一种判断10G EPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法技术

本发明专利技术公开了一种判断10G EPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，包括以下步骤：S1：根据BOSA的测试数据或无光条件下的RSSI得到APD的反向击穿电压Vbr；S2：设置一个初值工作偏压，选择固定输入光功率，按预设的持续时间测试当前的误码率或误码数，之后以设定的步进值步进增大工作偏压重复测试，最少测试3个点，直到误码率或误码数出现增大为止；S3：以工作偏压为x，误码率为y，解一元二次方程y＝ax

【技术实现步骤摘要】
一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法
本专利技术涉及光电二极管领域，尤其涉及一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法。
技术介绍
APD是在PIN光电二极管基础上进行性能提升，对比PIN光电二极管，在I层后又加了一层P型材料。当电压较低时，大部分电压落在PN+区，当电压增加时，耗尽区宽度增加，直PN+结上的电压低于雪崩击穿电压5％～10％时才停止。I层为光吸收区，光子在此产生光电流，PN+区为雪崩区，光电流进入后在高电场作用下碰撞电离，产生二次空穴电子对，二次空穴又可能再次碰撞电离，这样可能产生几十个或几百个新的空穴电子对，即所谓的倍增效应。APD这种结构导致其比PIN光电二极管具有更高的灵敏度，但是电路也更复杂，需要额外的高压驱动。通常APD有一个最佳工作电压，小于此工作电压倍增因子M较小，灵敏度变低；大于此工作电压，倍增因子变大的同时噪声也放大，信噪比变低，灵敏度也会下降。通常，按照经验设置工作电压，如小于反向击穿电压3V或0.9倍反向击穿电压，但特殊情况下需要找到最佳的灵敏度点，然而经验值与最佳值存在一定偏差，无法作为最佳工作电压。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据BOSA的测试数据或无光条件下的RSSI得到APD的反向击穿电压Vbr；S2：设置一个初值工作偏压，选择固定输入光功率，按预设的持续时间测试当前的误码率或误码数，之后以设定的步进值步进增大工作偏压重复测试，最少测试3个点，直到误码率或误码数出现增大为止；S3：以工作偏压为x，误码率为y，解一元二次方程y＝ax2+bx+c，得到a、b、c三个系数；S4：根据得到的a、b、c三个系数，计算极值得到对应的APDDAC；S5：利用APDDAC值做灵敏度测试，如合格通过，将当前温度的APDDAC与APDDACLUK表中对应温度值相减和平移后更新到APDDACLUK中，如不合格则失败。采用驱动芯片进行测试时，可采用APDDAC量化加在APD上工作偏压，其值与电压值成正比关系，通过设定不同的DAC值可控制工作偏压x的变化量。进一步，所述初值工作偏压为Vbr-4V，所述持续时间为5s，所述步进值为0.5V。根据无光条件下的RSSI得到APD的反向击穿电压Vbr，包括以下步骤：(1)使用一个初始偏压作为APD的工作电压，需保证对所有的APD，V0＜Vbr，RX输入光设置为0，测试当前的RSSI，判断ID是否达到10μA，如当前电路的RSSI采用1：1电流镜，只需判断流入驱动芯片RSSI管脚的电流是否超过10μA即可，此时的工作电压即为Vbr；(2)或者，对于特定的驱动芯片，规格书中定义1LSB＝0.03125μA/bit，则只需判断RSSIADC(F0/F1h)是否大于0140h即可，如果RSSIADC小于0140h，以固定的步进值增大工作电压，直至RSSIADC达到0140h为止，此时的工作电压即为Vbr。根据BOSA的测试数据得到APD的反向击穿电压Vbr，包括以下步骤：(1)用AIV将BOSA的APDVbr具体值测出来，导入到数据库中；(2)调试时直接调用数据库中的Vbr。进一步，选择固定输入光功率的方法为：根据APD在不同输入光功率下误码数或误码率的变化趋势，选择在较短测试时间内能够出线较大误码率或误码数时的输入光功率作为固定输入光功率。进一步，所述步骤S2包括以下子步骤：S21：设置Vmix与Vmax作为变化范围上下限，满足Vmix<Vop<Vmax<Vbr；S22：在固定输入光功率条件下，测试工作电压值为V_mix时的误码率或误码数；S23：开始按固定值增大偏压值重复测试误码率或误码数，直到误码率或误码数出现增大，至少测试3次。此外，如果步骤S2的测试点小于3个点误码率出现增大，将初值工作偏压减小1V后重复步骤2。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，能够直接、有效地得到10GEPON内APD的最佳工作电压，保证光器件具有最佳灵敏度。附图说明图1是判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法流程图；图2是输入光功率设置过大时与偏压Vr的关系；图3是10GEPON不同误码率下测试1秒的误码数；图4是一种光器件在不同输入光功率下误码数或误码率的变化趋势；图5是不同偏压Vr对应的误码率BER；图6是最低误码率与原始取值设定。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，包括以下步骤：S1：根据BOSA的测试数据或无光条件下的RSSI得到APD的反向击穿电压Vbr；S2：设置一个初值工作偏压，选择固定输入光功率，按预设的持续时间测试当前的误码率或误码数，之后以设定的步进值步进增大工作偏压重复测试，最少测试3个点，直到误码率或误码数出现增大为止；S3：以工作偏压为x，误码率为y，解一元二次方程y＝ax2+bx+c，得到a、b、c三个系数；S4：根据得到的a、b、c三个系数，计算极值得到对应的APDDAC；S5：利用APDDAC值做灵敏度测试，如合格通过，将当前温度的APDDAC与APDDACLUK表中对应温度值相减和平移后更新到APDDACLUK中，如不合格则失败。采用驱动芯片进行测试时，可采用APDDAC量化加在APD上工作偏压，其值与电压值成正比关系，通过设定不同的DAC值可控制工作偏压x的变化量。通常，实际测量是在无光输入条件下测试APD暗电流，当ID≥10uA时，近似认为此时的偏压即为Vbr。使用一个初始偏压作为APD的工作电压，对所有的APD保证Vop<Vbr。RX输入光设置为0，测试当前的RSSI，判断是否达到10μA。如本实施例的RSSI采用1：1电流镜，只需判断流入驱动芯片RSSI管脚的电流是否超过10μA即可。本实施例所使用的驱动芯片定义1LSB＝0.03125μA/bit，故只需判断RSSIADC(F0/F1h)是否大于0140h即可。此外，还有一种方法是先用AIV将BOSA的APDVbr的具体值测出来，导入到数据库中，调试时直接调用数据库中的Vbr。此种方法得到的Vbr可能与真实值有所偏差，因为BOSA的测试环境温度与光猫的可能不一致，不过因为BOSA与光猫都是常温测试，误差较小，得到Vbr只是为了得到一个上限范围，并不要求很高的准确度。输入光功率需选择合适值，过大或过小都不能找到正确值，如图2所示，输入光功率设置过大，导致A～B点间误码率都为0，无法正确找到最佳灵敏度。输入光功率设置过小，则会导致各个偏压Vr下的误码率都很大，无法区分误码率的大小。10GEPON接收速率为10Gbps，各个误码率下测试1秒的误码数如图3所示，最低误码率设置为1*10-8～1*10-7左右，则运行5S有500～5000个误码，在较短测试时间内能够出线较大误码率或误码数。根据光器件在不同输入光功率下误码数或误码率的变化趋势，选择在较短测试时间内能够出线较大误码率或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种判断10G EPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据BOSA的测试数据或无光条件下的RSSI得到APD的反向击穿电压Vbr；S2：设置一个初值工作偏压，选择固定输入光功率，按预设的持续时间测试当前的误码率或误码数，之后以设定的步进值步进增大工作偏压重复测试，最少测试3个点，直到误码率或误码数出现增大为止；；S3：以工作偏压为x，误码率为y，解一元二次方程y＝ax2+bx+c，得到a、b、c三个系数；S4：根据得到的a、b、c三个系数，计算极值x＝‑b/2a，得到对应的APD DAC；S5：利用APD DAC值做灵敏度测试，如合格通过，将当前温度的APD DAC与APD DAC LUK表中对应温度值相减和平移后更新到APD DAC LUK中，如不合格则失败。

【技术特征摘要】
1.一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据BOSA的测试数据或无光条件下的RSSI得到APD的反向击穿电压Vbr；S2：设置一个初值工作偏压，选择固定输入光功率，按预设的持续时间测试当前的误码率或误码数，之后以设定的步进值步进增大工作偏压重复测试，最少测试3个点，直到误码率或误码数出现增大为止；；S3：以工作偏压为x，误码率为y，解一元二次方程y＝ax2+bx+c，得到a、b、c三个系数；S4：根据得到的a、b、c三个系数，计算极值x＝-b/2a，得到对应的APDDAC；S5：利用APDDAC值做灵敏度测试，如合格通过，将当前温度的APDDAC与APDDACLUK表中对应温度值相减和平移后更新到APDDACLUK中，如不合格则失败。2.根据权利要求1所述的一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，其特征在于，所述初值工作偏压为Vbr-4V。3.根据权利要求1所述的一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，其特征在于，所述持续时间为5s。4.根据权利要求1所述的一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，其特征在于，所述步进值为0.5V。5.根据权利要求1所述的一种判断10GEPON的雪崩光电二极管APD最佳工作电压的方法，其特征在于，根据无光条件下的RSSI得到APD的反向击穿电压Vbr，包括以下步骤：(1)使用一个初始偏压V0作为APD的工作电压，需保证对所有的APD，V0＜Vbr,，RX输入光设置为0，测试当前的RSSI，判断ID是否达到10μA，如当前电路的RSSI采用1：1电流镜，只需判断流入驱动芯片RS...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭东，李超群，
申请(专利权)人：四川天邑康和通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51