[发明专利]一种光模块APC控制的软件实现方法

说明书

本发明公开了一种光模块APC控制的软件实现方法，包括MPD电流监控模块、电流电压转化模块、光模块内的MCU模块、PID算法模块、激光器驱动芯片模块、激光器输出模块。本发明中，APC采用光模块MCU软件实现的方案不需要驱动器芯片具有APC控制功能，有利于光模块的方案选型；对驱动器芯片有APC功能但APC控制效果不理想的情况，本发明是一个有益的备用功能，同时本发明不需要在光模块电路板上搭建APC闭环反馈电路，节省了元器件并且有利于光模块的电路板设计，而且APC控制参数可以通过软件调节，不需要调整电路来兼容不同特性的激光器组件，提高了光模块电路设计对光器件的兼容性。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块APC控制的软件实现方法。

背景技术

用于光通信的光模一般具有自动光功率控制(APC)功能，用于在不同工作环境下让平均输出光功率保持不变，目前APC有采用开环控制和闭环控制两种方式，开环控制通过建立温度查找表设置激光器偏置电流来让激光器在不同温度下输出功率保持一致，这种方法由于没有监控激光器实际输出光功率大小，效果不佳目前已很少采用，闭环控制通过MPD(监控光电二极管)检测激光器实际光输出的大小，并通过反馈网络来设置激光器的偏置电流，恒定光输出功率。

现有的光模块APC闭环功率控制功能实现方案由模块硬件实现，难以调节反馈回路响应速度和避免超调趋势。APC超调会导致光模块输出平均光功率震荡，由激光器驱动器芯片实现APC功能的方案，由于APC是通过芯片内部集成电路实现，APC调节特性无法改变；且含APC功能的驱动器芯片结构更复杂，价格不具备优势。采用芯片实现APC功能的光模块方案必须选用带有APC功能的芯片，限制了光模块的驱动器芯片选型，由APC电路实现的方案，需要根据激光器的性能参数，反馈电路选择合适的电阻电容进行匹配，不利于兼容不同型号的光发射组件，APC电路的实现增加了光模块的成本，降低了可靠性，同时增加了光模块电路板布板的难度。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决APC电路实现的方案，需要根据激光器的性能参数，反馈电路选择合适的电阻电容进行匹配，不利于兼容不同型号的光发射组件的问题，而提出的一种光模块APC控制的软件实现方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种光模块APC控制的软件实现方法，包括MPD电流监控模块、电流电压转化模块、光模块内的MCU模块、PID算法模块、激光器驱动芯片模块、激光器输出模块，MPD电流监控模块用于检测激光器输出模块实际光输出的大小并输出电流，电流电压转化模块将MPD电流监控模块输出的电流信号转化为电压信号，光模块MCU模块将电压信号转化为数字信号并作为PID算法模块的输入信号，PID算法模块将数字信号计算反馈输出，激光器驱动芯片模块：根据PID算法模块的输出值对激光器的偏置电流进行控制。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述光模块内的MCU模块的控制程序采用PID算法模块作为闭环自动控制。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述PID算法模块的算法公式为：

作为上述技术方案的进一步描述：

所述光模块内的MCU模块采集MPD电流监控模块的输入量为固定的时间周期采集，采用的离散公式为：

作为上述技术方案的进一步描述：

所述光模块内的MCU模块的主程序中设有定时器。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述PID算法模块根据设置的目标MPD监控值和当前检测到的MPD监控值对比，计算当前误差，根据PID算法模块的算法公式计算当前计算当前控制调整量，判断前次控制量是否到达控制输出范围极限，记录当前误差，计算当前控制量并将其输出。