一种基于软件的半导体制冷器控制环路的实现方法技术

本发明专利技术公开了一种基于软件的半导体制冷器控制环路的实现方法。本发明专利技术将半导体制冷控制环路中控制电路部分，通过软件实现了数字化，方便了对光收发模块的调试和测试以及问题定位；同时去掉了现有技术方案中的模拟控制电路，节省了电路板的布板面积，有利于光收发模块的封装越来越小型化，降低了光收发模块的物料成本，能为光收发模块提供一种节省电路板空间的，低成本的电路结构和软件方案，值得大力推广。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。本专利技术将半导体制冷控制环路中控制电路部分，通过软件实现了数字化，方便了对光收发模块的调试和测试以及问题定位；同时去掉了现有技术方案中的模拟控制电路，节省了电路板的布板面积，有利于光收发模块的封装越来越小型化，降低了光收发模块的物料成本，能为光收发模块提供一种节省电路板空间的，低成本的电路结构和软件方案，值得大力推广。【专利说明】
本专利技术涉及光通信领域的半导体制冷器，具体涉及。
技术介绍
光通信用激光器通常是半导体激光器，这种激光器的波长特性一般会随着温度的变化而变化。而在密集波分(DWDM)通信系统中，相邻信道的波长间隔不到lnm，因此要求半导体激光器的发光波长非常稳定，变化不超过0.2nm，这就要求半导体激光器的工作温度也要非常稳定。而且，往往还需要通过改变半导体激光器温度去改变半导体激光器的工作波长以满足DWDM通信系统对激光器中心波长的要求。 另外一些光通信用的光调制器如电吸收调制器也需要工作在恒定的温度下，否则其吸收特性会发生变化。 为了达到上述要求，通常采用半导体制冷器对半导体激光器和电吸收调制器进行制冷或者加热以保持半导体激光器和电吸收调制器工作温度稳定。为了将半导体激光器/电吸收调制器的工作温度设定到目标温度值，往往采用闭环的控制方法，其控制过程如下:首先通过热敏电阻探测半导体激光器和电吸收调制器的当前工作温度，如果该温度高于/低于目标工作问题，则通过半导体制冷电路控制电路控制半导体制冷器的工作电流，进而使得半导体制冷器工作在制冷/加热状态。通过这样反复调节，直到最终半导体激光器和电吸收调制器的工作温温度稳定到目标温度值。 该技术的弊端在于整个控制电路部分为模拟电路，工作参数没有数字化，对光收发模块的调试和测试以及问题定位带来一些不便。另外，光收发模块的封装越来越小型化，电路板的布板面积越来越紧张，而由模拟电路组成的控制电路占据了相当大的布板面积。
技术实现思路
本专利技术设计了，将半导体制冷控制环路中控制电路部分，通过软件实现了数字化，方便了对光收发模块的调试和测试以及问题定位；同时去掉了现有技术方案中的模拟控制电路，节省了电路板的布板面积，有利于光收发模块的封装越来越小型化，降低了光收发模块的物料成本，能为光收发模块提供一种节省电路板空间的，低成本的电路和软件方案。 本专利技术提供的技术方案为: ，其特征在于，包括: 步骤1，采集当前温度，通过热敏电阻来探测半导体激光器和电吸收调制器的当前温度; 步骤2，确定当前温度模拟量的电压值，所述热敏电阻和分压电阻、参考电压一起组成分压网络，产生代表当前半导体激光器、电吸收调制器温度的模拟量的电压值，并将产生的模拟量的电压值发送到模/数转换器； 步骤3，信号转换，所述模/数转换器把目标温度模拟量的电压值和当前温度模拟量的电压值转换成数字信号，并发送给微处理器； 步骤4，计算控制信号量，所述微处理器通过软件算法计算，得出需要输出给制冷驱动器的控制信号量，并通过模/数转换器将控制信号量转换成模拟信号量，并发送到制冷驱动器； 步骤5，产生驱动电流，所述制冷驱动器根据接收到的模拟信号量大小，输出控制半导体制冷器的驱动电流，半导体制冷器根据驱动电流的大小和方向，对半导体激光器和电吸收调制器的进行不同程度的加热或者制冷； 步骤6，重复步骤I。 优选的是，所述软件算法为微处理器的中断响应子程序。 优选的是，所述子程序中其中一种实现方式的计算公式为: Yi+1 = k (X00-Xi)+Yi 其中，Yi+1为下一次输出的的控制信号量的数值，k为常数，X00为目标温度的数值，Xi为当前温度的数值，Yi当前输出的的控制信号量的数值。 优选的是，所述软件算法流程包括: 步骤I，程序开始； 步骤2，设定常数k，目标温度X00的数值，以及当前输出的控制信号量Yi的初始值； 步骤3，设定循环变量i的初始值为I ; 步骤4，通过定时器进行采样计时； 步骤5，如采样时刻已到，则读取当前的温度的值Xi ； 步骤6，根据半导体制冷驱动器的控制信号量计算公式:Yi+1 = HX00-Xi)+Yi，计算下一次的控制信号量并输出； 步骤7,循环变量i = i+Ι ; 步骤8，重复步骤4。 优选的是，所述子程序的另外一种实现方式的计算公式为: Δ Yi = ΑΦθ?-ΒΦθΗ+ΟθΗ 其中，AYi为控制信号量，A、B、C、i为常数,ei为目标温度与当前采样温度的偏差值，为上一次温度的偏差值，ei_2为上两次温度的偏差值。 优选的是，所述软件算法包括: 步骤I，程序开始； 步骤2，设定常数1、A、B、C，目标温度X00的数值，以及当前输出的控制信号量Yi的初始值； 步骤3,设初值 Θη = e^2 = O ； 步骤4，读取被控对本次的温度采样值Xi ； 步骤5，计算目标温度与当前采样温度的偏差值ei; e, = X00-Xi ； 步骤6，根据公式计算控制信号量AYi, AYi =； 步骤7，得出下一次控制量Yi+1并输出，Yi+1 = AYJYi ； 步骤8,赋值 e^2 = Θη,一卜丄=ei； i = i+1 ； 步骤9、通过定时器进行采样计时，如采样时刻已到，重复步骤4。 本专利技术设计了，将半导体制冷控制环路中控制电路部分，通过软件实现了工作参数的数字化，其软件算法为微处理器的中断响应子程序，在一些实施例中，该程序为定时器中断的响应子程序，通过定时器的不断的计算和刷新半导体制冷驱动器的控制信号量，可以使得半导体激光器的工作温度维持稳定，方便了对光收发模块的调试和测试以及问题定位，利于后期的维护。 本专利技术设计了，通过软件算法代替现有技术方案中的模拟控制电路，节省了电路板的布板面积，有利于光收发模块的封装体积越来越小型化，同时降低了光收发模块的物料成本。 综上所述，本专利技术能为光收发模块提供一种节省电路板空间的，低成本的电路结构和软件方案，值得大力推广。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术所述的基于软件的半导体制冷器控制环路的结构示意图。 图2为本专利技术所述的基于软件的半导体制冷器控制环路的软件算法的一种实现方式流程图。 图3为本专利技术所述的基于软件的半导体制冷器控制环路的软件算法的另一种实现方式流程图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。 如图1-2所示，本专利技术提供，包括: 步骤1，采集当前温度，通过热敏电阻101来探测半导体激光器(未示出)和电吸收调制器(未示出)的当前温度； 步骤2，确定当前温度模拟量的电压值，所述热敏电阻101和分压电阻102、参考电压103—起组成分压网络，产生代表当前半导体激光器(未示出)、电吸收调制器(未示出)温度的模拟量的电压值，并将产生的模拟量的电压值发送到模/数转换器104 ； 步骤3，信号转换，所述模/数转换器104把目标温度模拟量的电压值和当前温度模拟量的电压值转换成数字信号，并发送给微处理器105 ； 步骤4，计算控制信号量，所述微处理器105通过软件算法计算，得出需要输出给制冷驱动器的控制信号量，并通过模/数转换器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于软件的半导体制冷器控制环路的实现方法，其特征在于，包括：步骤1，采集当前温度，通过热敏电阻来探测半导体激光器和电吸收调制器的当前温度；步骤2，确定当前温度模拟量的电压值，所述热敏电阻和分压电阻、参考电压一起组成分压网络，产生代表当前半导体激光器、电吸收调制器温度的模拟量的电压值，并将产生的模拟量的电压值发送到模/数转换器；步骤3，信号转换，所述模/数转换器把目标温度模拟量的电压值和当前温度模拟量的电压值转换成数字信号，并发送给微处理器；步骤4，计算控制信号量，所述微处理器通过软件算法计算，得出需要输出给制冷驱动器的控制信号量，并通过模/数转换器将控制信号量转换成模拟信号量，并发送到制冷驱动器；步骤5，产生驱动电流，所述制冷驱动器根据接收到的模拟信号量大小，输出控制半导体制冷器的驱动电流，半导体制冷器根据驱动电流的大小和方向，对半导体激光器和电吸收调制器的进行不同程度的加热或者制冷；步骤6，重复步骤1。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范巍，卢德海，
申请(专利权)人：四川华拓光通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51