(wěn)定的故障電平指示。
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