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MAX3867激光二极管驱动电路的作业原理、特性和使用剖析

MAX3867激光二极管驱动电路的工作原理、特性和应用分析-MAX3867是单电源、高速激光二极极管驱动电路,传输速率可达2.5Gbps,特别适用于SDH/SONET系统、双工器、数字交换及2.5Gbps光传输系统。

1. 概述

MAX3867是单电源、高速激光二极极管驱动电路,传输速率可达2.5Gbps,特别适用于SDH/SONET体系、双工器、数字沟通及2.5Gbps光传输体系。

MAX3867内部的主动功率操控(APC)闭环电路,用于补偿温度改变及芯片老化引起的光输出功率的改变,保持激光二极管输出功率稳定;别的,还有其它辅佐功用,如:使能操控、软启动、APC失效监测等,因而使用十分灵敏便利。

2. 首要功用指标

2.1 极限参数

电源电压:-0.5V~+7.0V。

偏置电流:-20mA~+150mA。

输出电流:-20mA~+100mA。

接连功耗:1354mW(TA=+85℃)。

存贮温度规模:-65℃~+165℃。

作业结温规模:-55℃~+150℃。

引脚焊接温度:+300℃(10秒)

2.2 电气功用参数

MAX3867的首要电气功用参数如表1所列。

3. 封装方式及引脚功用

MAX3867选用48脚方形贴片式(TQFP)塑料封装,其引脚功用如表2所列。

4. 根本作业原理

MAX3867激光二极管驱动电路由高速调制驱动电路和主动功率操控(APC)电路两大部分组成,如图1所示。高速调制驱动电路由高速差分级和可预置调制电流源组成,选用直流耦合时,寄生电感会发生瞬间高电压冲击,因而MAX3867的调制输出经过沟通耦合至激光二极管LD的负极;一起外接上拉电感确保激光二极管LD的直流偏置,这样把激光二极管正向压降与输出电路有效地阻隔,以完成大摆幅输出。在主动功率操控(APC)电路中,用监测光电管FD将激光二极管LD的光输出转换为相应的光电流,经APC环路反应操控激光二极管LD的偏置电流,然后保持光输出功率稳定。稳定功率值由外接电阻RAPCSET设定,APC环路的时间常数则由外接电容CAPC确认。

MAX3867激光二极管驱动电路的作业原理、特性和使用剖析

5. 其他辅佐功用

5.1 APC开环作业

此刻APC不起作用,激光二极管LD的作业电流由外接电阻RMODSET和RBIASMAX设定。

5.2 数据输入确认

为进步数据传输的牢靠稳定性,数据输入确认电路选用了不同方式的时钟信号,由LATCH端电平来挑选,该端为高电平时,输入数据与时钟CLK+的上升沿同步;该端为低电平时,输入数据直接送至输出级。若不需确认功用,可将时CLK+接到电源端,CLK-悬空即可。

5.3 使能操控

使能操控(ENABLE)端为低电平时,偏置电流和调制电流均被关断,激光二极管LD无输出,使能端为高电平时,MAX3867正常驱动激光二极管LD。

5.4 软启动

软启动电路的作用是设置激光二极管LD的导通延迟时间,防止激光二极管LD因受瞬间冲击而损坏。延迟时间由外接电容CSLWSTRT确认。

5.5 APC失效监测

当APC环路失效时,失效检测电路可输出一个提示信号FALT。

5.6 短路维护

当调制、偏置和内部操控电流源呈现短路时,短路维护电路马上关断偏置和调制输出电路,然后防止激光二极管LD因过流而焚毁。

6. 使用规划

6.1 规划依据

规划激光发射器时,光输出均用平均功率来表明,其他相关量的联系式如下:

平均功率 PAVE=(P0+P1)/2

平息率re=P1/P0

光功率幅值PP-P=2PAVE(re-1)/(rE+1)

激光功率η=PP-P/IMOD

激光监测电流改变ρMON=IMD/PAVE

式中,P1、P0别离为光输出功率的峰值和谷值,IMOD为调制电流。IMD为监测光电管电流。

6.2 参阅预置

(1)调制电流IMOD、偏置电流IBIASMAX的预置

依据IMOD与RMODSET,IBIASMAX与RBIASMAX联系曲线(别离如图2、图3所示),按所需的IMOD,IBIASMAX值查出RMODSET,RBIASMAX即可。

(2) APC稳定功率值预置

依据主动稳定功率(用监测光电管FD的监测光电流IMD来反映)与主动稳定功率设定电阻RAPCSET的联系曲线(图4),按所需的稳定功率值,可查出RAPCSET。

6.3 注意事项

(1) RF,CF补偿网络

为削减散布电感引起的光输出波形失真,主张选用图1中的RF、CF补偿网络,RF、CF可经过试验的办法来确认,即可用调RF、CF的办法使光输出波形失真最小即可。

(2) 长线传输衰减

长线传输NRZ数据时,低频衰减比较严重,MAX3867选用了相应的补偿办法,即外接三个无源元件:决议主动恒功率操控环路时间常数的电容CAPE、沟通耦合电容CD和上拉电感LP。

(3) 输入信号

MAX3867的数据和时钟输入与PECL是兼容的,若用非标准PECL输入信号,只需其共模电压和差分电压的摆幅满意MAX3867的要求,亦可正常作业。

(4) 功耗核算

MAX3867的结温不答应超越+150℃,总功耗P可用下式核算:

P=VCCICC+(VCC-Vf)IBIAS+IMOD(VCC-RLIMOD/2)

式中,RL为激光二极管LD的正向电阻,Vf为激光二极管LD的正向压降,其他契合界说同前。

验算结温Tj契合下式要求即可:

Tj=P·θr≤TjMAX

式中:θr为热阻系数(典型值为48℃/W)

TjMAX为MAX3867答应的最高结温

责任编辑:gt

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