專利名稱：一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光功率控制電路，特別涉及一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路。
背景技術(shù)：
光發(fā)射機(jī)是光收發(fā)一 體模塊的簡稱，光發(fā)射機(jī)是由光電子器件、功能電路和光接口等組成。光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分是輸入一定碼率的電信號經(jīng)內(nèi)部驅(qū)動芯片的處理后驅(qū)動半導(dǎo)體激光器或者發(fā)光二極管發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號，其內(nèi)部帶有光功率自動控制電路，使輸出的光信號功率保持穩(wěn)定。接收部分是一定碼率的光信號輸入模塊后由光探測二極管轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)碼率的電信號，輸出的信號一般為PECL電平。在輸入光功率小于指定閾值后會輸出一個告警信號。作為光通信設(shè)備中的重要的有源器件，為保障正常、通暢的通信，光發(fā)射機(jī)的發(fā)光功率應(yīng)盡量保持在一個恒定的值?，F(xiàn)有的光發(fā)射機(jī)主要是通過給激光二極管加調(diào)制電流和偏置電流來讓激光二極管發(fā)光，但是基于現(xiàn)有的激光二極管的工藝和材質(zhì)，激光二極管長時間發(fā)光后，發(fā)光效率會降低，直接造成光功率的下降，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)采用了自動功率控制環(huán)路控制光發(fā)射機(jī)光功率的技術(shù)方案。圖I就是自動功率控制環(huán)路控制光發(fā)射機(jī)光功率的示意圖，該控制方式是一種負(fù)反饋控制，首先通過驅(qū)動電路設(shè)置好激光二極管的發(fā)光功率，從而流過激光二極管的電流就確定了，同時激光二極管會將一定比例的光照射到光電二極管上，光電二極管就會產(chǎn)生相應(yīng)的電流，電流再回到驅(qū)動電路，激光二極管發(fā)光功率處于設(shè)定的功率范圍時，激光二極管發(fā)光照射到光電二極管上，光電二極管產(chǎn)生的電流是固定的，這時反饋到驅(qū)動電路，驅(qū)動電路會認(rèn)為激光二極管發(fā)光功率正是設(shè)定的功率；如果流過激光二極管的電流增大，激光二極管發(fā)光功率就會增大，照射到光電二極管的光功率就會增大，從而反饋回驅(qū)動電路的電流就會增大，這時驅(qū)動電路就會認(rèn)為激光二極管發(fā)光功率過大，就會減小流過激光二極管的電流，從而讓激光二極管發(fā)光功率降低，照射到光電二極管的光功率也會減小，反饋回驅(qū)動電路的電流也會減小，直到驅(qū)動電路給激光二極管的電流到設(shè)定值為止。同樣，如果激光二極管的發(fā)光功率下降，光電二極管接收到的光功率也會減少，反饋回驅(qū)動電路的電流會減小，驅(qū)動電路就會增加流過激光二極管的電流來達(dá)到設(shè)定值。該技術(shù)方案的弊端在于調(diào)節(jié)激光二極管的發(fā)光功率時，自動功率控制環(huán)路的響應(yīng)速度較慢，調(diào)整時間較長，動態(tài)性能一般，穩(wěn)態(tài)性能一般。采用自動功率控制環(huán)路控制光發(fā)射機(jī)光功率的技術(shù)方案無法滿足高精度、高響度等應(yīng)用場合的應(yīng)用需求。
發(fā)明內(nèi)容為了解決自動功率控制環(huán)路控制光發(fā)射機(jī)光功率的技術(shù)方案存在的調(diào)節(jié)激光二極管發(fā)光功率響應(yīng)速度較慢，調(diào)整時間較長，動態(tài)性能一般，穩(wěn)態(tài)性能一般的技術(shù)問題，本實用新型提出了一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路，包括驅(qū)動電路、比例積分微分控制器、激光二極管和光電二極管，驅(qū)動電路的調(diào)整端與比例積分微分控制器的輸入端連接，比例積分微分控制器的輸出端與激光二極管連接，光電二極管與驅(qū)動電路的反饋端連接，光電二極管接收激光二極管發(fā)出的部分激光。本實用新型的一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路，降低了光發(fā)射機(jī)光功率控制電路的穩(wěn)態(tài)誤差，改善了光發(fā)射機(jī)光功率控制電路的動態(tài)響應(yīng)特性，提高了光發(fā)射機(jī)光功率控制的精度，尤其適用于對光功率控制精度要求極高的軍用環(huán)境。

圖I為采用自動功率控制環(huán)路控制光發(fā)射機(jī)光功率的電路示意圖。圖2為本實用新型的光發(fā)射機(jī)光功率控制電路中比例積分微分控制器的電路結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實用新型的光發(fā)射機(jī)光功率控制電路結(jié)構(gòu)圖?！?br> 具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路。如圖3所示，本實用新型的一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路，包括驅(qū)動電路、比例積分微分控制器、激光二極管和光電二極管，驅(qū)動電路的調(diào)整端與比例積分微分控制器的輸入端連接，比例積分微分控制器的輸出端與激光二極管連接，光電二極管與驅(qū)動電路的反饋端連接，光電二極管接收激光二極管發(fā)出的部分激光。如圖2所示，本實用新型的光發(fā)射機(jī)光功率控制電路中的比例積分微分控制器由比例放大電路、積分電路和微分電路并聯(lián)而成。比例積分微分控制器的傳遞函數(shù)和相應(yīng)的頻率特性為G(S)= Kc(l + I/(Ti * s)+ Td * s)，G (jw) = Kc (I - j * (1/Ti * w)+j * Td * w)，其中，Ti 和 Td 分別為時間常數(shù)，w為角頻率，Kc為比例放大系數(shù)，為相位，S=Jw0假設(shè)Td〈Ti，Kc=l，從而可以得到C>=arctan(Td*w_l/Ti*w)。當(dāng) w〈〈l 時，^^arctarK-l/Ti^w),此時相當(dāng)于比例積分環(huán)節(jié)；當(dāng)w>>1時，^^arctanCTc^w),此時相當(dāng)于比例微分環(huán)節(jié)。因此,在低頻段，比例積分微分控制器近似于比例積分特性，相角滯后；在高頻段，近似于比例微分特性，相角超前。所以本實用新型的光發(fā)射機(jī)光功率控制電路對光發(fā)射機(jī)光功率進(jìn)行控制時，當(dāng)需要調(diào)節(jié)光功率時，由于比例電路的作用，可以很快地調(diào)整增益，當(dāng)光發(fā)射機(jī)光功率控制電路開始向新的平衡態(tài)過渡時，由于微分電路的作用，此時的比例積分微分控制器相當(dāng)于一個特殊的超前校正裝置，它將給閉環(huán)系統(tǒng)增加新的零點，同時也使系統(tǒng)的閉環(huán)極點發(fā)生改變，因此，很好地改善了光發(fā)射機(jī)光功率控制電路的動態(tài)性能，同時對于穩(wěn)態(tài)指標(biāo)沒有影響；當(dāng)調(diào)節(jié)到所需光功率時，受積分電路的影響，此時的比例積分微分控制器相當(dāng)于一個特殊的滯后校正裝置，它為光發(fā)射機(jī)光功率控制電路增添了一個新的開環(huán)極點，所以能夠提高系統(tǒng)的型別，消除或者減少系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，從而改善了光發(fā)射機(jī)光功率控制電路的穩(wěn)態(tài)性能。因此，本實用新型的光發(fā)射機(jī)光功率控制電路不但提高了對光發(fā)射機(jī)的光功率控制的響應(yīng)速度，而且提高了光發(fā)射機(jī)光功率控制電路的穩(wěn)定性。所述光電二極管可以采用背光監(jiān)控光電二極管。
權(quán)利要求1.一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路，其特征在于，包括驅(qū)動電路、比例積分微分控制器、激光二極管和光電二極管，驅(qū)動電路的調(diào)整端與比例積分微分控制器的輸入端連接，比例積分微分控制器的輸出端與激光二極管連接，光電二極管與驅(qū)動電路的反饋端連接，光電二極管接收激光二極管發(fā)出的部分激光。
2.如權(quán)利要求I所述的一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路，其特征在于，所述的比例積分微分控制器由比例放大電路、積分電路和微分電路并聯(lián)而成。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路,其特征在于,所述的光電二極管是背光監(jiān)控光電二極管。
專利摘要一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路，涉及一種光功率控制電路，特別涉及一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路。該電路包括驅(qū)動電路、比例積分微分控制器、激光二極管和光電二極管，驅(qū)動電路的調(diào)整端與比例積分微分控制器的輸入端連接，比例積分微分控制器的輸出端與激光二極管連接，光電二極管與驅(qū)動電路的反饋端連接，光電二極管接收激光二極管發(fā)出的部分激光。本實用新型的一種光發(fā)射機(jī)光功率控制電路，降低了光發(fā)射機(jī)光功率控制電路的穩(wěn)態(tài)誤差，改善了光發(fā)射機(jī)光功率控制電路的動態(tài)響應(yīng)特性，提高了光發(fā)射機(jī)光功率控制的精度，尤其適用于對光功率控制精度要求極高的軍用環(huán)境。
文檔編號H04B10/155GK202524393SQ201220173128
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者鄧彬 申請人:成都優(yōu)博創(chuàng)技術(shù)有限公司