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MAX3867

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MAX3867激光二級管驅(qū)動電路及其應(yīng)用

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1. 概述

  MAX3867是單電源、高速激光二極

極管驅(qū)動電路,傳輸速率可達(dá)2.5Gbps,特別適用于SDH/SONET系統(tǒng)、雙工器、數(shù)字交換及2.5Gbps光傳輸系統(tǒng)。
  MAX3867內(nèi)部的自動功率控制(APC)閉環(huán)電路,用于補(bǔ)償溫度變化及芯片老化引起的光輸出功率的變化,維持激光二極管輸出功率恒定;另外,還有其它輔助功能,如:使能控制、軟啟動、APC失效監(jiān)測等,因此應(yīng)用非常靈活方便。

2. 主要性能指標(biāo)

2.1 極限參數(shù)
  電源電壓:-0.5V~+7.0V。
  偏置電流:-20mA~+150mA。
  輸出電流:-20mA~+100mA。
  連續(xù)功耗:1354mW(TA=+85℃)。
  存貯溫度范圍:-65℃~+165℃。
  工作結(jié)溫范圍:-55℃~+150℃。
  引腳焊接溫度:+300℃(10秒)
2.2 電氣性能參數(shù)
   
MAX3867的主要電氣性能參數(shù)如表1所列。

3. 封裝形式及引腳功能

  MAX3867采用48腳方形貼片式(TQFP)塑料封裝,其引腳功能如表2所列。

4. 基本工作原理

  MAX3867激光二極管驅(qū)動電路由高速調(diào)制驅(qū)動電路和自動功率控制(APC)電路兩大部分組成,如圖1所示。高速調(diào)制驅(qū)動電路由高速差分級和可預(yù)置調(diào)制電流源組成,采用直流耦合時,寄生電感會產(chǎn)生瞬間高電壓沖擊,因此MAX3867的調(diào)制輸出通過交流耦合至激光二極管LD的負(fù)極;同時外接上拉電感保證激光二極管LD的直流偏置,這樣把激光二極管正向壓降與輸出電路有效地隔離,以實(shí)現(xiàn)大擺幅輸出。在自動功率控制(APC)電路中,用監(jiān)測光電管FD將激光二極管LD的光輸出轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的光電流,經(jīng)APC環(huán)路反饋控制激光二極管LD的偏置電流,從而維持光輸出功率恒定。恒定功率值由外接電阻RAPCSET設(shè)定,APC環(huán)路的時間常數(shù)則由外接電容CAPC確定。

5. 其他輔助功能

5.1 APC開環(huán)工作
  此時APC不起作用,激光二極管LD的工作電流由外接電阻RMODSET和RBIASMAX設(shè)定。
5.2 數(shù)據(jù)輸入鎖定
  為提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽糠(wěn)定性,數(shù)據(jù)輸入鎖定電路采用了不同形式的時鐘信號,由LATCH端電平來選擇,該端為高電平時,輸入數(shù)據(jù)與時鐘CLK+的上升沿同步;該端為低電平時,輸入數(shù)據(jù)直接送至輸出級。若不需鎖定功能,可將時CLK+接到電源端,CLK-懸空即可。
5.3 使能控制
  使能控制(ENABLE)端為低電平時,偏置電流和調(diào)制電流均被關(guān)斷,激光二極管LD無輸出,使能端為高電平時,MAX3867正常驅(qū)動激光二極管LD。
5.4 軟啟動
  軟啟動電路的作用是設(shè)置激光二極管LD的導(dǎo)通延遲時間,避免激光二極管LD因受瞬間沖擊而損壞。延遲時間由外接電容CSLWSTRT確定。
5.5 APC失效監(jiān)測
  當(dāng)APC環(huán)路失效時,失效檢測電路可輸出一個提示信號FALT。
5.6 短路保護(hù)
  當(dāng)調(diào)制、偏置和內(nèi)部控制電流源出現(xiàn)短路時,短路保護(hù)電路立刻關(guān)斷偏置和調(diào)制輸出電路,從而避免激光二極管LD因過流而燒毀。

6. 應(yīng)用設(shè)計(jì)

6.1 設(shè)計(jì)依據(jù)
  設(shè)計(jì)激光發(fā)射器時,光輸出均用平均功率來表示,其他相關(guān)量的關(guān)系式如下:
  平均功率 PAVE=(P0+P1)/2  
  熄滅率re=P1/P0
  光功率幅值PP-P=2PAVE(re-1)/(rE+1)
  激光效率η=PP-P/IMOD
  激光監(jiān)測電流變化ρMON=IMD/PAVE
  式中,P1、P0分別為光輸出功率的峰值和谷值,IMOD為調(diào)制電流。IMD為監(jiān)測光電管電流。
6.2 參考預(yù)置
  (1)調(diào)制電流IMOD、偏置電流IBIASMAX的預(yù)置
  根據(jù)IMOD與RMODSET,IBIASMAX與RBIASMAX關(guān)系曲線(分別如圖2、圖3所示),按所需的IMOD,IBIASMAX值查出RMODSET,RBIASMAX即可。
  (2) APC恒定功率值預(yù)置
  根據(jù)自動恒定功率(用監(jiān)測光電管FD的監(jiān)測光電流IMD來反映)與自動恒定功率設(shè)定電阻RAPCSET的關(guān)系曲線(圖4),按所需的恒定功率值,可查出RAPCSET
6.3 注意事項(xiàng)
  (1) RF,CF補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)
  為減少分布電感引起的光輸出波形失真,建議采用圖1中的RF、CF補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),RF、CF可通過實(shí)驗(yàn)的方法來確定,即可用調(diào)RF、CF的方法使光輸出波形失真最小即可。
  (2) 長線傳輸衰減
  長線傳輸NRZ數(shù)據(jù)時,低頻衰減比較嚴(yán)重,MAX3867采用了相應(yīng)的補(bǔ)償措施,即外接三個無源元件:決定自動恒功率控制環(huán)路時間常數(shù)的電容CAPE、交流耦合電容CD和上拉電感LP
  (3) 輸入信號
  MAX3867的數(shù)據(jù)和時鐘輸入與PECL是兼容的,若用非標(biāo)準(zhǔn)PECL輸入信號,只要其共模電壓和差分電壓的擺幅滿足MAX3867的要求,亦可正常工作。
  (4) 功耗計(jì)算
  MAX3867的結(jié)溫不允許超過+150℃,總功耗P可用下式計(jì)算:
  P=VCCICC+(VCC-Vf)IBIAS+I(xiàn)MOD(VCC-RLIMOD/2)
  式中,RL為激光二極管LD的正向電阻,Vf為激光二極管LD的正向壓降,其他符合定義同前。
  驗(yàn)算結(jié)溫Tj符合下式要求即可:
  Tj=P·θr≤TjMAX
式中:θr為熱阻系數(shù)(典型值為48℃/W)
  TjMAX為MAX3867允許的最高結(jié)溫



  來源:零八我的愛
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