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帶消光比控制的多速率激光驅動(dòng)器MAX3737
摘要：MAX3737是MAXIM公司生產(chǎn)的一種帶有消光比控制的激光驅動(dòng)器。該器件的傳輸速率為155Mbps～２.７Gbps，可用作光纖網(wǎng)絡(luò )中的光發(fā)射機。該產(chǎn)品具有功耗低、工作電流小和消光比恒定等特點(diǎn)。文中介紹了MAX3737的主要性能、引腳功能、內部結構及工作原理；同時(shí)結合其典型應用電路介紹了MAX3737的應用設計過(guò)程。１ 引言
ＭＡＸ３７３７是美國ＭＡＸＩＭ公司生產(chǎn)的帶有消光比控制的激光驅動(dòng)器，它的工作速率為１５５Ｍｂｐｓ～２．７Ｇｂｐｓ，可用作多速率ＯＣ－３至ＯＣ－４８ ＦＥＣ等光纖系統中的光發(fā)射機。該產(chǎn)品與以往同類(lèi)產(chǎn)品相比，不僅具有傳輸速率高、供電電流小和輸出平均功率恒定等特點(diǎn)，而且在激光管的使用壽命和溫度變化范圍內能始終保持消光比恒定。ＭＡＸ３７３７的主要特性如下：
● 采用＋３．３Ｖ單電源工作模式；
● 僅需４７ｍＡ的電源供給電流；
● 能提供高達８５ｍＡ的調制電流和高達１００ｍＡ的偏置電流；
● 內含自動(dòng)功率控制(ＡＰＣ)、自動(dòng)調制控制（ＡＭＣ)和溫度補償電路；
● 帶有以地為參考點(diǎn)的電流監控設置端；
● 具有安全控制和失效警告指示電路。
２ 引腳功能、內部結構及工作原理
２．１ 引腳功能
ＭＡＸ３７３７采用３２－ｐｉｎ ＱＦＮ封裝形式，它的引腳排列如圖１所示。各引腳功能如下：
ＧＮＤ（１，１０,１５，１６）：接地端；
ＴＸ ＤＩＳＡＢＬＥ(２）：激光管輸出控制端電壓輸入，低電平有效；
ＶＣＣ(３,６，１１,１８，２３）：＋３．３Ｖ電源端口；
ＩＮ＋(４），ＩＮ－(５）：分別為數據信號的正、反向輸入端；
ＰＣ ＭＯＮ(７）：監控?反饋?光二極管電流監控端。該端通過(guò)外接電阻可產(chǎn)生與反饋光二極管電流成正比、并以地為參考點(diǎn)的參考電壓；
ＢＣ ＭＯＮ(８）：激光管偏置電流監控端，可通過(guò)外接電阻產(chǎn)生與偏置電流成正比、并以地為參考點(diǎn)的參考電壓；
ＭＣ ＭＯＮ（９)：調制電流監控端，可通過(guò)外接電阻產(chǎn)生與調制電流成正比、并以地為參考點(diǎn)的參考電壓；
ＴＸ ＦＡＵＬＴ(１２)：傳輸失效指示端；
ＳＨＵＴＤＯＷＮ(１３）：關(guān)閉驅動(dòng)器輸出端；
ＶＢＳ（１４)：激光管偏置電壓指示端；
ＢＩＡＳ（１７)：激光管偏置電流輸出端；
ＯＵＴ－（１９，２０）：反向輸出端，應用時(shí)應將這兩腳互連；
ＯＵＴ＋ (２１,２２)：正向輸出端，應用時(shí)應將這兩腳互連；
ＭＤ（２４)：監控?反饋?光二極管電流輸入端，應用時(shí)與監控(反饋）光二極管的正極連接；
ＶＭＤ(２５）：監控?反饋?光二極管電壓指示端；
ＡＰＣＦＩＬＴ１(２６）, ＡＰＣＦＩＬＴ２(２７）：ＡＰＣ環(huán)路主極點(diǎn)設置端，應用時(shí)應在這兩腳之間接一個(gè)電容器(ＣＡＰＣ）；
ＡＰＣＳＥＴ(２８）：平均光功率設置端；
ＭＯＤＳＥＴ（２９)：調制電流部分設置端；
ＭＯＤＢＣＯＭＰ(３０）：偏置電流對調制電流補償系數設置端；
ＴＨ ＴＥＭＰ(３１）：溫度補償電路閾值設置端；
ＭＯＤＴＣＯＭＰ(３２）：溫度補償系數設置端。
圖2
２．２ 內部結構及工作過(guò)程
ＭＡＸ３７３７內部結構如圖２所示，內部電路主要包括高速調制電路、消光比控制電路及安全邏輯控制和指示電路。其中，高速調制電路包括輸入級和輸出級兩部分，主要由輸入緩沖、數據通道和高速差分對電路組成，其功能是對輸入信號進(jìn)行調制，并為外部激光管提供所需的激勵信號。消光比控制電路包括三部分：自動(dòng)功率控制?ＡＰＣ?電路、自動(dòng)調制控制?ＡＭＣ?電路和溫度補償電路，其主要作用是與監控光二極管形成反饋控制電路，同時(shí)通過(guò)對偏置電流和調制電流的動(dòng)態(tài)控制調節來(lái)維持消光比恒定；安全邏輯控制和指示電路主要是為驅動(dòng)器正常工作提供安全保障，對驅動(dòng)器工作狀態(tài)進(jìn)行監控，同時(shí)提供驅動(dòng)器的各種工作狀態(tài)和失效信息。
ＭＡＸ３７３７采用ＡＰＣ工作模式，當ＭＡＸ３７３７正常工作時(shí)，數據從ＩＮ－端和ＩＮ＋端輸入，經(jīng)輸入緩沖電路和數據通道處理，然后通過(guò)控制差分對調制器輸出以實(shí)現調制，調制后的信號從ＯＵＴ－端和ＯＵＴ＋端輸出以驅動(dòng)外接激光管；當輸出功率變化時(shí)，反饋信號將從ＭＤ端輸入，然后通過(guò)消光比控制電路來(lái)調節調制電流和偏置電流的變化以自動(dòng)維持輸出功率的穩定；當溫度變化超過(guò)閾值時(shí)，溫度補償電路會(huì )自動(dòng)調節調制電流以維持功率穩定；當電路發(fā)生故障和其它意外情況發(fā)生時(shí)，安全邏輯控制和指示電路將通過(guò)ＳＨＵＴＤＯＷＮ端輸出控制信號以關(guān)閉激光管輸出，同時(shí)由ＴＸ ＦＡＵＬＴ端輸出警告信號。
３ 應用設計
ＭＡＸ３７３７在應用時(shí)要求用戶(hù)自行設計的電路非常少，用戶(hù)的主要設計工作是選擇合適的激光管以及各種相關(guān)電流的設計。ＭＡＸ３７３７典型應用電路如圖３所示，圖中所標元器件參數值為典型值，未標元器件需要在具體設計中確定，激光管采用直流耦合方式。下面結合典型應用電路來(lái)介紹ＭＡＸ３７３７的應用設計過(guò)程。
３．１ 激光管的選擇
用戶(hù)在利用ＭＡＸ３７３７設計光發(fā)射機時(shí)，首選是根據實(shí)際需求選擇合適的激光管。一般情況下，光輸出功率用平均光功率和消光比描述，用戶(hù)可根據光輸出功率來(lái)確定所需激光管的輸出平均功率和消光比，并應在滿(mǎn)足輸出功率的前提下，盡量使消光比大一些。在輸出功率和消光比確定后，同時(shí)根據這些參數來(lái)選擇滿(mǎn)足條件的激光管。
３．２ 調制電流ＩＭＯＤ的設計
激光管選定后，用戶(hù)可根據表１中的關(guān)系式推導出調制電流ＩＭＯＤ的計算公式。具體如下：
ＩＭＯＤ＝２ＰＡＶＧ（ｒｅ－１）／η（ｒｅ＋１）；
式中，各參數的物理意義見(jiàn)表１所列。實(shí)際上，調制電流是由固定調制電流（Ｉ
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