CN111726167A - 光发射器的控制器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种光发射器的控制器,所述控制器包括:放大率控制单元、放大单元、数字转换单元以及驱动电流控制单元。所述放大率控制单元被配置为基于激光二极管的环境温度产生放大率信号。所述放大单元被配置为:基于所述放大率信号放大来自光电二极管的检测电流,所述光电二极管被配置为检测从所述激光二极管输出的光;并且将所述检测电流输出为电压信号。所述放大率信号控制所述放大单元的放大率。所述数字转换单元被配置为将所述电压信号转换为数字信号。所述驱动电流控制单元被配置为基于所述数字信号控制驱动器的驱动电流,所述驱动器被配置为驱动所述激光二极管。

Description

光发射器的控制器
本申请要求于2019年3月18日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0030623号韩国专利申请的优先权的权益,所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
以下描述涉及一种光发射器的控制器。
背景技术
通常,在用作光传输元件的半导体激光二极管中,阈值电流(Ith)随着环境温度的升高而增大,并且电流-光输出曲线的斜率减小。因此,随着温度升高,消光比(被定义为与“1”电平和“0”电平数字化地相对应的光功率的比)减小,并且传输效率降低。
在用于光网络中的光通信的传输模块的示例中,由于在国际电信标准中消光比为8dB至10dB或更高,因此由于半导体激光二极管的温度特性,在特定温度范围内不能满足该标准。因此,期望激光二极管的数字化地对应于“1”电平的输出功率和激光二极管的数字化地对应于“0”电平的输出功率是固定的。
发明内容
提供本发明内容以按照简化形式介绍选择的构思,以下在具体实施方式中进一步描述选择的构思。本发明内容并不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面中,一种控制器包括放大率控制单元、放大单元、数字转换单元以及驱动电流控制单元。所述放大率控制单元被配置为基于激光二极管的环境温度产生放大率信号。所述放大单元被配置为:基于所述放大率信号放大来自光电二极管的检测电流,所述光电二极管被配置为检测从所述激光二极管输出的光;并且将所述检测电流输出为电压信号。所述放大率信号控制所述放大单元的放大率。所述数字转换单元被配置为将所述电压信号转换为数字信号。所述驱动电流控制单元被配置为基于所述数字信号控制驱动器的驱动电流,所述驱动器被配置为驱动所述激光二极管。
所述放大单元可包括放大器和并联连接到所述放大器的电阻器。
所述光电二极管可以是监测光电二极管,所述放大器可以是跨阻抗放大器并且所述电阻器可以是可变电阻器。
所述可变电阻器可基于所述激光二极管的所述环境温度而改变。
所述放大率控制单元可包括:温度传感器,被配置为检测所述激光二极管的所述环境温度;存储器,存储与所述可变电阻器的对应于温度值的电阻值有关的数据;以及电阻值确定单元,被配置为使用所存储的数据基于所述温度传感器的温度来确定所述可变电阻器的所述电阻值。
所述温度传感器可包括热敏电阻。
所述数字转换单元可包括:模数转换器,被配置为将所述电压信号转换为数字信号;以及偏移去除单元,被配置为对来自所述模数转换器的所述数字信号中的与所述光电二极管的默认电流对应的数字信号进行区分。
所述默认电流可与在暗场环境中或由于环境光从所述光电二极管输出的电流相对应。
所述驱动电流控制单元可包括被配置为控制所述驱动器的所述驱动电流的偏置电流的偏置电流控制单元和被配置为控制所述驱动器的所述驱动电流的调制电流的调制电流控制单元。
在另一总体方面中,一种控制器包括参考电流提供单元、放大率控制单元、放大单元、数字转换单元以及驱动电流控制单元。所述参考电流提供单元被配置为产生参考电流。所述放大率控制单元被配置为基于激光二极管的环境温度和所述参考电流的大小产生放大率信号。所述放大单元配置为:放大来自光电二极管的检测电流和所述参考电流,所述光电二极管被配置为检测从所述激光二极管输出的光;并且将所述检测电流和所述参考电流输出为电压信号。所述放大率控制单元控制所述放大单元的放大率。所述数字转换单元被配置为将所述电压信号转换为数字信号。所述驱动电流控制单元被配置为根据所述数字信号控制驱动器的驱动电流,所述驱动器被配置为驱动所述激光二极管。
所述放大单元可包括放大器和并联连接到所述放大器的电阻器。
所述光电二极管可以是监测光电二极管,所述放大器可以是跨阻抗放大器并且所述电阻器可以是可变电阻器。
所述可变电阻器可基于所述参考电流和所述激光二极管的所述环境温度而改变。
所述放大率控制单元可包括:温度传感器,被配置为检测所述激光二极管的所述环境温度;存储器,存储所述可变电阻器的与温度值对应的电阻值;以及电阻值确定单元,被配置为使用所存储的数据基于所述参考电流的所述大小和所述温度传感器的温度来确定所述可变电阻器的所述电阻值。
所述温度传感器可包括热敏电阻。
所述数字转换单元可包括:模数转换器,被配置为将所述电压信号转换为数字信号;以及偏移去除单元,被配置为对来自所述模数转换器的所述数字信号中的与所述光电二极管的默认电流相对应的数字信号进行区分。
所述默认电流可与在暗场环境中或由于环境光从所述光电二极管输出的电流相对应。
所述驱动电流控制单元可包括被配置为控制所述驱动器的所述驱动电流的偏置电流的偏置电流控制单元和被配置为控制所述驱动器的所述驱动电流的调制电流的调制电流控制单元。
在另一总体方面中,一种发射器包括监测光电二极管、控制器、数字转换单元以及驱动器。所述监测光电二极管被配置为检测从激光二极管输出的光并产生检测电流。所述控制器包括放大率控制单元和放大单元。所述放大率控制单元被配置为基于所述激光二极管的环境温度产生放大率信号。所述放大单元被配置为基于所述放大率信号放大所述检测电流,并且将所述检测电流输出为电压信号,其中,所述放大率信号控制所述放大单元的放大率。所述数字转换单元被配置为将所述电压信号转换为数字信号。所述驱动器被配置为基于所述数字信号驱动所述激光二极管。
所述放大单元可包括放大器和并联连接到所述放大器的电阻器,所述光电二极管可以是监测光电二极管,并且所述放大器可以是跨阻抗放大器。
通过以下具体实施方式、附图以及权利要求,其它特征和方面将是明显的。
附图说明
图1是示出光发射器的示例的示图。
图2是示出相对于驱动电流的光输出的激光二极管的示例的特性曲线图。
图3是示出光发射器的示例的示图。
在整个附图和具体实施方式中,相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制,为了清楚、说明以及方便起见,可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或***的全面理解。然而,在理解本申请的公开内容之后,在此所描述的方法、设备和/或***的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如,在此所描述的操作的顺序仅仅是示例,其并不限于在此所阐述的顺序,而是除了必须以特定顺序发生的操作之外,可做出在理解本申请的公开内容之后将显而易见的改变。此外,为了提高清楚性和简洁性,可省略本领域中已知的特征的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式实施,并且不应被解释为局限于在此所描述的示例。更确切地说,已经提供了在此所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或***的诸多可行方式中的一些可行方式。
在整个说明书中,当元件(诸如,层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时,其可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件,或者可存在介于它们之间的一个或更多个其它元件。相比之下,当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时,可不存在介于它们之间的其它元件。
如在此所使用的,术语“和/或”包括所列出的相关项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合。
尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分,但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说,这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此,在不脱离示例的教导的情况下,在此所描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述,在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间关系术语,以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外,还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的装置被翻转,则被描述为相对于另一元件在“上方”或“上面”的元件随后将相对于另一元件在“下方”或“下面”。因此,术语“上方”根据装置的空间方位而包括“上方”和“下方”两种方位。所述装置还可以以其它方式定位(例如,旋转90度或处于其它方位),并将对在此使用的空间关系术语做出相应的解释。
在此使用的术语仅用于描述各种示例,并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明,否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合,但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差,可出现附图中所示的形状的变化。因此,在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状,而是包括在制造期间出现的形状上的改变。
在此描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式组合。此外,尽管在此描述的示例具有多种配置,但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的其它配置也是可行的。
图1是示出光发射器的示例的示图。
参照图1,根据本公开的实施例的光发射器可包括激光二极管(LD)100、驱动器200、监测光电二极管300和控制器400。
激光二极管100可基于被驱动器200驱动而输出光。例如,激光二极管100可包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。
驱动器200可基于输入信号(Sin)来驱动激光二极管100。驱动器200可向激光二极管100供应驱动电流以驱动激光二极管100。驱动电流可包括偏置电流(Ibias)和调制电流(Imod)。
作为示例,驱动器200可基于输入信号(Sin)切换调制电流(Imod),在第一时段中将偏置电流(Ibias)和调制电流(Imod)提供给激光二极管100,并且在第二时段中将偏置电流(Ibias)提供给激光二极管100。第一时段和第二时段可交替地重复。
监测光电二极管(MPD)300可检测从激光二极管100输出的光。监测光电二极管300可检测从激光二极管100输出的光以产生检测电流(Impd)。
基于检测电流(Impd),控制器400可通过改变偏置电流(Ibias)和调制电流(Imod)来控制驱动器200。
在示例中,控制器400可包括放大单元410、放大率控制单元420、数字转换单元430和驱动电流控制单元440。
放大单元410可放大由监测光电二极管300提供的检测电流(Impd),并将检测电流(Impd)输出为电压信号。放大单元410可包括跨阻抗放大器(TIA)411和设置在跨阻抗放大器(TIA)411的输入端子和输出端子之间的放大电阻器412。
例如,跨阻抗放大器(TIA)411和放大电阻器412可以以使检测电流(Impd)的相位反转180度的反相器的形式连接,并且在该示例中,输入信号的相位以及输出信号的相位可同相而不反相。
放大单元410的放大率由放大电阻器412的电阻值确定。在示例中,放大电阻器412可包括或者可以是电阻值变化的可变电阻器。
图2是示出相对于驱动电流的光输出的激光二极管的示例的特性曲线图。
在用作光传输元件的激光二极管中,随着环境温度从低温T1上升到高温T2,阈值电流(IthT1<IthT2)增大。另外,在激光二极管中,随着环境温度从低温T1上升到高温T2,光输出相对于驱动电流的曲线的斜率(n1>n2)减小。也就是说,温度越高,激光二极管的传输效率越低。
因此,为了使光发射器稳定地保持输出,可能期望控制激光二极管的驱动电流。特别地,当光发射器的环境温度升高时,可能期望增大激光二极管的驱动电流。
放大率控制单元420可基于温度变化来改变放大电阻器412的电阻值。
放大率控制单元420可包括温度传感器421、存储器422和电阻值确定单元423。
温度传感器421可检测光发射器的环境温度,例如,激光二极管的环境温度。例如,温度传感器421可包括热敏电阻。
存储器422可存储与放大电阻器412的对应于多个温度值的电阻值有关的数据。存储器422可存储其中高电阻值对应于高温并且低电阻值对应于低温的类型的数据。作为示例,存储器422可以以查找表的形式存储放大电阻器412的与多个温度值中的每个对应的电阻值。
在示例中,电阻值确定单元423可使用存储器422中的与放大电阻器412的与多个温度值中的每个相对应的电阻值有关的数据,以基于由温度传感器421提供的当前温度来确定放大电阻器412的电阻值。放大单元410的放大率可基于所确定的放大电阻器412的电阻值来确定。
在非限制性示例中,当当前温度高于参考温度时,电阻值确定单元423可通过升高放大电阻器412的电阻值来升高放大率。在非限制性示例中,当当前温度低于参考温度时,电阻值确定单元423可通过降低放大电阻器412的电阻值来降低放大率。
数字转换单元430可包括模数转换器431和偏移去除单元432。
模数转换器431可转换从放大单元410输出的电压信号,以产生与检测电流相对应的数字信号。
在示例中,偏移去除单元432可通过对检测电流(Impd)的数字信号中的与默认电流相对应的数字信号进行区分来去除偏移。
在该示例中,默认电流不是响应于从激光二极管100输出的光而从监测光电二极管300输出的电流,而是在暗场环境中从监测光电二极管300输出的电流或基本由于环境光从监测光电二极管300输出的电流。也就是说,由于默认电流包括在检测电流(Impd)中,因此可能期望去除包括在检测电流(Impd)中的默认电流。
偏移去除单元432可通过将放大单元410的放大率应用于预定的默认电流来计算与默认电流对应的电压信号,并且可从计算出的电压信号产生与默认电流相对应的数字信号。
根据本公开的示例,在与检测电流(Impd)相对应的数字信号中,通过区分与默认电流相对应的数字信号,可有效地仅检测响应于从激光二极管100输出的光而从监测光电二极管300输出的电流。
驱动电流控制单元440可基于从数字转换单元430输出的数字信号来控制驱动器200的驱动电流。
驱动电流控制单元440可包括偏置电流控制单元441和调制电流控制单元442。
偏置电流控制单元441可控制偏置电流源(Sbias)以控制驱动器200的偏置电流(Ibias),并且调制电流控制单元442可控制调制电流源(Smod)以控制驱动器200的调制电流(Imod)。
在根据本公开的示例的光发射器中,当光发射器的激光二极管的环境温度升高时,可通过将检测电流的放大率设置为高来稳定地保持激光二极管的输出。
图3是示出光发射器的示例的示图。
根据图3的光发射器类似于图1中描述的光发射器;因此,将省略重复的描述,并且将主要描述不同之处。
参照图1和图3,当与图1中描述的光发射器相比时,根据图3的示例的光发射器可进一步包括参考电流提供单元450。
参考电流提供单元450可产生参考电流(Iref),并且将参考电流(Iref)提供给放大单元410。通过从参考电流提供单元450提供的参考电流(Iref),检测电流(Impd)和参考电流(Iref)可被输入到放大单元410。
在光发射器的环境温度相对极高的示例中,当如在图1的实施例中仅检测电流(Impd)被输入到放大单元410时,为了产生高电平电压信号,可能期望将放大电阻器412的电阻值改变为极高。
然而,为了实现并将电阻值从相对极低水平改变到相对极高水平,利用可变电阻器实现的放大电阻器412可能需要大量电阻器,这可能使得难以集成控制器400。
除了检测电流(Impd)之外,根据本公开的示例的光发射器可将参考电流(Iref)提供给放大单元410,使得即使当放大电阻器412的可变水平低时,也可产生高电平电压信号。因此,即使当驱动电流基于高电平电压信号提高并且光发射器的激光二极管的环境温度上升时,也可使激光二极管的输出保持稳定。
在自动功率控制(APC)期间,当检测电流(Impd)的电流大小小于阈值大小时,由于极低的电流大小而可能发生控制误差。根据本公开的示例,可通过除了检测电流(Impd)之外还提供参考电流(Iref)来去除APC时的误差。
放大率控制单元420可基于参考电流(Iref)的大小和温度变化来改变放大电阻器412的电阻值。
放大率控制单元420可包括温度传感器421、存储器422和电阻值确定单元423。
温度传感器421可检测光发射器的环境温度,具体地,检测激光二极管的环境温度。作为示例,温度传感器421可包括热敏电阻。
存储器422可存储与放大电阻器412的对应于多个温度值的电阻值有关的数据。在示例中,存储器422可以以查找表的形式存储放大电阻器412的与多个温度值中的每个对应的电阻值。
电阻值确定单元423可使用存储器422中的与放大电阻器412的与多个温度值中的每个相对应的电阻值相关的数据,以基于参考电流(Iref)的大小和从温度传感器421提供的当前温度值来确定放大电阻器412的电阻值。根据确定的放大电阻器412的电阻值,可确定放大单元410的放大率。
数字转换单元430的模数转换器431可转换从放大单元410输出的电压信号,以产生与检测电流(Impd)和参考电流(Iref)的总和相对应的数字信号。
偏移去除单元432可通过在与检测电流(Impd)和参考电流(Iref)的总和相对应的数字信号中对与参考电流(Iref)和默认电流的总和相对应的数字信号进行区分来去除偏移。这里,如上所述,默认电流不是响应于从激光二极管100输出的光而从监测光电二极管300输出的电流,而是在暗场情况下从监测光电二极管300输出的电流或基本由于环境光从监测光电二极管300输出的电流。
偏移去除单元432可将放大单元410的放大率应用于预先确定的参考电流(Iref)和默认电流的总和,并计算与参考电流(Iref)和默认电流的总和相对应的电压信号,并且可从计算的电压信号产生与参考电流(Iref)和默认电流的总和相对应的数字信号。
根据本公开的示例,在与检测电流(Impd)和参考电流(Iref)的总和相对应的数字信号中,通过对与参考电流(Iref)和默认电流的总和相对应的数字信号进行区分,可有效地检测仅响应于从激光二极管100输出的光而从监测光电二极管300输出的电流。
如上所述,根据本公开的实施例,可通过响应于温度变化而确定对监测光电二极管的检测电流进行放大的放大率使光发射器的输出保持稳定。另外,根据本公开的实施例,可通过降低对检测电流进行放大的放大电阻器的电阻值来集成光发射器的控制器。
虽然本公开包括特定的示例,但是理解本申请的公开内容之后将显而易见的是,在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下,可在这些示例中做出形式上和细节上的各种改变。在此所描述的示例将仅被视为描述性含义,而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其它示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术,和/或如果以不同的方式组合描述的***、架构、装置或者电路中的组件和/或用其它组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的***、架构、装置或者电路中的组件,则可获得适当的结果。因此,本公开的范围不由具体实施方式限定,而是由权利要求及其等同物限定,权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本公开中。

Claims (20)

1.一种控制器,包括:
放大率控制单元,被配置为基于激光二极管的环境温度产生放大率信号;
放大单元,被配置为基于所述放大率信号对来自被配置为检测从所述激光二极管输出的光的光电二极管的检测电流进行放大,并且将所述检测电流输出为电压信号,其中,所述放大率信号控制所述放大单元的放大率;
数字转换单元,被配置为将所述电压信号转换为数字信号;以及
驱动电流控制单元,被配置为基于所述数字信号控制驱动器的驱动电流,所述驱动器被配置为驱动所述激光二极管。
2.根据权利要求1所述的控制器,其中,所述放大单元包括放大器和并联连接到所述放大器的电阻器。
3.根据权利要求2所述的控制器,其中,所述光电二极管是监测光电二极管,所述放大器是跨阻抗放大器并且所述电阻器是可变电阻器。
4.根据权利要求3所述的控制器,其中,所述可变电阻器基于所述激光二极管的所述环境温度而改变。
5.根据权利要求4所述的控制器,其中,所述放大率控制单元包括:
温度传感器,被配置为检测所述激光二极管的所述环境温度;
存储器,存储与所述可变电阻器的对应于温度值的电阻值有关的数据;以及
电阻值确定单元,被配置为使用所存储的数据基于所述温度传感器的温度来确定所述可变电阻器的所述电阻值。
6.根据权利要求5所述的控制器,其中,所述温度传感器包括热敏电阻。
7.根据权利要求1所述的控制器,其中,所述数字转换单元包括:
模数转换器,被配置为将所述电压信号转换为数字信号;以及
偏移去除单元,被配置为对来自所述模数转换器的所述数字信号中的与所述光电二极管的默认电流对应的数字信号进行区分。
8.根据权利要求7所述的控制器,其中,所述默认电流与在暗场环境中或由于环境光从所述光电二极管输出的电流相对应。
9.根据权利要求1所述的控制器,其中,所述驱动电流控制单元包括被配置为控制所述驱动器的所述驱动电流的偏置电流的偏置电流控制单元和被配置为控制所述驱动器的所述驱动电流的调制电流的调制电流控制单元。
10.一种控制器,包括:
参考电流提供单元,被配置为产生参考电流;
放大率控制单元,被配置为基于激光二极管的环境温度和所述参考电流的大小产生放大率信号;
放大单元,被配置为对来自被配置为检测从所述激光二极管输出的光的光电二极管的检测电流和所述参考电流进行放大,并且将所述检测电流和所述参考电流输出为电压信号,其中,所述放大率控制单元控制所述放大单元的放大率;
数字转换单元,被配置为将所述电压信号转换为数字信号;以及
驱动电流控制单元,被配置为根据所述数字信号控制驱动器的驱动电流,所述驱动器被配置为驱动所述激光二极管。
11.根据权利要求10所述的控制器,其中,所述放大单元包括放大器和并联连接到所述放大器的电阻器。
12.根据权利要求11所述的控制器,其中,所述光电二极管是监测光电二极管,所述放大器是跨阻抗放大器并且所述电阻器是可变电阻器。
13.根据权利要求12所述的控制器,其中,所述可变电阻器基于所述参考电流和所述激光二极管的所述环境温度而改变。
14.根据权利要求12所述的控制器,其中,所述放大率控制单元包括:
温度传感器,被配置为检测所述激光二极管的所述环境温度;
存储器,存储所述可变电阻器的与温度值对应的电阻值;以及
电阻值确定单元,被配置为使用所存储的数据基于所述参考电流的所述大小和所述温度传感器的温度来确定所述可变电阻器的所述电阻值。
15.根据权利要求14所述的控制器,其中,所述温度传感器包括热敏电阻。
16.根据权利要求10所述的控制器,其中,所述数字转换单元包括:
模数转换器,被配置为将所述电压信号转换为数字信号;以及
偏移去除单元,被配置为对来自所述模数转换器的所述数字信号中的与所述光电二极管的默认电流相对应的数字信号进行区分。
17.根据权利要求16所述的控制器,其中,所述默认电流与在暗场环境中或由于环境光从所述光电二极管输出的电流相对应。
18.根据权利要求10所述的控制器,其中,所述驱动电流控制单元包括被配置为控制所述驱动器的所述驱动电流的偏置电流的偏置电流控制单元和被配置为控制所述驱动器的所述驱动电流的调制电流的调制电流控制单元。
19.一种发射器,包括:
监测光电二极管,被配置为检测从激光二极管输出的光并产生检测电流;
控制器,包括放大率控制单元、放大单元和数字转换单元,所述放大率控制单元被配置为基于所述激光二极管的环境温度产生放大率信号,所述放大单元被配置为基于所述放大率信号放大所述检测电流并且将所述检测电流输出为电压信号,其中,所述放大率信号控制所述放大单元的放大率,所述数字转换单元被配置为将所述电压信号转换为数字信号;以及
驱动器,被配置为基于所述数字信号驱动所述激光二极管。
20.根据权利要求19所述的发射器,其中,所述放大单元包括放大器和并联连接到所述放大器的电阻器,所述光电二极管是监测光电二极管,并且所述放大器是跨阻抗放大器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116435865A (zh) * 2023-04-24 2023-07-14 深圳市芯波微电子有限公司 激光二极管驱动控制电路

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115694554A (zh) * 2021-07-30 2023-02-03 南宁富联富桂精密工业有限公司 传输***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020042322A (ko) * 2000-11-30 2002-06-05 임효택 광송신기의 비선형 왜곡 제거장치 및 방법
CN101692521A (zh) * 2009-10-16 2010-04-07 上海博为光电科技有限公司 用于光通信发送机的激光二极管驱动器
CN104078841A (zh) * 2014-07-08 2014-10-01 成都新易盛通信技术股份有限公司 一种光模块激光器数字开环温度补偿***
CN108711735A (zh) * 2018-08-20 2018-10-26 江苏科大亨芯半导体技术有限公司 用于直调激光驱动器的温度补偿电路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100621216B1 (ko) * 2004-12-10 2006-09-13 한국전자통신연구원 아날로그/디지탈 혼합 방식 온도보상 기능을 구비한 광송신 장치
KR100617799B1 (ko) 2004-12-14 2006-08-28 삼성전자주식회사 모니터 광전류 증폭을 이용한 광송신기
KR100884484B1 (ko) 2007-05-15 2009-02-17 호서대학교 산학협력단 자동온도 보상 기능을 구비한 광 송신기
JP4983424B2 (ja) * 2007-06-15 2012-07-25 住友電気工業株式会社 光トランシーバ
JP5439970B2 (ja) * 2009-06-18 2014-03-12 住友電気工業株式会社 レーザダイオード駆動方法及び光送信器
US9054813B2 (en) * 2013-03-13 2015-06-09 Source Photonics (Chengdu) Co. Ltd. Optical transceiver with isolated modulator contacts and/or inputs
WO2016061748A1 (en) * 2014-10-22 2016-04-28 Source Photonics (Chengdu) Co., Ltd. Transimpedance amplifier (tia) having an enlarged dynamic range and optical devices using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020042322A (ko) * 2000-11-30 2002-06-05 임효택 광송신기의 비선형 왜곡 제거장치 및 방법
CN101692521A (zh) * 2009-10-16 2010-04-07 上海博为光电科技有限公司 用于光通信发送机的激光二极管驱动器
CN104078841A (zh) * 2014-07-08 2014-10-01 成都新易盛通信技术股份有限公司 一种光模块激光器数字开环温度补偿***
CN108711735A (zh) * 2018-08-20 2018-10-26 江苏科大亨芯半导体技术有限公司 用于直调激光驱动器的温度补偿电路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116435865A (zh) * 2023-04-24 2023-07-14 深圳市芯波微电子有限公司 激光二极管驱动控制电路
CN116435865B (zh) * 2023-04-24 2024-06-11 深圳市芯波微电子有限公司 激光二极管驱动控制电路

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