專利名稱：一種激光器快速功率控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于光纖通信的激光器控制器，具體是一種激光器的快速自動功率控制裝置。
背景技術(shù)：
光纖通信用到的激光器是其核心部件，該激光器將電信號轉(zhuǎn)化為光信號進行傳輸；目前半導(dǎo)體材料的激光器在不同的環(huán)境溫度下，其發(fā)光特性呈顯明顯的非線性特征； 另一方面，隨著使用時間的延長，激光器本身具有衰減，其發(fā)光效率發(fā)生變化。若需要保證傳輸信號的完整性，維持高速的傳輸速度，必須對激光器的光功率進行檢測和監(jiān)控，并及時調(diào)整其輸入功率，使光功率輸出穩(wěn)定。因此，用于驅(qū)動激光器的控制系統(tǒng)，必須在兩方面保證激光器的功率控制性能一是限制激光器的最大功率，避免損壞；二是在短時間中可以快速穩(wěn)定。

實用新型內(nèi)容鑒于以上對激光器控制系統(tǒng)的要求，本實用新型提出一種激光器快速自動功率控制方法及裝置，其技術(shù)方案如下一種激光器快速功率控制裝置，它包括一驅(qū)動模塊，該驅(qū)動模塊與激光器連接，并具有一驅(qū)動輸入端；—監(jiān)控模塊，具有一判定輸出端，和可檢測所述激光器光輸出的元器件；以及一縮進計算器，該縮進計算器具有一驅(qū)動輸出端，與所述驅(qū)動輸入端連接；另有一判定輸入端，和所述判定輸出端連接；同時該縮進計算器還具有一初始輸入端。該裝置的技術(shù)方案的優(yōu)選者，分別作了如下的改進一較佳實施例中，所述監(jiān)控模塊包括一背光二極管和并聯(lián)的一采樣電阻與一濾波電容，所述背光二極管正極與所述采樣電阻和濾波電容連接處作為一采樣輸出端，所述采樣輸出端連接一比較器負端；所述比較器正端連接一參考電壓；該比較器的輸出端作為所述判定輸出端與所述縮進計算器連接。一較佳實施例中，所述縮進計算器的結(jié)構(gòu)包括第一、第二邊沿觸發(fā)器(42、44)和第一、第二邊沿觸發(fā)器陣列(41、4；3)，四者都具有觸發(fā)器輸出端、時鐘端和復(fù)位端，其中時鐘端和復(fù)位端全部同類相連；所述第一、第二邊沿觸發(fā)器(42、44)都具有數(shù)據(jù)端；所述第一、第二邊沿觸發(fā)器陣列(41、4；3)具有八位數(shù)據(jù)端；第一、第二與門05、46)，所述與門都具有兩個輸入端；二與門其中一個輸入端連通作為所述縮進計算器的使能端；一第一反向器(47)，其輸入端接第二與門06)的另一輸入端，輸出端接第一與門0 的另一輸入端；所述第一反向器G7)輸入端作為所述判定輸入端；所述第一與門0 的輸出端，與所述第一邊沿觸發(fā)器0 和第一邊沿觸發(fā)器陣列Gl)的使能端連通；所述第二與門G6)的輸出端，與所述第二邊沿觸發(fā)器G4)和第二邊沿觸發(fā)器陣列的使能端連通；一選擇器陣列(40)，具有一 A端、一 B端、一切換端和一選擇輸出端；其中所述A、 B端均包括八位；所述A端連接所述第一邊沿觸發(fā)器陣列的觸發(fā)器輸出端；所述B端作為所述縮進計算器的所述初始輸入端；一第一與門陣列(48)，具有兩個輸入端和一個輸出端，該與門陣列的輸入端均包括八位；其中一個輸入端與所述第二邊沿觸發(fā)器陣列的觸發(fā)器輸出端連接；另一個輸入端全部與所述第二邊沿觸發(fā)器G4)的觸發(fā)器輸出端連接；一八位加法器(49)，具有八位的兩個輸入端和一個輸出端；該輸出端作為所述縮進計算器的驅(qū)動輸出端，同時與所述第一、第二邊沿觸發(fā)器陣列的八位數(shù)據(jù)端連通。一較佳實施例中，所述八位選擇器包括8個選擇器單元，所述選擇器單元包括第三和第四與門(61、62)，第二反向器(63)和第一或門(64)，所述第三與門(61) 的一個輸入端作為所述A端的一位，所述第四與門(6 的一個輸入端作為所述B端的一位；所述第二反向器(6 其輸入端接所述第三與門(61)的另一輸入端，其輸入端接所述第四與門(62)的另一輸入端；所述第三、第四與門(61、62)的輸出端與所述第一或門(64)的兩個輸入端分別連通；所述第二反向器(63)的輸入端作為所述切換端；所述第一或門(64)的輸入端作為所述選擇器選擇輸出端的一位。本實用新型帶來的有益效果是1.采用縮進計算器對工作電流的目標范圍進行縮進調(diào)整，可以在短時間內(nèi)將激光器光輸出功率調(diào)整到需要的值，響應(yīng)速度快，步驟簡潔；2.預(yù)設(shè)電流值為激光器安全工作的最大電流，保證激光器功率調(diào)整期間不會超過該值，可靠性高，設(shè)置簡單。3.八位數(shù)字時鐘的設(shè)定使激光器在八個時鐘周期就可以達到快速穩(wěn)定，同時其精度也能符合要求。
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步說明

圖1是本實用新型裝置實施例一框圖；圖2是本實用新型裝置實施例二框圖；圖3是圖2實施例中縮進計算器32的線路圖；圖4是圖3線路圖中邊沿觸發(fā)器42的線路圖；圖5是圖3線路圖中選擇器陣列40的一個單元示意圖。
具體實施方式
實施例一如圖1所示，本實用新型實施例一框圖；縮進計算器22通過CMP端連接監(jiān)視模塊 21，同時通過Dout端連接驅(qū)動模塊23 ；驅(qū)動模塊23具有Drv端連接并驅(qū)動激光器LD。[0034]縮進計算器22還具有一個初始輸入端int和一個使能端EN。實際工作中，縮進計算器將來自int端的最大電流值BIAS載入，在Dout端輸出數(shù)字電流信號后，驅(qū)動模塊23轉(zhuǎn)化為實際模擬電流值驅(qū)動LD發(fā)光。監(jiān)視模塊21實時監(jiān)控LD 的光功率輸出并通過CMP反饋功率判定的信號第一次循環(huán)，縮進計算器22通過Dout端輸出第一個Dout的值Dout1 = BIAS/2， 并確定一個初始范圍值BIAS/2。然后通過驅(qū)動模塊23驅(qū)動激光器LD ；同時監(jiān)控模塊21判斷LD的光輸出情況，通過CMP反饋信號至縮進計算器22——若LD已超過預(yù)設(shè)的光功率，則 CMP端為0，目標光功率的電流值在0-BIAS/2范圍內(nèi)，縮進計算器22將Dout值縮減為一半至BIAS/4 ；若LD未超過預(yù)設(shè)光功率，則CMP端為1，目標光功率的電流值在BIAS/2—BIAS 范圍內(nèi)，縮進計算器22完成以下輸出，用以驅(qū)動激光器LD
Γ π ^ ,…。Douh…3 ητΑαDouti = (BIAS + ^ ) / 2 = -BIAS我們假設(shè)LD未超過預(yù)設(shè)光功率。若完成以上內(nèi)容，就進入下一循環(huán)；縮進計算器22將范圍值再縮減為BIAS/4，同時監(jiān)控模塊21再判斷LD的光輸出，通過CMP端反饋至縮進計算器22——若此時LD光功率值超過預(yù)設(shè)值，則CMP端為0，目標光功率的電流值在 BIAS/2-BIAS*3/4范圍內(nèi)，縮進計算器22就完成以下輸出Douh = (Douti + Douti)/2 = - BIAS
8若此時LD光功率值為超過預(yù)設(shè)值，則CMP端為1，目標光功率的電流值在 BIAS*3/4-BIAS范圍內(nèi)，縮進計算器33完成以下輸出 Douh = (BIAS + Douti) / 2 = -BIAS
8按照以上的邏輯，以此類推，反復(fù)循環(huán)，每一次循環(huán)的目標范圍都調(diào)整為原來的一半，逐步逼近，使激光器LD的光功率無限靠近預(yù)設(shè)光功率值。本例中，每一個周期采用CLK 端的同步時鐘控制，設(shè)定其8個時鐘即完成LD的驅(qū)動調(diào)整，并認為，此8個周期達到的LD 光功率精度，在可接受的范圍內(nèi)已經(jīng)合格。實施例二 如圖2，本實用新型實施例二框圖。在本例中縮進計算器32、驅(qū)動模塊33均與實施例一中相應(yīng)的部件類似，只是監(jiān)控模塊31采用背光二極管檢測激光器LD光功率。其原理是背光二極管PD接收自激光器LD的部分光功率采樣，將這個采樣通過一個采樣電阻R 和濾波電容C轉(zhuǎn)化為一個電壓參量值，輸入比較器34的負端；比較器34正端接入一個恒定電壓值A(chǔ)PCset。激光器LD的光功率與其驅(qū)動電流正相關(guān)，PD接收的光功率與其轉(zhuǎn)化的光電流也正相關(guān)，所以，采樣電阻R兩端的電壓值就表征了激光器LD的光功率，通過與參考電壓 APCset比較，在比較器34輸出端CMP即可得到激光器LD光功率是否超標的反饋信號。該反饋信號通過CMP端控制縮進計算器32完成電流調(diào)整，該電流調(diào)整的步驟同實施例三。圖3是圖2實施例中縮進計算器31的線路圖；其中，較粗的黑色實線代表八位數(shù)據(jù)線，相應(yīng)地，邊沿觸發(fā)器42和44就分別對應(yīng)陣列的形式41和43。CMP端的信號連同EN 端通過一個反向器47、兩個與門45、46控制邊沿觸發(fā)器及其陣列形式41、42、43和44。而八位數(shù)據(jù)通過Din端進入選擇器陣列40。該選擇器陣列40受S端的控制，選通其A或B端的八位二進制數(shù)據(jù)。當(dāng)需要載入Din端的初始數(shù)據(jù)時選通B入口，當(dāng)系統(tǒng)正在循環(huán)工作時選通A入口。通過4個邊沿觸發(fā)器及其陣列41-44、與門陣列48和八位加法器49，在時鐘信號端CLK的步進下完成縮進計算的操作并從Dout端輸出。所有的邊沿觸發(fā)器及其陣列，其時鐘端CLK、復(fù)位端RST均連通同步。圖3中邊沿觸發(fā)器41的線路圖見圖4。該邊沿觸發(fā)器包括了可控傳輸門59、四個反向器51、52、53、M和兩個二輸入端與非門55、56，實際上，只要是帶有使能端的上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器，都可滿足本方案的要求。圖5是圖3線路圖中選擇器陣列40的一個單元示意圖，該選擇器單元包括兩個二輸入端與門61、62，一個反向器63和一個二輸入端或門64。其邏輯真值關(guān)系是S=LY = A5S = 0, Y = B ；即通過S的值控制Y端選通輸出A或B。以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，比如光功率監(jiān)控裝置的實現(xiàn)、縮進計算器的電路結(jié)構(gòu)等等，都可以作一些顯而易見的更改，但仍然不脫離本方案縮進計算并輸出機構(gòu)的精神。故不能依此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種激光器快速功率控制裝置，其特征在于它包括 一驅(qū)動模塊，該驅(qū)動模塊與激光器連接，并具有一驅(qū)動輸入端；一監(jiān)控模塊，具有一判定輸出端，和可檢測所述激光器光輸出的元器件；以及一縮進計算器，該縮進計算器具有一驅(qū)動輸出端，與所述驅(qū)動輸入端連接；另有一判定輸入端，和所述判定輸出端連接；同時該縮進計算器還具有一初始輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器快速功率控制裝置，其特征在于所述監(jiān)控模塊包括一背光二極管和并聯(lián)的一采樣電阻與一濾波電容，所述背光二極管正極與所述采樣電阻和濾波電容連接處作為一采樣輸出端，所述采樣輸出端連接一比較器負端；所述比較器正端連接一參考電壓；該比較器的輸出端作為所述判定輸出端與所述縮進計算器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光器快速功率控制裝置，其特征在于所述縮進計算器的結(jié)構(gòu)包括第一、第二邊沿觸發(fā)器(42、44)和第一、第二邊沿觸發(fā)器陣列01、43)，四者都具有觸發(fā)器輸出端、時鐘端和復(fù)位端，其中時鐘端和復(fù)位端全部同類相連；所述第一、第二邊沿觸發(fā)器(42、44)都具有數(shù)據(jù)端；所述第一、第二邊沿觸發(fā)器陣列(41、4；3)具有八位數(shù)據(jù)端；第一、第二與門05、46)，所述與門都具有兩個輸入端；二與門其中一個輸入端連通作為所述縮進計算器的使能端；一第一反向器(47)，其輸入端接第二與門06)的另一輸入端，輸出端接第一與門0 的另一輸入端；所述第一反向器G7)輸入端作為所述判定輸入端；所述第一與門0 的輸出端，與所述第一邊沿觸發(fā)器0 和第一邊沿觸發(fā)器陣列 (41)的使能端連通；所述第二與門G6)的輸出端，與所述第二邊沿觸發(fā)器G4)和第二邊沿觸發(fā)器陣列^幻的使能端連通；一選擇器陣列GO)，具有一 A端、一 B端、一切換端和一選擇輸出端；其中所述A、B端均包括八位；所述A端連接所述第一邊沿觸發(fā)器陣列的觸發(fā)器輸出端；所述B端作為所述縮進計算器的所述初始輸入端；一第一與門陣列(48)，具有兩個輸入端和一個輸出端，該與門陣列的輸入端均包括八位；其中一個輸入端與所述第二邊沿觸發(fā)器陣列^幻的觸發(fā)器輸出端連接；另一個輸入端全部與所述第二邊沿觸發(fā)器G4)的觸發(fā)器輸出端連接；一八位加法器(49)，具有八位的兩個輸入端和一個輸出端；該輸出端作為所述縮進計算器的驅(qū)動輸出端，同時與所述第一、第二邊沿觸發(fā)器陣列的八位數(shù)據(jù)端連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種激光器快速功率控制裝置，其特征在于所述八位選擇器包括8個選擇器單元，所述選擇器單元包括第三和第四與門(61、62)，第二反向器(63)和第一或門(64)，所述第三與門(61)的一個輸入端作為所述A端的一位，所述第四與門(6 的一個輸入端作為所述B端的一位；所述第二反向器(6 其輸入端接所述第三與門(61)的另一輸入端，其輸入端接所述第四與門(62)的另一輸入端；所述第三、第四與門(61、6幻的輸出端與所述第一或門(64)的兩個輸入端分別連通； 所述第二反向器(63)的輸入端作為所述切換端；所述第一或門(64)的輸入端作為所述選擇器選擇輸出端的一位。
專利摘要本實用新型公開了一種光纖通信領(lǐng)域的激光器快速功率控制裝置。它包括一驅(qū)動模塊，一監(jiān)控模塊和一縮進計算器。驅(qū)動模塊與激光器連接，并具有一驅(qū)動輸入端；監(jiān)控模塊具有一判定輸出端，和可檢測所述激光器光輸出的元器件；縮進計算器具有一驅(qū)動輸出端，與所述驅(qū)動輸入端連接；另有一判定輸入端，和所述判定輸出端連接；同時該縮進計算器還具有一初始輸入端。本實用新型采用縮進計算器，對工作電流的目標范圍進行縮進調(diào)整，可以在短時間內(nèi)將激光器光輸出功率調(diào)整到需要的值，響應(yīng)速度快，步驟簡潔。
文檔編號G05F1/66GK202075654SQ20112012704
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者林永輝 申請人:廈門優(yōu)迅高速芯片有限公司