一種有源光模塊控制器的製作方法

2023-06-28 14:17:41 1

專利名稱：一種有源光模塊控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及光纖通信技術領域，尤其是涉及一種有源光模塊控制器。
背景技術：
隨著通信技術發展，智能光纖通信網絡不斷普及，光纖傳輸設備的大量應用，而光纖通信設備的核心器件有源光模塊工作速率越來越快，封裝越來越小，智能化程度越來越高。智能化光模塊控制器要求對光模塊的工作溫度、工作電壓、偏置(Bias)電流、發射光功率、接收光功率、以及正常工作中錯誤監測(Tx_Fault)，信號丟失(LOS)等工作狀態進行實時監控。為了實現光模塊的監控和診斷，通常採用專用晶片，如MAXM公司的專用晶片DS1856/DS1859。圖6所示，這類晶片內部具有模數轉換器、數字電位器和邏輯電路等功能模塊，涉及CMOS集成工藝、數字電路器的光刻工藝，生產工藝難度大；此類型晶片管腳多，封裝大，不利於光模塊的小型化；而且製作成本高，不利於光模塊的推廣使用等缺點。

發明內容
本發明是針對上述背景技術存在的缺陷提供一種節約了晶片管腳資源，減小電路板使用面積，降低模數轉換器或數模轉換器的小信號相互幹擾的風險，提高整體穩定性的有源光模塊控制器。為實現上述目的，本發明公開了一種有源光模塊控制器，其包括控制單元、雷射器驅動晶片、雷射二極體單元及光電二極體單元，所述控制單元與所述雷射器驅動晶片之間設置有串行數據總線，所述串行數據總線包括雙向數據線及時鐘線，所述控制單元通過串行數據總線控制所述雷射器驅動晶片，所述控制單元電源輸入端及所述雷射器驅動晶片電源輸入端分別電性連接有直流電源，所述控制單元接地端及所述雷射器驅動晶片接地端分別接地；所述雷射二極體單元一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的LD端，所述雷射二極體單元另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的MD端；所述光電二極體單元一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端，光電二極體單元另一端電性連接於直流電源。進一步地，所述雷射二極體單元包括發光二極體及光電檢測二極體，所述發光二極體與光電檢測二極體並接，所述直流電源電性連接於所述發光二極體及光電檢測二極體之間，所述發光二級管一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的LD端，所述調製二極體一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的MD端。進一步地，所述控制單元內部設置有可校準的電壓溫度監控單元、可方便監控模塊電源電壓單元、可方便監控光模塊溫度單元及電可擦寫可編程只讀存儲器，當電壓、溫度超過控制單元設置容限時進行上報，同時監控到溫度變化後直接對光電二極體單元進行溫度補償。進一步地，所述光電二極體單元包括PIN 二極體，所述PIN 二極體一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端，pin 二極體另一端電性連接於直流電源。
進一步地，所述光電二極體單元包括DC/DC單元及雪崩光電二極體，所述控制單元設置有脈衝寬度調製端，所述DC/DC單元輸入端與所述脈衝寬度調製端電性連接，所述DC/DC單兀輸出端與所述雪崩光電二極體一端電性連接，所述雪崩光電二極體另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端。進一步地，所述光電二極體單元包括數字電位器、DC/DC單元及雪崩光電二極體，所述數字電位器輸入端分別電性連接於所述雙向數據線及時鐘線，所述數字電位器輸出端與所述DC/DC單元輸入端電性連接，所述DC/DC單元輸出端與所述雪崩光電二極體一端電性連接，所述雪崩光電二極體另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端。進一步地，所述光電二極體單元包括數模轉換器、DC/DC單元及雪崩光電二極體，所述數模轉換器輸入端分別電性連接於所述雙向數據線及時鐘線，所述數模轉換器輸出端與所述DC/DC單元輸入端電性連接，所述DC/DC單元輸出端與所述雪崩光電二極體一端電 性連接，所述雪崩光電二極體另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端。進一步地，所述光電二極體單元包括溫控單元、DC/DC單元及雪崩光電二極體，所述溫控單元包括熱敏電阻、分流電阻及分壓電阻，所述熱敏電阻及分流電阻並聯設置，所述熱敏電阻一端分別與所述DC/DC單元輸入端及分壓電阻一端電性連接，所述分壓電阻另一端分別與所述DC/DC單元輸出端及所述雪崩光電二極體一端電性連接，所述雪崩光電二極體另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端。綜上所述，本發明一種有源光模塊控制器採用雙向數據線及時鐘線兩線制電連接於控制單元與雷射器驅動晶片之間，因此佔用的空間非常小，減少了電路板的空間和晶片管腳的數量，降低了互聯成本，同時降低模數轉換器或數模轉換器的小信號相互幹擾的風險，提聞整體穩定性。


圖I為本發明一種實施例的結構示意圖。圖2為本發明另一種實施例的結構示意圖。圖3為本發明第三種實施例的結構示意圖。圖4為本發明第四種實施例的結構示意圖。圖5為本發明第五種實施例的結構示意圖。圖6為現有技術的結構示意圖。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的特徵、技術手段以及所達到的具體目的、功能，下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述。如圖I至圖5所示，本發明一種有源光模塊控制器包括控制單元10、雷射器驅動晶片20、雷射二極體單元30及光電二極體單元40，所述控制單元10與所述雷射器驅動晶片20之間設置有串行數據總線50，所述串行數據總線50包括雙向數據線SDA及時鐘線SCL，所述控制單元10通過串行數據總線50控制所述雷射器驅動晶片20，所述控制單元10電源輸入端及所述雷射器驅動晶片20電源輸入端分別電性連接有直流電源VCC，所述控制單元10接地端及所述雷射器驅動晶片20接地端分別接地。
所述控制單元10內部設置有可校準的電壓溫度監控單元、可方便監控模塊電源電壓單元、可方便監控光模塊溫度單元及電可擦寫可編程只讀存儲器(EEPR0M)，當電壓、溫度超過控制單元10設置容限時進行上報，同時監控到溫度變化後直接對光電二極體單元40進行溫度補償，保證光電二極體單元40在不同溫度下性能的一致性，電可擦寫可編程只讀存儲器可存儲生產廠家、接口類型、產品序列號及各種其他補償信息，同時方便的對控制單元10採集到的的各種監控參數進行存儲及上報。所述雷射二極體單元30包括 發光二極體32及光電檢測二極體31，所述發光二極體32與光電檢測二極體31並接，所述直流電源VCC電性連接於所述發光二極體32及光電檢測二極體31之間，所述發光二級管32 —端電性連接於所述雷射器驅動晶片20的LD端，所述光電檢測二極體31 —端電性連接於所述雷射器驅動晶片20的MD端。所述光電二極體單元40 —端電性連接於所述雷射器驅動晶片20的端，光電二極體單元40另一端電性連接於直流電源VCC。實施例一
如圖I所示，所述光電二極體單元40包括PIN 二極體401，所述PIN 二極體401 —端電性連接於所述雷射器驅動晶片20的端，PIN 二極體401另一端電性連接於直流電源VCC。實施例二
如圖2所示，所述光電二極體單元40包括DC/DC單元402及雪崩光電二極體403，所述控制單元10設置有脈衝寬度調製端，所述DC/DC單元402輸入端與所述脈衝寬度調製端電性連接，所述DC/DC單元402輸出端與所述雪崩光電二極體403 —端電性連接，所述雪崩光電二極體403另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片20的ro端；所述控制單元10根據需要輸出不同的脈衝寬度調製(PWM)信號，以改變DC/DC單元402的輸出電壓，使雪崩光電二極體403工作在最佳工作點。實施例三
如圖3所示，所述光電二極體單元40包括數字電位器403、DC/DC單元404及雪崩光電二極體405，所述數字電位器403輸入端分別電性連接於所述雙向數據線SDA及時鐘線SCL,所述數字電位器403輸出端與所述DC/DC單元404輸入端電性連接，所述DC/DC單元404輸出端與所述雪崩光電二極體405 —端電性連接,所述雪崩光電二極體405另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片20的ro端；所述控制單元10通過串行數據總線50控制數字電位器403，以改變數字電位器403的電阻值，數字電位器403與所述DC/DC單元404串接，通過改變數字電位器403電阻來改變DC/DC單元404的輸出電壓，使雪崩光電二極體405工作在最佳工作點。實施例四
如圖4所示，所述光電二極體單元40包括數模轉換器406、DC/DC單元407及雪崩光電二極體408，所述數模轉換器406輸入端分別電性連接於所述雙向數據線SDA及時鐘線SCL，所述數模轉換器406輸出端與所述DC/DC單元407輸入端電性連接，所述DC/DC單元407輸出端與所述雪崩光電二極體408—端電性連接,所述雪崩光電二極體408另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片20的ro端；所述控制單元10通過串行數據總線50控制數模轉換器406，以改變數模轉換器406的輸出，進而改變DC/DC單元407的輸出電壓，使雪崩光電二極體408工作在最佳工作點。實施例五
如圖5所示，所述光電二極體單元40包括溫控單元409、DC/DC單元410及雪崩光電二極體411，所述溫控單元409包括熱敏電阻RT、分流電阻Rl及分壓電阻R2，所述熱敏電阻RT及分流電阻Rl並聯設置，所述熱敏電阻RT —端分別與所述DC/DC單元410輸入端及分壓電阻R2 —端電性連接，所述分壓電阻另一端分別與所述DC/DC單元410輸出端及所述雪崩光電二極體411 一端電性連接，所述雪崩光電二極體411另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片20的端；控制單元10通過測量雪崩光電二極體411的反向電壓，設定最佳雪崩光電二極體411偏置電壓，並通過溫控單元409進行溫補，使雪崩光電二極體411工作在最佳工作點。本發明應用時，串行數據總線50每傳輸一位的信號，就要產生一個時鐘脈衝；其 中，位信號分為三種起始位(START)、停止位(STOP)及數據位。起始位當時鐘線SCL傳輸高電平信號時，雙向數據線SDA傳輸一個由高到低的跳變，則產生了一個起始位。停止位當時鐘線SCL傳輸高電平信號時，雙向數據線SDA傳輸一個由低到高的跳變，則產生一個停止位。在數據傳輸期間，雙向數據線SDA線上的數據必須在時鐘脈衝的高電平周期內保持穩定，控制單元10應在該期間內讀取雙向數據線SDA上的電平信號，雙向數據線SDA的傳輸信號的高或低電平狀態只能在時鐘線SCL傳輸信號是低電平時才能改變。本發明光電二極體單元40通過與雙向數據線SDA及時鐘線SCL電性連接，將數位訊號通過串行數據總線50發送給控制單元10，減少了中間環節，提高了測試精度，同時，串行數據總線50的長度可長達25英尺，並且能夠以IOKbps的最大傳輸速率支持多組控制單元10與雷射器驅動晶片20 ;本發明控制單元10達成功能數的引腳數為4 5，控制單元10可以採用較小型的6腳或8腳封裝，多出的引腳可用於其它功能擴展，減少了電路板面積的佔用，引腳數量少也方便了布線；因為取消了模數轉換器及數模轉換器的連接引腳，同時也降低了高頻數位訊號對模數轉換器及數模轉換器信號的幹擾。綜上所述，本發明一種有源光模塊控制器採用雙向數據線SDA及時鐘線SCL兩線制電連接於控制單元10與雷射器驅動晶片20之間，因此佔用的空間非常小，減少了電路板的空間和晶片管腳的數量，降低了互聯成本，同時降低模數轉換器或數模轉換器的小信號相互幹擾的風險，提高整體穩定性。以上所述實施例僅表達了本發明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種有源光模塊控制器，其特徵在於包括控制單元、雷射器驅動晶片、雷射二極體單元及光電二極體單元，所述控制單元與所述雷射器驅動晶片之間設置有串行數據總線，所述串行數據總線包括雙向數據線及時鐘線，所述控制單元通過串行數據總線控制所述雷射器驅動晶片，所述控制單元電源輸入端及所述雷射器驅動晶片電源輸入端分別電性連接有直流電源，所述控制單元接地端及所述雷射器驅動晶片接地端分別接地；所述雷射二極體單元一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的LD端，所述雷射二極體單元另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的MD端；所述光電二極體單元一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端，光電二極體單元另一端電性連接於直流電源。
2.根據權利要求I所述的一種有源光模塊控制器，其特徵在於所述雷射二極體單元包括發光二極體及光電檢測二極體，所述發光二極體與光電檢測二極體並接，所述直流電源電性連接於所述發光二極體及光電檢測二極體之間，所述發光二級管一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的LD端，所述調製二極體一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的MD端。
3.根據權利要求I所述的一種有源光模塊控制器，其特徵在於所述控制單元內部設置有可校準的電壓溫度監控單元、可方便監控模塊電源電壓單元、可方便監控光模塊溫度單元及電可擦寫可編程只讀存儲器，當電壓、溫度超過控制單元設置容限時進行上報，同時監控到溫度變化後直接對光電二極體單元進行溫度補償。
4.根據權利要求I所述的一種有源光模塊控制器，其特徵在於所述光電二極體單元包括PIN 二極體，所述PIN 二極體一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端，PIN 二極體另一端電性連接於直流電源。
5.根據權利要求I所述的一種有源光模塊控制器，其特徵在於所述光電二極體單元包括DC/DC單元及雪崩光電二極體，所述控制單元設置有脈衝寬度調製端，所述DC/DC單元輸入端與所述脈衝寬度調製端電性連接，所述DC/DC單元輸出端與所述雪崩光電二極體一端電性連接，所述雪崩光電二極體另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端。
6.根據權利要求I所述的一種有源光模塊控制器，其特徵在於所述光電二極體單元包括數字電位器、DC/DC單元及雪崩光電二極體，所述數字電位器輸入端分別電性連接於所述雙向數據線及時鐘線，所述數字電位器輸出端與所述DC/DC單元輸入端電性連接，所述DC/DC單兀輸出端與所述雪崩光電二極體一端電性連接,所述雪崩光電二極體另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端。
7.根據權利要求I所述的一種有源光模塊控制器，其特徵在於所述光電二極體單元包括數模轉換器、DC/DC單元及雪崩光電二極體，所述數模轉換器輸入端分別電性連接於所述雙向數據線及時鐘線，所述數模轉換器輸出端與所述DC/DC單元輸入端電性連接，所述DC/DC單兀輸出端與所述雪崩光電二極體一端電性連接，所述雪崩光電二極體另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端。
8.根據權利要求I所述的一種有源光模塊控制器，其特徵在於所述光電二極體單元包括溫控單元、DC/DC單元及雪崩光電二極體，所述溫控單元包括熱敏電阻、分流電阻及分壓電阻，所述熱敏電阻及分流電阻並聯設置，所述熱敏電阻一端分別與所述DC/DC單元輸入端及分壓電阻一端電性連接，所述分壓電阻另一端分別與所述DC/DC單元輸出端及所述雪崩光電二極體一端電性連接，所述雪崩光電二極體另一端電性連接於所述雷射器驅動晶片的ro端。
全文摘要
本發明公開了一種有源光模塊控制器，包括控制單元、雷射器驅動晶片、雷射二極體單元及光電二極體單元，控制單元通過串行數據總線控制雷射器驅動晶片，串行數據總線包括雙向數據線及時鐘線，控制單元接地端及雷射器驅動晶片接地端分別接地；雷射二極體單元一端電性連接於雷射器驅動晶片的LD端，雷射二極體單元另一端電性連接於雷射器驅動晶片的MD端；光電二極體單元一端電性連接於雷射器驅動晶片的PD端，光電二極體單元另一端電性連接於直流電源。本發明採用雙向數據線及時鐘線兩線制電連接於控制單元與雷射器驅動晶片之間，因此佔用的空間非常小，減少了電路板空間和晶片管腳數量，降低了互聯成本及信號相互幹擾，提高整體穩定性。
文檔編號H04B10/12GK102723995SQ20121023883
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者彭彥輝, 李玲, 謝光明 申請人:東莞市銘普實業有限公司