激光驱动器回路控制及方法技术

提供了各种用于偏置激光器的系统和方法。在一个实施例中，反馈电路在激光器中产生偏置电流。稳定电容器耦合至反馈电路，稳定电容器减慢反馈电路对反馈输入的响应。电容器充电电路包含在反馈电路中。当反馈电路启动时，电容器充电电路被触发以对稳定电容器充电。其后，当稳定电容器上的电荷达到预定电荷阈值时，电容器充电电路退出工作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在数据通信应用的激光驱动器电路中，通过激光器的正常运行必须的 激光，可产生偏置电流。根据光电二极管检测的平均电流可产生偏置电流。 具体地，可使用根据来自光电二极管的反馈来调整激光器中的偏置电流的 回路控制，该光电二极管接收由激光器产生的光的至少一部分。由于在电 路的高速启动和相对低的回路带宽之间取得的平衡，实现用于提供回路控 制的电路的正确运行可能是困难的。附图说明参考下列附图可理解本专利技术。附图中的组成部分不 一定依照比例绘 制。此外，在附图中，相似的参考号表示全部几幅视图中相应的部件。图1为根据本专利技术的实施方案耦合至激光器的激光驱动器的结构以及图2为根据本专利技术的实施方案的图1的激光驱动器的一部分的示意图。具体实施例方式接着转向图1，其示出与激光器系统103进行数据通信的激光驱动器系统103的调制电流MOD和偏置电流BIAS。由激光器系统103的激光 器产生的一部分辐射射向与激光器系统103相关联的光电二极管。光电二 极管响应于此而产生反馈信号FB。为了激光器系统103中激光的最佳性 能，该反馈信号FB应用于激光驱动器电路100,并用来将偏置电流调节 或否则维持在恒定的平均电流。接着参考图2,其示出根据本专利技术的实施方案的一部分激光驱动器电 路100的一个实施例的示意图。激光驱动器电路100包括用于产生通过激 光器系统103的激光器113的电流的反馈电路106和激光调制电路109。具体地，反馈电路106产生通过激光器113的偏置电流lBias,并且激光调 制电路产生通过激光器113的调制电流lM。d。在产生调制电流lM。d时，激光调制电路使激光器113传输信号，例如数据信号。在各种实施方案中， 激光器113可以用于穿过各种物理媒介例如光纤等的数据传输。偏置电流lBias是恒定的平均电流，产生该电流以将激光器113维持在工作条件下，以便能够保持在工作状态中并有效地传输数据。在此方面，为了在任何给定的时间都可用，激光器113始终处于低"运^f亍"状态。如 果应用于激光器113的电流下降到低于维持工作状态所必须的水平，那么 电流必须应用于激光器113以将它设置或工作状态。这在激光器113的运行中引入不需要的延迟，因为如果激光器113由于偏置电流Ij^的损耗而完全关闭，那么激光器113—般花费一段相当长的时间来开启。在数据信息以兆赫兹范围或者更高频率传输的情况下，这样的延迟费用非常大并且可能导致数据的大量丢失。结果，反馈电路产生应用于激光器113以维持 激光器113在工作状态的偏置电流Ij^。为了产生偏置电流lBias，反馈电路106包括第一镜像电路116，其接收来自光电二极管119的输入并耦合至第一运算放大器123的反向输入。 正如可认识到的，第一镜像电路116使用一对MOSFET晶体管。第一镜 像电路的晶体管中的 一个通过第 一 电阻器R,耦合至电压源Vcc,并且连接至运算放大器123的反向输入。电压源Vee通过第二电阻器R2耦合至运算放大器123的非反向输入。在一个实施方案中，第一电阻器Ri的电阻等 于第二电阻器R2的电阻。如将要讨论的，数字-模拟转换器(DAC)125耦合至第二电阻器R2并用于产生参考电流。第一运算放大器123的输出应用于电容器充电电路126。电容器充电 电路126包括开关元件129和133。开关元件129和133每个都可以包括 例如实现开关功能的晶体管或其他元件或电路，如可认识到的。开关元件 129耦合至第一运算放大器123的输出。开关129还耦合至第二镜像电路 136和稳定电容器(stabilizing capacitor)Cs。电容器充电电路126还包括第 二运算放大器139。第二运算放大器139的非反向输入耦合至第一运算放 大器123的输出。第二运算放大器139的反向输入耦合至与稳定电容器 Cs和第二镜像电路136相同的节点。第二运算放大器139的输出耦合至开关元件133。开关元件133还耦 合至相同的节点，与稳定电容器G和第二镜像电流136所示的一样。电 容器充电电路126包括充电控制电路143。充电控制电路143耦合至第二 运算放大器139的输入和第二运算放大器139的输出以及开关元件133。 充电控制电路143包括耦合至开关元件129和133的控制输出，其中应用 于开关元件129的控制输出被反转。正如将要讨论的，充电控制电路143 通过控制输出来控制开关元件129和133是处于闭合状态还是打开状态。 正如将要描述的，每当激光驱动器电路100被上电时，充电控制电路143 被重置，使得充电控制电路143可以执行其与促进激光驱动器电路100的 快速开启有关的任务。当开关元件129闭合时，第一运算放大器123的输出应用于第二镜像 电路136。第二镜像电路136包括耦合至激光器113的输出节点。当第二 镜像电路136的输出节点耦合至激光器113时，第二镜像电路136产生通 过激光器113的偏置电流lBias，正如将要描述的。接着，根据本专利技术的各个实施方案描述激光驱动器电路100的运行。 首先，讨论在最初的启动之后出现的激光驱动器电路100的运行，以提供 对激光驱动器电路100的运行的理解，并提供对电容器充电电路126的运 行理解的背景。首先，激光调制电路和反馈电路106在激光器113中产生 调制电流lM。d和偏置电流lBias。在响应过程中，激光器113产生激光，其 一部分落入光电二极管119中。在响应过程中，光电二极管119产生应用 于第一镜像电路116的反馈电流。结果，镜像电流通过电阻器Ri来产生， 并且电压V,在第一运算放大器123的反向输入处产生。DAC 125将应用于其上的数字参考值转换为流过电阻器R2的模拟电 流。DAC 125产生的电流为参考电流。借助于参考电流，电压V2在第一 运算放大器123的非反向输入处产生。因此，第一运算放大器123将在其相应的输入上观察到电压V,和v2。响应于电压Vi和V2之间的任何差异，第一运算放大器123产生适当 的输出。具体地，电压Vi和V2之间的差异使第一运算放大器123将输出 偏移得更高或更低，以便消除差异，使得V尸V2，如可认识到的。如果电 压V！等于V2,则光电二极管119的电流等于由DAC 125产生的参考电流。因为在正常运行期间开关元件129闭合，第一运算放大器123的输出 应用于第二镜像电路136的输入。第二镜像电路136响应于此而产生偏置电流lBias。因此，偏置电流lBias基于来自光电二极管119的反馈而产生。稳定电容器Cs确定反馈回路的稳定性。具体地，稳定电容器减慢反馈回路对来自光电二极管119的反馈输入的响应。为了进一步解释，偏置 电流基于来自光电二极管119的平均反馈电流。假如激光调制电路109产 生的调制电流lM。d包含高速数据信号，那么激光器113的输出将是表示逻 辑"i"和"o"的一系列相对高频的高电压和低电压，如可认识到的。作为一般的假设，包含在数据信号中的数据按照常例应代表1和0的相对随 机化的序列。但是，有时情况可能是，数据可以表示在一段时间内不对称 数量的l或0。如果反馈电路106对来自光电二极管119的平均电流的变化快速作出反应，那么在这些时间段期间，偏置电流Iu^可能被驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于偏置激光器的系统，其包括：　反馈电路，其在激光器中产生偏置电流；　稳定电容器，其耦合至所述反馈电路，所述稳定电容器减慢所述反馈电路对反馈输入的响应；以及　电容器充电电路，其包括在所述反馈电路中，当所述反馈电路启动时所述电容器充电电路被触发以对所述稳定电容器充电，当所述稳定电容器上的电荷达到预定电荷阈值时，所述电容器充电电路退出工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰罗姆盖尔茨，
申请(专利权)人：迈恩斯比德技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]