一種雷射二極體實時發送光功率監控電路及其監控方法

2023-11-05 02:03:02 1

專利名稱：一種雷射二極體實時發送光功率監控電路及其監控方法
技術領域：
本發明涉及一種監控電路及其監控方法，尤其是涉及一種雷射二極體實時發送光功率監控電路及其監控方法。
背景技術：
結合了成熟的乙太網技術和無源光網絡技術的EPON (乙太網無源光網絡)系統由於具有傳輸帶寬寬、對業務透明、易於維護和管理、升級便利、成本較低等優點成為了主流的光纖寬帶接入技術方案。該系統由OLT (光線路終端一Optical Line Termination)和ONU (光網絡單元一Optical Network Unit)和光纖配線單元組成。本發明所涉及的是屬於ONU光電信號轉換模塊的發射部分，發射部分負責發出作為上行傳輸的突髮式光信號，主要由雷射二極體與雷射二極體驅動器組成。
現今大多數的EPON ONU光收發模塊都包含了數據診斷監控接口(DMI)，該接口中最主要的參數即五個實時監控量，發送光功率便是其中之一。傳統的單晶片方案要麼無法實現DMI功能，要麼要搭配其他晶片實現該功能，既增加了成本又影響了光收發模塊的面積，本發明所提出的方法使得實時監控發送光功率功能成為一個可以高度集成的方案，既不增加光模塊的布板面積，也不增加成本。

發明內容
本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種高度集成，既不增加光模塊的布板面積，也不增加成本的一種雷射二極體實時發送光功率監控電路及其監控方法。本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種雷射二極體實時發送光功率監控電路，其特徵在於，包括一電流比較器Al 用於比較監控二極體產生的監控電流Isffi與內部設定的發送光功率對應的電流初設值
ITXPDAC ;—與電流比較器Al輸出端連接的遲滯電壓比較器A2 :用於比較電流比較器的輸出電壓與內部設定的參考電壓值VSET，A2輸出一個指示電平C0MP，供數字模塊使用；一與遲滯電壓比較器A2輸出端連接的數字模塊A3，用於對指示電平COMP的狀態進行判斷；一與電流比較器Al輸入端連接的開關電流源模塊A4，包括至少一個支路的模擬開關電流，所述模擬開關電流包括依次串聯的一個斷路器和一個電流源；斷路器由電流初設值ITXPD。來控制，所述數字模塊A3的輸出還與開關電流源模塊A4的輸入端連接。在上述的一種雷射二極體實時發送光功率監控電路，所述開關電流源模塊A4包括八個支路的模擬開關電流，每個模擬開關電流依次並聯後與電流比較器Al輸入端連接。一種採用雷射二極體實時發送光功率監控電路的監控方法，包括以下步驟步驟I，監控二極體產生的監控電流Isffi進入電流比較器Al與內部設定的發送光功率對應的電流初設值Itxpm進行比較，所述該電流初設值ΙΤΧΡ·等於數字模塊A3中的TXPDAC的初設值與開關電流源模塊Α4中每一個電流源對應的電流值的乘積；步驟2，針對Iffil和Itxpdac的比較結果選擇執行以下步驟選擇步驟2. I:步驟2. 11，當IM>ITXPDAC時，電流比較器Al輸出為一個高電位，進入電壓遲滯比較器Α2進行比較後輸出邏輯電平為I的COMP指示信號，該指示信號進入數字模塊A3，實現對TXPDAC的加法，即增大Ιτχ_該Itxpdac再與Im進行比較；
步驟2. 12，重複步驟2. 11直至COMP輸出邏輯低電平0，鎖定此時的Itxpdac，即為雷射二極體實時發送光功率對應的光電流；選擇步驟2. 2 步驟2. 21，當IM〈ITXPDAC時，電流比較器Al輸出為一個低電位，進入電壓遲滯比較器A2進行比較後輸出邏輯電平為O的COMP指示信號，該指示信號進入數字模塊A3，實現對TXPDAC的減法，即減小
ITXPDAC， 該Iotdc再與Imd進行比較；步驟2. 22，重複步驟2. 22直至COMP輸出邏輯高電平1，鎖定此時的Itxpdac，即為雷射二極體實時發送光功率對應的光電流。因此，本發明具有如下優點高度集成，既不增加光模塊的布板面積，也不增加成本。


圖I為本發明的電路結構示意圖。圖2為數字模塊A3的實現流程圖。圖3為開關電流源A4的電路結構示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。實施例首先，介紹一下本發明的電路構造，包括一電流比較器Al :用於比較監控二極體產生的監控電流I 與內部設定的發送光功率對應的電流初設值 Itxpdac 一與電流比較器Al輸出端連接的遲滯電壓比較器A2 :用於比較電流比較器的輸出電壓與內部設定的參考電壓值VSET，A2輸出一個指示電平C0MP，供數字模塊使用；一與遲滯電壓比較器A2輸出端連接的數字模塊A3，用於對指示電平COMP的狀態進行判斷，當COMP為高電平時，往上調整數字模塊中的TXPDAC值，當COMP為低電平時，往下調整TXPDAC值。TXPDAC值是一個8位的寄存器，其結果會反饋到開關電流源模塊A4,用作相應電流支路的開關。一與電流比較器Al輸入端連接的開關電流源模塊A4，包括八個支路的模擬開關電流，受TXPDAC值控制，各支路的和作為電流比較器Al的其中一個輸入；其中，每個模擬開關電流依次並聯後與電流比較器Al輸入端連接，其中，每個模擬開關電流包括依次串聯的一個斷路器和一個電流源；斷路器由電流初設值ITXPD。來控制，所述數字模塊A3的輸出還與開關電源模塊A4的輸入端連接。如圖I，雷射二極體在模擬模塊AO的作用下發光，模擬模塊AO包含寬帶寬調製線路與驅動線路，用於產生調製電流與驅動電流，從而產生監控電流。監控電流是雷射二極體發送光功率的一個直接反映，Im=P M*PATC，因此對監控電流進行實時指示即是對發送光功率的實時指示。根據不同雷射二極體的發光條件，要求調製級能提供O-SOmA的調製電流，同時要能處理滿足EPON系統的I. 25Gbps信號速率與PECL信號幅度；驅動級提供O-IOOmA的驅動電流。本發明是針對雷射二極體發光後產生的監控電流，因此有了的本發明。本發明的監控方法，包括以下步驟步驟1，監控二極體產生的監控電流1 進入電流比較器Al與內部設定的發送光功率對應的電流初設值Itxpm進行比較，所述該電流初設值ΙΤΧΡ·等於數字模塊A3中的TXPDAC的初設值與開關電流源模塊Α4中每一個電流源對應的電流值的乘積；
步驟2，針對Iffil和Itxpdac的比較結果選擇執行以下步驟選擇步驟2. I 步驟2. 11，當IM>ITXPDAC時，電流比較器Al輸出為一個高電位，進入電壓遲滯比較器Α2進行比較後輸出邏輯電平為I的COMP指示信號，該指示信號進入數字模塊A3，實現對TXPDAC的加法，即增大Ιτχ_該Itxpdac再與Im進行比較；步驟2. 12，重複步驟2. 11直至COMP輸出邏輯低電平0，鎖定此時的Itxpdac，即為雷射二極體實時發送光功率對應的光電流；選擇步驟2. 2 步驟2. 21，當IM〈ITXPDAC時，電流比較器Al輸出為一個低電位，進入電壓遲滯比較器A2進行比較後輸出邏輯電平為O的COMP指示信號，該指示信號進入數字模塊A3，實現對TXPDAC的減法，即減小
I TXPDAc，該 Itxpdac 再與Im進行比較；步驟2. 22，重複步驟2. 22直至COMP輸出邏輯高電平1，鎖定此時的Itxpdac，即為雷射二極體實時發送光功率對應的光電流。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
權利要求
1.一種雷射二極體實時發送光功率監控電路，其特徵在於，包括一電流比較器Al :用於比較監控二極體產生的監控電流Im與內部設定的發送光功率對應的電流初設值Itxpdac ； 一與電流比較器Al輸出端連接的遲滯電壓比較器A2 :用於比較電流比較器的輸出電壓與內部設定的參考電壓值VSET，A2輸出一個指示電平COMP，供數字模塊使用； 一與遲滯電壓比較器A2輸出端連接的數字模塊A3，用於對指示電平COMP的狀態進行判斷； 一與電流比較器Al輸入端連接的開關電流源模塊A4，包括至少一個支路的模擬開關電流，所述模擬開關電流包括依次串聯的一個斷路器和一個電流源；斷路器由電流初設值ITXPDA。來控制，所述數字模塊A3的輸出還與開關電流源模塊A4的輸入端連接。
2.根據權利要求I所述的一種雷射二極體實時發送光功率監控電路，其特徵在於，所述開關電流源模塊A4包括八個支路的模擬開關電流，每個模擬開關電流依次並聯後與電流比較器Al輸入端連接。
3.—種根據權利要求I所述的一種雷射二極體實時發送光功率監控電路的監控方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟1，監控二極體產生的監控電流Im進入電流比較器Al與內部設定的發送光功率對應的電流初設值ITXPD。進行比較，所述該電流初設值ITXPDA。等於數字模塊A3中的TXPDAC的初設值與開關電流源模塊A4中每一個電流源對應的電流值的乘積； 步驟2，針對Im和ITXPDA。的比較結果選擇執行以下步驟 選擇步驟2. I 步驟2. 11，當IM>ITXPDC時，電流比較器Al輸出為一個高電位，進入電壓遲滯比較器A2進行比較後輸出邏輯電平為I的COMP指示信號，該指示信號進入數字模塊A3，實現對TXPDAC的加法，即增大Ιτχ_該Itxpdac再與Im進行比較； 步驟2. 12，重複步驟2. 11直至COMP輸出邏輯低電平0，鎖定此時的Itxpdac，即為雷射二極體實時發送光功率對應的光電流； 選擇步驟2. 2 步驟2. 21，當Im〈ITXPDAC時，電流比較器Al輸出為一個低電位，進入電壓遲滯比較器A2進行比較後輸出邏輯電平為O的COMP指示信號，該指示信號進入數字模塊A3，實現對TXPDAC的減法，即減小 I TXPDAc，該 Itxpdac 再與Im進行比較； 步驟2. 22，重複步驟2. 22直至COMP輸出邏輯高電平1，鎖定此時的Itxpdac，即為雷射二極體實時發送光功率對應的光電流。
全文摘要
本發明涉及一種雷射二極體實時發送光功率監控電路及其監控方法，包含電流比較器、遲滯電壓比較器、開關電流源以及實現發送光功率實時指示的數字模塊。當雷射二極體在驅動電流BIAS與調製電流MOD的驅動下發光時，監控二極體會產生相應的監控電流IMD，監控電流會與內部設定的發送光功率對應的電流初設值進行比較，電流比較器的輸出電壓進入遲滯電壓比較器，與內部設定的參考電壓VSET進行比較，輸出一個為0或者為1的邏輯電平COMP，把COMP送入數字模塊，通過數字模塊算法實現對TXPDAC值的調整，TXPDAC反饋到開關電流源。因此，本發明具有如下優點高度集成，既不增加光模塊的布板面積，也不增加成本。
文檔編號H04B10/07GK102882593SQ201210372118
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者詹偉, 程妮, 陳衛潔, 方海燕 申請人:武漢昊昱微電子股份有限公司