DS3902在低成本光模塊中的應(yīng)用

DS3902是對(duì)市場對(duì)光學(xué)模塊低成本解決方案要求的回應(yīng)，這些模塊對(duì)某些激光特性的精確溫度跟蹤沒有嚴(yán)格的要求;如調(diào)制電流和消光比。此外，具有兩個(gè)閉環(huán)控制的激光驅(qū)動(dòng)器需要一種設(shè)置APC和調(diào)制電流設(shè)定點(diǎn)的方法。傳統(tǒng)上，首先使用機(jī)械電位器完成此操作，然后將這些機(jī)械電位器替換為選擇具有相同值的固定電阻器。

介紹

DS3902是對(duì)市場對(duì)光學(xué)模塊低成本解決方案要求的回應(yīng)，這些模塊對(duì)某些激光特性（如調(diào)制電流和消光比）的精確溫度跟蹤沒有嚴(yán)格的要求。

此外，具有兩個(gè)閉環(huán)控制的激光驅(qū)動(dòng)器需要一種設(shè)置APC和調(diào)制電流設(shè)定點(diǎn)的方法。傳統(tǒng)上，首先使用機(jī)械電位器完成此操作，然后將這些機(jī)械電位器替換為選擇具有相同值的固定電阻器。

該過程依賴于固定值電阻接近電位器的測量值。實(shí)際上，固定電阻與電位器值不匹配，最終結(jié)果是光輸出功率與所需設(shè)置不同。因此，它引入了一個(gè)誤差，轉(zhuǎn)化為功率預(yù)算中更大的光輸出功率變化。

光模塊

圖1描述了一個(gè)典型的低成本光學(xué)模塊。組成該模塊的組件包括：

光學(xué)器件、激光和局部放電

激光/VCSEL驅(qū)動(dòng)器

蒂亞

限幅放大器

DS3902

可選串行EEPROM

電源管理和浪涌控制

EEPROM可用于某些模塊所需的串行ID信息。模塊占用空間可以符合 SFF 或 SFP 標(biāo)準(zhǔn)。

圖1.典型光模塊框圖。

DS3902和串行EEPROM

DS3902中的兩個(gè)可變電阻用于設(shè)置偏置和調(diào)制電流。設(shè)置是通過 I 完成的2C 接口。某些模塊可能需要額外的EEPROM。這通常用于序列號(hào)信息，新模塊可能需要包含此功能。DS3902具有可編程地址，因此可將其連接到單個(gè)I2C 總線（與其他設(shè)備一起），無需任何其他組件。

圖2所示為在公共電源上使用DS3902和串行EEPROM （ATmel AT24C02）的連接細(xì)節(jié)2C 接口。圖2還說明了與激光驅(qū)動(dòng)器的連接。

圖2.LD、DS3902 和 AT24C02 原理圖。

DS3902的默認(rèn)地址為A2h （Add_sel = 0）。如果需要與 A2h 不同的地址，Add_sel將被拉高。寄存器 00h 內(nèi)容是 Add_sel = 1 時(shí)的設(shè)備地址。在上面的原理圖中，AT24C02配置為A0h地址，（A0 = A1 = A2 = 0）。

WP（寫保護(hù)）引腳使用鏈路接地，允許 R/W 訪問存儲(chǔ)器位置。一旦存儲(chǔ)器被編程，WP引腳就可以通過LK1拉高，以防止意外寫入。DS3902具有軟件保護(hù)方案，只需使用密碼即可訪問存儲(chǔ)器。

激光驅(qū)動(dòng)器的選擇取決于具體應(yīng)用，ADI公司有多種激光驅(qū)動(dòng)器可供選擇。

羅莎和托薩

RX光學(xué)子組件（ROSA）和TOSA通常需要在更高的比特率系統(tǒng)中使用。在較低的比特率（小于或等于2.5Gbps）下，驅(qū)動(dòng)器IC在靠近激光器的地方使用，并實(shí)現(xiàn)良好的性能。相反，對(duì)于高于 622Mbps 的比特率，需要 ROSA（PIN TIA），以實(shí)現(xiàn)合理的靈敏度。

激光驅(qū)動(dòng)器具有許多功能，包括：

平均功率控制

消光比（ER）控制在某些激光驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)

激光安全功能

TX_Disable功能

TX_Fault功能

一些激光驅(qū)動(dòng)器集成了輸入信號(hào)流的脈寬控制以及時(shí)鐘輸入，以獲得更好的抖動(dòng)性能。

限幅放大器

TIA 之后的信號(hào)放大是使用限幅放大器實(shí)現(xiàn)的。這通常是一個(gè)高增益級(jí)，以便為主機(jī)板提供合理的恒定幅度（>200mV）。它還必須能夠驅(qū)動(dòng)低阻抗傳輸線。

此外，信號(hào)丟失檢測通常在限幅放大器級(jí)完成，并以邏輯高電平標(biāo)記到主機(jī)板。閾值和采樣時(shí)間調(diào)整也可以納入此階段。

電源管理和浪涌控制

為了允許熱插拔到主機(jī)板，用于 GBIC 的 SFF MSA 需要對(duì)模塊的電源進(jìn)行浪涌控制。這通常是標(biāo)稱電流消耗的10%。對(duì)于GBIC，它是30mA。此外，根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)和所使用的單個(gè)IC，可能需要進(jìn)行一些排序。時(shí)序要求通常會(huì)施加特定的慢啟動(dòng)時(shí)序。

這里描述了一個(gè)典型的慢啟動(dòng)電路。這是一種低成本設(shè)計(jì)，元件數(shù)量最少。

圖3.低成本、慢啟動(dòng)電源設(shè)計(jì)原理圖。

所有組件均為 SMD，尺寸小。M1 是 PMOS，應(yīng)選擇足夠的 提供全電流時(shí)，額定電流和最小壓降在其兩端。組件值可以是 如果需要，請(qǐng)進(jìn)行調(diào)整。此處給出的值提供了一個(gè)實(shí)用的慢啟動(dòng)時(shí)序。

下圖為RL = 9Ω，為360mA負(fù)載，給出了C3的三個(gè)值的時(shí)序延遲。

以上是對(duì)0V至3.3V階躍輸入電壓的響應(yīng)。電流浪涌遠(yuǎn)低于原理圖中給出的元件值的360mA最大電流輸出。

審核編輯：郭婷