光发射器及适用于一光发射器的调控方法技术

一种光发射器及适用于一光发射器的调控方法，该光发射器包含：激光驱动器，用以根据传输数据、偏压控制码与调制控制码，输出激光二极管电流；激光二极管，用以接收激光二极管电流，并输出光信号；光二极管，用以接收光信号，并输出光二极管电流；参考驱动器，用以根据传输数据、传输使能信号、参考偏压码与参考调制码，输出参考电流；双重比较电路，用以比较监控光二极管电流与参考电流，并输出第一决策与第二决策；以及数字信号处理单元，用以根据第一决策与第二决策，调整偏压控制码与调制控制码。

Optical transmitter and control method for an optical transmitter

\u4e00\u79cd\u5149\u53d1\u5c04\u5668\u53ca\u9002\u7528\u4e8e\u4e00\u5149\u53d1\u5c04\u5668\u7684\u8c03\u63a7\u65b9\u6cd5\uff0c\u8be5\u5149\u53d1\u5c04\u5668\u5305\u542b\uff1a\u6fc0\u5149\u9a71\u52a8\u5668\uff0c\u7528\u4ee5\u6839\u636e\u4f20\u8f93\u6570\u636e\u3001\u504f\u538b\u63a7\u5236\u7801\u4e0e\u8c03\u5236\u63a7\u5236\u7801\uff0c\u8f93\u51fa\u6fc0\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\u7535\u6d41\uff1b\u6fc0\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\uff0c\u7528\u4ee5\u63a5\u6536\u6fc0\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\u7535\u6d41\uff0c\u5e76\u8f93\u51fa\u5149\u4fe1\u53f7\uff1b\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\uff0c\u7528\u4ee5\u63a5\u6536\u5149\u4fe1\u53f7\uff0c\u5e76\u8f93\u51fa\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\u7535\u6d41\uff1b\u53c2\u8003\u9a71\u52a8\u5668\uff0c\u7528\u4ee5\u6839\u636e\u4f20\u8f93\u6570\u636e\u3001\u4f20\u8f93\u4f7f\u80fd\u4fe1\u53f7\u3001\u53c2\u8003\u504f\u538b\u7801\u4e0e\u53c2\u8003\u8c03\u5236\u7801\uff0c\u8f93\u51fa\u53c2\u8003\u7535\u6d41\uff1b\u53cc\u91cd\u6bd4\u8f83\u7535\u8def\uff0c\u7528\u4ee5\u6bd4\u8f83\u76d1\u63a7\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\u7535\u6d41\u4e0e\u53c2\u8003\u7535\u6d41\uff0c\u5e76\u8f93\u51fa\u7b2c\u4e00\u51b3\u7b56\u4e0e\u7b2c\u4e8c\u51b3\u7b56\uff1b\u4ee5\u53ca\u6570\u5b57\u4fe1\u53f7\u5904\u7406\u5355\u5143\uff0c\u7528\u4ee5\u6839\u636e\u7b2c\u4e00\u51b3\u7b56\u4e0e\u7b2c\u4e8c\u51b3\u7b56\uff0c\u8c03\u6574\u504f\u538b\u63a7\u5236\u7801\u4e0e\u8c03\u5236\u63a7\u5236\u7801\u3002

【技术实现步骤摘要】
光发射器及适用于一光发射器的调控方法
本公开涉及光发射器，特别涉及一种光发射器及适用于一光发射器的调控方法。
技术介绍
本公开内容使用了所属领域的技术人员理解的术语和与微电子基本概念，诸如「电压」、「信号」、「逻辑信号」、「电阻器」、「电容器」、「电感」、「电流」、「激光二极管」、「光电二极管」、「电流源」、「数字模拟转换器(DAC)」、「模拟数字转换器(ADC)」、「比较器」，「转阻放大器(TIA)」、「低通滤波器」、「晶体管」、「N通道金属氧化物半导体(NMOS)」、「电路节点」、「接地节点」与「差分对」。类似这些的术语和与基本概念对本领域的技术人员来说是显然明白的，因此将不会在此详细说明。本公开内容中，一个逻辑信号有两种状态：「高」和「低」，这也可以被重新表述为「1」和「0」。为简洁起见，逻辑信号于「高」(「低」)状态可被简单地表示为逻辑信号为「高」(「低」)，或可替代地，逻辑信号为「1」(「0」)。此外，为简洁起见，引号可以省略和紧接上面简单地表述为逻辑信号为高(低)，或可替代地，逻辑信号为1(0)，应当理解，此是描述的逻辑信号的状态。逻辑信号在高是有效的，逻辑信号在低是失效的。本公开内容是以一种工程上的常规所描述，其中第一量值被认为是等于第二量值时，两者之间的差值比规定的公差更小，因此可以忽略不计。突发模式光发射器被应用于，如千兆位元被动光网络(GPON)。一个现有技术的突发模式激光发射器100的功能方框图在图1A中描绘。发射器100包括：激光驱动器110接收传输数据TXD、传输使能信号TEN、偏压电流IB与调制电流IM，并输出输出电流IO；激光二极管120接收输出电流IO，并发射光信号，其包括正面部分121与背面部分122；光纤130接收光信号的正面部分121；光二极管140从激光二极管120的背面接收光信号的背面部分122，并输出光二极管电流IPD；自动功率控制块150接收光二极管电流IPD、传输数据TXD与传输使能信号TEN，并输出偏压电流IB与调制电流IM。本公开内容中，VDD表示电源节点。发射机100的示例性时序图绘于图1B。当传输使能信号TEN失效，激光驱动器110被禁用，输出电流IO是零；在这种情况下，由激光二极管120发射的光信号也是零。当传输使能信号TEN有效时，该激光驱动器110被启用，输出电流IO将依据偏压电流IB和调制电流IM并由传输数据TXD所调制。如图所示，假如理想，当传输数据TXD为低，输出电流IO将会等于偏压电流IB；当传输数据TXD为高，输出电流IO将会等于偏压电流IB加上调制电流IM。因此，激光二极管120所发射的光信号将由传输数据TXD所调制，使得当传输数据TXD为低，光信号的强度将会等于低电平PL；当传输数据TXD为高，光信号的强度将会等于高电平PH，其中PL与PH是通过温度相依的激光二极管120的转换特性，分别由IB与IB+IM所决定。当激光驱动器110被启用，激光二极管120所发射的光信号也会照到光二极管140，使光二极管140传输光二极管电流IPD，如此一来，通过光二极管140的转换特性，光二极管电流IPD涉及光信号的强度。因此，光二极管电流IPD可被用于检测光信号的强度。理想上，当光强度于低电平PL，光二极管电流IPD等于低电流IL；当光强度于高电平PH，光二极管电流IPD等于高电流IH。自动功率控制块150接收光二极管电流IPD。当传输数据TXD为低，自动功率控制块150比较光二极管电流IPD与低参考电流IREFL；如果光二极管电流IPD高于(低于)低参考电流IREFL，其表示偏压电流IB太大(小)且需要减少(增加)。当传输数据TXD为高，自动功率控制块150比较光二极管电流IPD与高参考电流IREFH；如果光二极管电流IPD高于(低于)高参考电流IREFH，其表示偏压电流加上调制电流IB+IM太大(小)且需要减少(增加)。如此一来，偏压电流IB与调制电流IM以闭回路方式调整，使得当传输数据TXD为低，光二极管电流IPD等于低参考电流IREFL；当传输数据TXD为高，光二极管电流IPD等于高参考电流IREFH。两参考电流IREFL、IREFH根据激光二极管120的特性、光二极管140的特性与温度综合决定之，使得当光二极管电流IPD等于低(高)参考电流IREFL(IREFH)，光强度等于低(高)电平PL(PH)。然而，实务上，光二极管140通常与一个非常大的并联电容及一个非常大的串联电感一起封装，使得光二极管电流IPD并不总是能准确地追随光强度。相反地，由于串联电感和并联电容的存在，如图所示，实际的光二极管电流IPD往往表现出振铃特性(ringingbehavior)，这大大地阻碍了自动功率控制块150精确地检测和控制光信号的强度的能力。如何在光二极管电流存在振铃特性的情况下精确地检测和控制光信号强度成为亟待提出的方法。现有光发射器的特点记载于美国专利号US8,665,921与US8,548,336。
技术实现思路
本公开的一实施方式是控制光信号的强度，使得当传输数据为0时，光信号在第一目标电平，而当传输数据为1时，光信号在第二目标电平。在一实施例中，一种光发射器，包含：激光驱动器，用以根据传输数据、偏压控制码与调制控制码，输出激光二极管电流；激光二极管，用以接收激光二极管电流，并输出一光信号；监控光二极管，用以接收光信号，并输出一监控光二极管电流；参考驱动器，用以根据传输数据、一参考偏压码与一参考调制码，输出一参考电流；双重比较电路，用以接收监控光二极管电流与参考电流，并输出一第一决策与一第二决策；以及数字信号处理单元，用以接收第一决策与第二决策，并根据一第一目标电平与一第二目标电平，输出偏压控制码、调制控制码、参考偏压码与参考调制码，其中第一决策是监控光二极管电流的一平均电平与参考电流的一平均电平之间的比较结果，第二决策是监控光二极管电流的一平均振幅与参考电流的一平均振幅之间的比较结果。在一实施例中，双重比较电路包含：平均电平比较电路，用以比较监控光二极管电流的平均电平与参考电流的平均电平，借此建立第一决策；以及平均振幅比较电路，用以比较监控光二极管电流的平均振幅与参考电流的平均振幅，借此建立第二决策。在一实施例中，双重比较电路包含转阻放大器、低通滤波器与整流器。在一实施例中，该监控光二极管电流的该平均电平是通过与该低通滤波器所连接的该转阻放大器检测的。在一实施例中，该参考电流的该平均电平是通过与该低通滤波器所连接的该转阻放大器检测的。在一实施例中，监控光二极管电流的该平均振幅是通过该监控光二极管电流被该整流器去整流且被该转阻放大器转换而成的一监控光二极管电压检测的。在一实施例中，该参考电流的该平均振幅是通过该参考电流被该整流器去整流且被该转阻放大器转换成该参考电流而成的一参考电压检测的。在一实施例中，参考偏压码与该参考调制码是基于该第一目标电平、该第二目标电平与该监控光二极管的一光电转换特性建立的。在一实施例中，一种适用于一光发射器的调控方法，包含：指定光强度的第一目标电平与第二目标电平；根据光电转换特性，基于第一目标电平与第二目标电平，找出参考偏压电流与参考调制电流；根据传输数据、偏压控制码与调制控制码，通过调制激光二极管电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光发射器，包含：一激光驱动器，用以根据一传输数据、一传输使能信号、一偏压控制码与一调制控制码，输出一激光二极管电流；一激光二极管，用以接收该激光二极管电流，并输出一光信号；一监控光二极管，用以接收该光信号，并输出一监控光二极管电流；一参考驱动器，用以根据该传输数据、该传输使能信号、一参考偏压码与一参考调制码，输出一参考电流；一双重比较电路，用以接收该监控光二极管电流与该参考电流，并输出一第一决策与一第二决策；以及一数字信号处理单元，用以接收该第一决策与该第二决策，并根据一第一目标电平与一第二目标电平，输出该偏压控制码、该调制控制码、该参考偏压码与该参考调制码，其中该第一决策是该监控光二极管电流的一平均电平与该参考电流的一平均电平之间的比较结果，该第二决策是该监控光二极管电流的一平均振幅与该参考电流的一平均振幅之间的比较结果。

【技术特征摘要】
2016.08.04 US 15/228,6381.一种光发射器，包含：一激光驱动器，用以根据一传输数据、一传输使能信号、一偏压控制码与一调制控制码，输出一激光二极管电流；一激光二极管，用以接收该激光二极管电流，并输出一光信号；一监控光二极管，用以接收该光信号，并输出一监控光二极管电流；一参考驱动器，用以根据该传输数据、该传输使能信号、一参考偏压码与一参考调制码，输出一参考电流；一双重比较电路，用以接收该监控光二极管电流与该参考电流，并输出一第一决策与一第二决策；以及一数字信号处理单元，用以接收该第一决策与该第二决策，并根据一第一目标电平与一第二目标电平，输出该偏压控制码、该调制控制码、该参考偏压码与该参考调制码，其中该第一决策是该监控光二极管电流的一平均电平与该参考电流的一平均电平之间的比较结果，该第二决策是该监控光二极管电流的一平均振幅与该参考电流的一平均振幅之间的比较结果。2.如权利要求1所述的光发射器，其中该双重比较电路包含：一平均电平比较电路，用以比较该监控光二极管电流的该平均电平与该参考电流的该平均电平，借此建立该第一决策；以及一平均振幅比较电路，用以比较该监控光二极管电流的该平均振幅与参考电流的该平均振幅，借此建立该第二决策。3.如权利要求1所述的光发射器，其中该双重比较电路包含一转阻放大器、一低通滤波器与一整流器。4.如权利要求3所述的光发射器，其中该监控光二极管电流的该平均电平是通过该转阻放大器与该低通滤波器所检测的。...

【专利技术属性】
技术研发人员：林嘉亮，管继孔，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71