[发明专利]温控偏置电流供应电路、偏置电流温控方法和激光驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种温控偏置电流供应电路、偏置电流温控方法和激光驱动器。

背景技术

光通信系统中，激光器的性能特点是参数会随着温度而变化，随着温度的升高，激光二极管的阈值电流会发生很大的漂移，同时电光转换效率会随之递减。激光驱动器作为激光器是发射端的重要组成元件，为激光器提供所需要的驱动电流，驱动电流包括调制电流和偏置电流，调制电流就是传输的高速数字信号，偏置电流主要用于开启激光器的阈值。

激光器要求的工作在-40℃至+85℃的温度范围内平均光功率稳定，但是因为温度变化时，激光器的阈值电流会变化，为了保证平均光功率不变，就需要根据激光二极管的温度变化特性来调整偏置电流的大小。

现有技术中多采用自动功率控制方式来调整偏置电流的大小，如图1所示，将三极管随温度变化而产生的电压变化，与参考电压Vref比较产生差值，将差值经过运算放大器芯片放大，去控制放大电路三极管的基极电压Vb，从而放大从集电极流经射级的偏置电流Ibias，以实现偏置电流Ibias随温度变化以适应激光器温度特性的变化。

上述偏置电流温控电路的核心和实现的要点在于使基极电压Vb能够随温度上升而增加，随温度下降而减少。然而，上述温控电路中采用的Vb变化控制方法需用到三极管和运算放大器芯片，占用的PCB布局空间比较多，同时运算放大器几路放大没有全部利用，还有1路空置。

因此，综合考虑布板空间资源、实现成本、芯片利用率，上述偏置电流温控电路实现效率并非最佳，存在可以优化的空间。

发明内容

有鉴于此，为了现有的激光器偏置电流温控电路所需的元器件较多，占用的PCB布局空间比较多，以及部分元器件端口未被充分利用的问题，本发明提供一种温控偏置电流供应电路，通过利用简单的热敏电阻代替原有的复杂电路，减少PCB布局空间的占用，提供了元器件的利用率。

为了解决上述问题，本发明的温控偏置电流供应电路，应用于激光驱动器，包括：

温度可调分压电路，其电压输入端连接直流电源VCC，对直流电源VCC进行分压，为偏置电流产生电路所需的可控电压Vb，可控电压Vb的值随激光器温度的升高而增大；

偏置电流产生电路，连接所述温度可调分压电路的电压输出端，为所述激光器提供随温度变化的偏置电流I_bias。

其中，温度可调分压电路包括：负温度系数热敏电阻RT与电阻R1所形成的并联支路以及电阻R2，并联支路的一端连接电源VCC，另一端通过电阻R2接地，并联支路与电阻R2连接的一端设置为电压输出端，电阻R2上的分压作为所述可控电压Vb。

相应地，本发明还提供了一种偏置电流温控方法，包括以下步骤：

获取激光器在正常工作的温度区间内偏置电流产生电路所需的可控电压Vb的理想值Vb'和误差区间；

利用负温度系数热敏电阻RT、电阻R1和电阻R2建立温度可调分压电路为所述偏置电流产生电路提供所述可控电压Vb，建立所述可控电压Vb的表达式；

使所述可控电压Vb与其所述理想值Vb'之间的误差在所述误差区间范围内，获取所述温度可调分压电路中所述负温度系数热敏电阻RT、电阻R1和电阻R2的阻值；

所述温度可调分压电路为所述激光器在所述正常工作的温度区间内提供随温度变化的所述可控电压Vb。

其中，所述理想值Vb'和误差区间的获取包括以下步骤：

将所述正常工作的温度区间划分为低温区间和高温区间，在所述低温区间以20℃为间隔选取采样温度点，在所述高温区间以5℃为间隔选取采样温度点，所述低温区间为[-40℃，20℃]，所述高温区间为(20℃，85℃]；

对一采样温度点，观察所述激光器输出光的光眼图，以光眼图最佳时偏置电流产生电路所需的基极电压Vb作为该采样温度点的理想值Vb'；进一步调整所述基极电压Vb，观察所述光眼图的变化，记录所述光眼图变差所对对应的基极电压Vb，得出该采样温度点的误差区间；

取所有采样温度点的误差区间的交集，作为求解所述温度可调分压电路中各阻值的误差区间。

进一步地，获取所述温度可调分压电路中所述负温度系数热敏电阻RT、电阻R1和电阻R2的阻值采用EXCEL规划求解方法。

本发明还提供一种包括上述温控偏置电流供应电路的激光驱动器。