專利名稱：光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于通信領域，涉及一種調試雪崩二極管的方法，特別是光模塊生產中對 雪崩二極管進行快速調試的方法及裝置。
背景技術：
雪崩二極管是光通信領域一種通用的光電二極管，它的特點為需要在30V 60V 的高壓下才能工作，在理想電壓下，會產生雪崩效應，使光電轉換的效率倍增，從而提高光 模塊的接收靈敏度。目前生產光模塊的過程中采用的對雪崩二極管的調試方法為在光模塊 運行過程中向雪崩二極管輸入測試光信號，監(jiān)測接收誤碼率，然后調整加載在雪崩二極管 上的電壓，使誤碼率達到最小，該方法調試的速度非常緩慢，影響了光模塊的生產效率，還 有的首先在雪崩二極管生產過程中測試出雪崩二極管的擊穿電壓，利用條形碼及數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)讀寫擊穿電壓值，這種方法在現(xiàn)今社會的分工模式下很難推廣，以上因素引起的效率低 下以及局限性給光模塊生產領域帶來了極大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術引起的效率低下以及局限性的不足，本發(fā)明設計了光模塊生產 中對雪崩二極管進行快速調試的方法及裝置，借助光模塊自帶的硬件，利用微控制單元輸 出的直流控制信號與雪崩二極管的電壓、擊穿電壓之間的關系，通過微控制單元快速的采 集、比對和調整，提高了雪崩二極管的調試效率。本發(fā)明為實現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術方案是，光模塊生產中對雪崩二極管進行快速 調試的方法，包括對雪崩二極管加偏壓，借助調試電路在線監(jiān)測、并調整雪崩二極管的偏壓 值至理想工作電壓，所述的方法借助光模塊中自帶的硬件電路組成閉環(huán)調試電路，以上調 試電路包括微控制單元、升壓電路、將升壓電路輸出電流按比例分流的鏡像電流源電路、與 鏡像電流源電路相連接的偏置支路上設置雪崩二極管，與鏡像電流源電路相連接的鏡像支 路上設置采樣電阻，本方法通過采樣電阻采集鏡像支路上的電壓，借助微控制單元輸出的 直流控制信號控制升壓電路，進而調整偏置支路上的電壓，使雪崩二極管達到理想工作電 壓，在微控制單元中增設存儲有采樣參考電壓的專用存儲器，微控制單元計算處理后輸出 的直流控制信號存儲在中間存儲器，具體步驟如下a、微控制單元對已存初始值處理后輸出直流控制信號控制升壓電路，為雪崩二極 管賦予初始偏壓；b、微控制單元在線接收鏡像支路上采樣電阻的采樣電壓；C、微控制單元將采樣電壓與專用存儲器中的采樣參考電壓進行比對，若相同，直 接進行步驟e，若不相同，微控制單元調整直流控制信號；d、循環(huán)步驟b和C，直至采樣電壓與采樣參考電壓一致進行步驟e ；e、依據(jù)此時微控制單元輸出的直流控制信號、升壓電路的輸入輸出函數(shù)、以及雪 崩二極管擊穿電壓與理想工作電壓的比例關系，計算得出雪崩二極管在理想工作電壓下微控制單元輸出的直流控制信號，更新至中間存儲器中；f、調試過程結束。當微控制單元接收到的采樣電壓值小于采樣參考值時，微控制單元改變輸出直流 控制信號控制升壓電路輸出電壓上升，當微控制單元接收到的采樣電壓值大于采樣參考值 時，微控制單元改變輸出直流控制信號控制升壓電路輸出電壓下降，利用寫入在微控制單 元中的調試程序完成以上的循環(huán)處理，并當采樣電壓等于采樣參考電壓時，對該數(shù)據(jù)進行 計算并存儲。一種借助與以上所述的調試方法配套使用的調試裝置，結構中包括有微控制單 元、升壓電路、鏡像電流源電路、帶有采樣電阻的鏡像支路和帶有雪崩二極管的偏置支路， 鏡像電流源電路的鏡像輸出端連接到鏡像支路、偏置輸出端連接到偏置支路，鏡像支路上 的采樣電阻與微控制單元的信號接收端相連，微控制單元的直流控制信號輸出端連接到升 壓電路的信號輸入端，升壓電路的電壓輸出端連接到鏡像電流源電路的輸入端。鏡像電流源電路在對升壓電路的電流進行鏡像分流，采樣電阻上的電流即為分流 的鏡像電流，借助采樣電阻，微控制單元實現(xiàn)對采樣電壓的采集，由此可以反映出雪崩二極 管上的電流，在反映出該電流為設定的擊穿電流時，得到此時微控制單元輸出的直流控制 信號。本發(fā)明的有益效果是，利用光模塊自帶的內部電路，操作方便，借助微控制單元的 快速調整及雪崩二極管的特性，提高了調試效率，本發(fā)明成本低、操作簡單方便、調試效率
尚ο


圖1是本發(fā)明的調試裝置的電路框圖。圖2是本發(fā)明的調試裝置電路實施例。1是微控制單元，2是升壓電路，3是鏡像電流源電路，4是鏡像支路，5是偏置支路， ICl是脈沖寬度調制升壓芯片，D是開關二級管，QU Q2、Q3分別是三極管A、B、C，Cl C7 是電容，Rl R5是電阻，Li、L2是電感，R6是采樣電阻，APD是雪崩二極管。下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
具體實施例方式參看附圖，光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的方法，包括對雪崩二極管 APD加偏壓，借助調試電路在線監(jiān)測、并調整雪崩二極管APD的偏壓值至理想工作電壓，所 述的方法借助光模塊中自帶的硬件電路組成閉環(huán)調試電路，以上調試電路包括微控制單元 1、升壓電路2、將升壓電路輸出電流按比例分流的鏡像電流源電路3、與鏡像電流源電路3 相連接的偏置支路5上設置雪崩二極管APD，與鏡像電流源電路3相連接的鏡像支路4上設 置采樣電阻R6，本方法通過采樣電阻R6采集鏡像支路4上的電壓，借助微控制單元1輸出 的直流控制信號控制升壓電路2，進而調整偏置支路5上的電壓，使雪崩二極管APD達到理 想工作電壓，在微控制單元1中增設存儲有采樣參考電壓的專用存儲器，微控制單元1計算 處理后輸出的直流控制信號存儲在中間存儲器，具體步驟如下a、微控制單元1對已存初始值處理后輸出直流控制信號控制升壓電路2，為雪崩二極管APD賦予初始偏壓；b、微控制單元1在線接收鏡像支路4上采樣電阻R6的采樣電壓；C、微控制單元1將采樣電壓與專用存儲器中的采樣參考電壓進行比對，若相同， 直接進行步驟e，若不相同，微控制單元1調整直流控制信號；d、循環(huán)步驟b和C，直至采樣電壓與采樣參考電壓一致進行步驟e ；e、依據(jù)此時微控制單元1輸出的直流控制信號、升壓電路2的輸入輸出函數(shù)、以及 雪崩二極管APD擊穿電壓與理想工作電壓的比例關系，計算得出雪崩二極管APD在理想工 作電壓下微控制單元1輸出的理想直流控制信號，更新至中間存儲器中；f、調試過程結束。所述的微控制單元1調整直流控制信號控制升壓電路2輸出電壓的精度是 20mV IOOmV,滿足了雪崩二極管APD調試過程中對擊穿電壓調整時的精度影響。所述的鏡像電流源電路3的偏置支路5與鏡像支路4的電流比例范圍為(5 10) 1，在升壓電路2負載能力一定的情況下，該范圍內的比例值不會影響到升壓電路2 分流出的偏置支路5和鏡像支路4上的電流之間的比例。所述雪崩二極管APD擊穿電壓與理想工作電壓的比例關系為1 (0.85 0.95)， 在此電壓范圍內工作的雪崩二極管APD都能實現(xiàn)雪崩效應下的工作狀態(tài)。所述雪崩二極管APD的擊穿電壓是流經雪崩二極管APD的暗電流為10 IOOuA 時對應的電壓值，該范圍內的暗電流下的雪崩二極管APD均為擊穿狀態(tài)。一種借助與以上調試方法配套使用的調試裝置，結構中包括有微控制單元1、升壓 電路2、鏡像電流源電路3、帶有采樣電阻R6的鏡像支路4和帶有雪崩二極管APD的偏置支 路5，鏡像電流源電路3的鏡像輸出端連接到鏡像支路4、偏置輸出端連接到偏置支路5，鏡 像支路4上的采樣電阻R6與微控制單元1的信號接收端相連接，微控制單元1的直流控制 信號輸出端連接到升壓電路2的信號輸入端，升壓電路2的電壓輸出端連接到鏡像電流源 電路3的輸入端。所述升壓電路2包括有脈沖寬度調制升壓芯片IC1、二極管組D以及配套的電感、 電容、電阻，微控制單元1的直流控制信號輸出端與脈沖寬度調制升壓芯片ICi的信號輸入 端相連，脈沖寬度升壓芯片的電壓輸出端和開關二極管D的輸入端相連，開關二極管D的輸 出端和鏡像電流源電路3相連，開關二極管D在這里作為開關，對由脈沖寬度調制升壓芯片 ICl向鏡像電流源電路3傳送的電壓進行控制。所述的脈沖寬度調制芯片ICl的型號是MAX5026，這是本發(fā)明的一個實施例。所述的鏡像電流源電路3包括有第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和 配套電阻，以上第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3配套組合，升壓電路2的輸出 端分別與第一三極管Ql發(fā)射極相連，第三三極管Q3的基極與偏置支路5相接，第三三極管 Q3的集電極與鏡像支路4相接，以上電路組成的是比例式鏡像電流源電路，第三三極管Q3 的基極輸出的偏置電流和第三三極管Q3的集電極輸出的鏡像電流成一定的比例。所述的微控制單元1的中央處理芯片IC2的型號是C8051F330，這是本發(fā)明的一個 實施例。本發(fā)明的具體實現(xiàn)原理是設置采樣電阻R6上的電流與雪崩二極管APD上的電 流之間的比例為1 8、采樣電阻R6為3k歐姆、雪崩二極管APD的擊穿電壓是暗電流為IOOuA時對應的電壓值、雪崩二極管APD的擊穿電壓和理想工作電壓為1 0.9，當加載在 雪崩二極管APD的電壓為擊穿電壓時，采樣電阻R6上的電壓就為100uA/8*;3k = 0. 375v,這 就是雪崩二極管APD在擊穿電壓下對應的采樣電壓，也就是我們存在中間存儲器的采樣參 考電壓；本方法的具體實現(xiàn)步驟為在微控制單元1上設置初始值，初始值處理后經過調試 電路的處理又被微控制單元1采集，如果采集的采樣電壓較采樣參考電壓值大，就減小升 壓電路2的輸出電壓值，反之則增大輸出電壓值，當采樣電壓等于采樣參考電壓時，將此時 微控制單元1輸出的直流控制信號保存，脈沖寬度調制芯片信號輸入端上的電壓Vfb是1. 2V 保持不變，因此借助輸出的直流控制信號VDA。與雪崩二極管APD的電壓Vapd的計算公式即 (Vapd-Vfb)/R2+(Vdac-Vfb)/Rl = VFB/R3、雪崩二極管APD的擊穿電壓和理想工作電壓1 0. 9 的關系，就能計算得到在理想工作電壓情況下輸出的直流控制信號值，將此值保存在微控 制單元1的flash中，調試工作就完成了。光模塊使用時，加載在雪崩二極管APD上的電壓 就會為理想的工作電壓。 為了方便對雪崩二極管APD理想工作電壓下時的微控制單元1輸出直流控制信號 的計算，將對應的計算結果制成表格寫入了微控制單元1，因此調整到擊穿電壓時候的微控 制單元1的直流控制信號，在軟件里面已經對應了一個和理想工作電壓下相對應的直流控 制信號的差值，只要查表將這個差值減掉就是雪崩二極管APD理想工作電壓下的微控制單 元1輸出的直流控制信號。
權利要求
1.光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的方法，包括對雪崩二極管加偏壓，借助 調試電路在線監(jiān)測、并調整雪崩二極管的偏壓值至理想工作電壓，其特征在于所述的方法 借助光模塊中自帶的硬件電路組成閉環(huán)調試電路，以上調試電路包括微控制單元(1)、升壓 電路O)、將升壓電路輸出電流按比例分流的鏡像電流源電路(3)、與鏡像電流源電路(3) 相連接的偏置支路( 上設置雪崩二極管(APD)，與鏡像電流源電路(；3)相連接的鏡像支路 (4)上設置采樣電阻(R6)，本方法通過采樣電阻(R6)采集鏡像支路(4)上的電壓，借助微 控制單元(1)輸出的直流控制信號控制升壓電路O)，進而調整偏置支路( 上的電壓，使 雪崩二極管(APD)達到理想工作電壓，在微控制單元(1)中增設存儲有采樣參考電壓的專 用存儲器，微控制單元(1)計算處理后輸出的直流控制信號存儲在中間存儲器，具體步驟 如下a、微控制單元(1)對已存初始值處理后輸出直流控制信號控制升壓電路0)，為雪崩 二極管(APD)賦予初始偏壓；b、微控制單元(1)在線接收鏡像支路(4)上采樣電阻(R6)的采樣電壓；c、微控制單元(1)將采樣電壓與專用存儲器中的采樣參考電壓進行比對，若相同，直 接進行步驟e，若不相同，微控制單元(1)調整直流控制信號；d、循環(huán)步驟b和c，直至采樣電壓與采樣參考電壓一致進行步驟e；e、依據(jù)此時微控制單元(1)輸出的直流控制信號、升壓電路( 的輸入輸出函數(shù)、以及 雪崩二極管(APD)擊穿電壓與理想工作電壓的比例關系，計算得出雪崩二極管(APD)在理 想工作電壓下微控制單元(1)輸出的理想直流控制信號，更新至中間存儲器中；f、調試過程結束。
2.根據(jù)權利要求1所述的光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的方法，其特征在 于所述的微控制單元⑴調整直流控制信號控制升壓電路⑵輸出電壓的精度是20mV IOOmV。
3.根據(jù)權利要求1所述的光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的方法，其特征在 于所述的鏡像電流源電路⑶的偏置支路(5)與鏡像支路⑷的電流比例范圍為(5 10) 1。
4.根據(jù)權利要求1所述的光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的方法，其特征在 于所述雪崩二極管(APD)擊穿電壓與理想工作電壓的比例關系為1 (0. 85 0. 95)。
5.根據(jù)權利要求2所述的光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的方法，其特征在 于所述雪崩二極管(APD)的擊穿電壓是流經雪崩二極管(APD)的暗電流為10 IOOuA時 對應的電壓值。
6.一種借助與權利要求1所述的調試方法配套使用的調試裝置，其特征在于結構中 包括有微控制單元(1)、升壓電路( 、鏡像電流源電路C3)、帶有采樣電阻(R6)的鏡像支路 (4)和帶有雪崩二極管(R6)的偏置支路(5)，鏡像電流源電路(3)的鏡像輸出端連接到鏡 像支路G)、偏置輸出端連接到偏置支路(5)，鏡像支路(4)上的采樣電阻(R6)與微控制單 元⑴的信號接收端相連，微控制單元⑴的直流控制信號輸出端連接到升壓電路⑴的 信號輸入端，升壓電路O)的電壓輸出端連接到鏡像電流源電路(3)的輸入端。
7.根據(jù)權利要求6所述的光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的裝置，其特征在 于所述升壓電路(2)包括有脈沖寬度調制升壓芯片(ICl)、開關二極管(D)以及配套的電感、電容、電阻，微控制單元(1)的直流控制信號輸出端與脈沖寬度調制升壓芯片(ICl)的 信號輸入端相連，脈沖寬度升壓芯片(ICl)的電壓輸出端和開關二極管(D)的輸入端相連， 開關二極管⑶的輸出端和鏡像電流源電路⑶的輸入端相連。
8.根據(jù)權利要求7所述的光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的裝置，其特征在 于所述的脈沖寬度調制芯片(ICl)的型號是MAX5(^6。
9.根據(jù)權利要求6所述的光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的裝置，其特征 在于所述的鏡像電流源電路C3)包括有第一三極管(Ql)、第二三極管(Q2)、第三三極管 (Q3)和配套電阻，以上第一三極管Oil)、第二三極管、第三三極管O )配套組合，升壓 電路O)的輸出端分別與第一三極管Oil)發(fā)射極相連，第三三極管O )的基極與偏置支 路( 相接，第三三極管O )的集電極與鏡像支路(4)相接。
10.根據(jù)權利要求6所述的光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的裝置，其特征 在于所述的微控制單元(1)的中央處理芯片(IC2)的型號是C8051F330。
全文摘要
光模塊生產中對雪崩二極管進行快速調試的方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術引起的效率低下以及帶有局限性的不足，采用的技術方案是，借助光模塊中自帶的硬件電路組成調試電路，以上調試電路包括微控制單元、升壓電路、將升壓電路輸出電流按比例分流的電流鏡像電流源電路、與鏡像電流源電路相連接的偏置支路上設置雪崩二極管、鏡像支路上設置采樣電阻，本方法通過采樣電阻采集鏡像支路上的電壓，借助微控制單元輸出的直流控制信號控制升壓電路，進而調整偏置支路上的電壓，使雪崩二極管達到理想工作電壓，本發(fā)明的有益效果是成本低、操作簡單方便、調試效率高。
文檔編號G05F1/52GK102122187SQ20101055229
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權日2010年11月19日
發(fā)明者王彥偉 申請人:深圳市共進電子有限公司