MAX3740/MAX3795激光驅(qū)動器平均功率監(jiān)視器

max3740和max3795激光驅(qū)動器提供激光二極管平均光功率監(jiān)視輸出電壓，監(jiān)視輸出來自激光組件的監(jiān)視二極管電流。數(shù)據(jù)通信設(shè)備的激光驅(qū)動器通常需要監(jiān)視平均光功率。max3740和max3795在這方面的工作特性與其他激光驅(qū)動器采用的方法不同，在進(jìn)行sff 8472數(shù)字診斷時(shí)，這可能會引起混淆。

激光組件的監(jiān)視二極管電流與激光器的平均光輸出功率近似成正比。激光驅(qū)動器一般利用監(jiān)視二極管調(diào)整激光二極管的平均發(fā)射功率，參見圖1、圖2。驅(qū)動器的這種功能稱為自動功率控制（apc）。

sfp模塊采用的激光驅(qū)動器通過器件的一個(gè)輸出引腳（見圖1）提供電流輸出，該輸出是監(jiān)視二極管的鏡像電流。通過在引腳上放置一個(gè)電阻，控制器（如ds1856）可以檢測到與監(jiān)視二極管電流成正比的電壓，該電流與平均功率成正比?？刂破鲀?nèi)部提供適當(dāng)?shù)谋壤s放和偏移，以達(dá)到sff 8472的要求。

max3740和max3795利用電壓輸出pwrmon引腳（見圖2）指示平均功率，而不是采用電流鏡輸出。這些器件的不同之處在于無論監(jiān)視二極管電流多大，只要激光驅(qū)動器的自動功率控制環(huán)路正常工作，pwrmon電壓將一直保持在0.4v。那么，控制器如何利用監(jiān)視器輸出來監(jiān)視平均光功率呢？ 下面通過兩個(gè)光模塊解釋這種特性。每個(gè)模塊設(shè)置為 4dbm的平均功率。其中模塊1對應(yīng)100 a的監(jiān)視二極管電流，模塊2對應(yīng)于200 a監(jiān)視二極管電流（平均光功率相同，而監(jiān)視二極管電流卻不同，這種情況比較普遍，這是由于激光器和監(jiān)視二極管之間各部分耦合不同造成的）。
對于這兩個(gè)模塊，pwrmon的指示電壓為0.4v，因?yàn)閍pc環(huán)路將輸出調(diào)整為該電壓。這兩個(gè)模塊的唯一不同是其設(shè)置電阻。模塊1的設(shè)置電阻約為2k （0.2v / rpwrset），而模塊2的設(shè)置電阻大約是1k （0.2v / rpwrset）。如果由于某些原因，模塊供應(yīng)商需要知道并存儲實(shí)際的監(jiān)視二極管電流，只要簡單地知道設(shè)置電阻，按照公式計(jì)算即可。但是，符合sff 8472要求的內(nèi)部校準(zhǔn)i2c總線上指示的數(shù)值是光功率輸出，而不是md電流。

如果各部分工作正常，沒有發(fā)生故障，pwrmon電壓將保持在0.4v。由于不管監(jiān)視二極管電流設(shè)置點(diǎn)如何，電壓總是保持在0.4v，并且偏移量相同，只要每個(gè)模塊校準(zhǔn)在相同的平均功率上，定標(biāo)可以適用于每個(gè)模塊，從而簡化了內(nèi)部校準(zhǔn)過程。

如果apc超出了調(diào)整范圍，電壓將隨著md電流變化而改變。這是因?yàn)槌O(shè)置電阻以外，md電流的所有通道為高阻抗。因此，如果功率加倍，那么電流也加倍，由于r固定不變，電壓也隨之加倍。

器件故障門限設(shè)置為0.8v，如果md電流達(dá)到了最初設(shè)置點(diǎn)的兩倍，將發(fā)出故障告警。如果處于中間點(diǎn)，將不會產(chǎn)生故障告警，當(dāng)pwrmon對應(yīng)于md電流增加相同的電壓時(shí)，可以計(jì)算出功率值。

因此，上述兩個(gè)模塊在功率均為 4dbm時(shí)，模塊1監(jiān)視二極管電流為100 a，pwrmon輸出指示為0.4v。如果由于故障或其他原因，環(huán)路超出了調(diào)整范圍，功率將增至 1dbm，相對于200 a的監(jiān)視二極管電流，pwrmon電壓將達(dá)到0.8v。對于150 a，電壓將達(dá)到0.6v。

模塊2的平均功率為 4dbm時(shí)，pwrmon電壓為0.4v，監(jiān)視二極管電流將達(dá)到200 a。同樣，如果環(huán)路超出調(diào)整范圍，功率增至 1dbm，pwrmon電壓為0.8v，監(jiān)視二極管電流將達(dá)到400 a（比例相同，監(jiān)視二極管電流加倍，電壓也隨之加倍）。

優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)方法相比，監(jiān)視平均功率的方法還具有其他優(yōu)點(diǎn)。在激光驅(qū)動器中，md電流鏡在固定電阻上產(chǎn)生一個(gè)電壓，對于不同模塊，由于每部分監(jiān)視二極管電流不相同，其故障門限可能會過高或過低。

回到最初的例子，采用傳統(tǒng)的電流監(jiān)視方法監(jiān)視max3735a（見圖1）等器件的平均功率，我們將模塊1和模塊2設(shè)置為平均功率 4dbm時(shí)，md電流分別為100 a和200 a。這種情況下的故障門限由驅(qū)動器設(shè)置為大約1.3v的固定值。

該例中，兩種情況的監(jiān)視電阻均設(shè)置為3.25k 。因此，對于相同的平均光功率，模塊1將指示100 a 3.25k =0.325v，模塊2將指示200 a 3.25k =0.65v。

如果md電流加倍（大約是平均功率的一倍），那么模塊1的平均功率將為 1dbm，電壓達(dá)到200 a 3.25k =0.65v，模塊2的平均功率為： 1dbm，電壓為：400 a x 3.25k = 1.3v。注意，在本例中，盡管兩個(gè)模塊的功率都加倍了，只有模塊2產(chǎn)生故障報(bào)警。很多情況下，對于給定的平均功率，由于激光器各部件的md電流相差不大，因此，傳統(tǒng)方案能夠較好的工作。但是，從上述分析可以看出，如果出現(xiàn)了較大的變化，將無法設(shè)置合適的故障門限，除非在監(jiān)視器中采用可調(diào)電阻，并針對每個(gè)模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。max3740和max3795不會出現(xiàn)這一問題，簡化了校準(zhǔn)過程。

max3740和max3795能夠提供一種簡單有效的方法，監(jiān)視sff 8472診斷模塊中激光二極管的輸出功率，即使監(jiān)視二極管組件變化較大，該方法也能提供穩(wěn)定的故障電平指示。