[发明专利]应用于激光驱动器的温度补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及温度补偿电路，特别是涉及一种应用于激光驱动器的温度补偿电路。

背景技术

光通信系统中，激光驱动器(LDD，Laser Diode Driver)以及激光器是发射端的重要组成元件。激光驱动器为激光器提供所需要的驱动电流，针对激光器有阈值电流的特性，其驱动电流包括调制电流和偏置电流，其中调制电流就是传输的高速数字信号，偏置电流主要用于开启激光器的阈僖。激光器的性能参数会随着温度而变化，图1示出了激光二极管的光功率-电流曲线，随着温度的升高，激光二极管的阈值电流会发生很大的漂移，同时电光转换效率会随之递减。

对于激光器的大多数应用范围，均要求激光器工作在-40℃至+85℃的温度范围内，平均光功率和消光比(信号为0时平均光功率和信号为1时平均光功率的比值即消光比)保持稳定。但是因为温度变化时，激光器的阈值电流会变化，为了保证平均光功率不变，就需要自动功率控制来调整偏置电流的大小。如果自动功率控制的偏置电流发生变化，此时如果调制电流不变，则消光比变化会超出正常范围。为了消除温度变化对激光器特性的影响，现在大多数激光驱动器都针对调制电流进行温度补偿。目前，应用于激光驱动器温度补偿的技术手段有多种，有的采用外界制冷系统对激光驱动器进行物理降温，有的在芯片内部设计温度补偿电路对调制电流进行补偿。

在实际应用中，当激光器的温度特性不同时，所需要的补偿比例也不相同，温度补偿电路也就需要随之改变。但是，目前应用于激光驱动器的温度补偿电路普遍缺乏灵活性，提供的温度补偿相对固定，难以实现灵活调整激光器所需要的补偿比例、维持激光器在全温范围内的消光比稳定，难以适应不同的激光器温度特性，通用性较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种应用于激光驱动器的温度补偿电路，能实现灵活调整激光器所需要的补偿比例、稳定消光比，能够适应不同激光器的温度特性，通用性较强。

本发明提供的应用于激光驱动器的温度补偿电路，包括正温度系数电流产生模块、零温度系数电流产生模块和温度补偿比例控制模块，所述正温度系数电流产生模块的输出端、零温度系数电流产生模块的输出端均与温度补偿比例控制模块的输入端连接；所述正温度系数电流产生模块用于：产生随温度升高而增大的正温度系数电流I1，以确定温度补偿的斜率；所述零温度系数电流产生模块用于：产生与温度无关的零温度系数电流I2，以确定温度补偿的起始温度；所述温度补偿比例控制模块用于：通过采样得到正温度系数电流I1和零温度系数电流I2的差值(I1-I2)，将所述差值(I1-I2)与控制补偿电流I4大小的外部输入电流I3进行叠加，来确定补偿电流I4的大小，以控制温度补偿的比例。

在上述技术方案中，所述正温度系数电流产生模块的实现电路包括：运算放大器A1、A2，NMOS管M1、M4，PMOS管M2、M3，电阻R1、R2，可变电阻R3和PNP晶体管Q1，其中，运算放大器A1的正极接输入电压V1，负极接NMOS管M1的源级，输出端接NMOS管M1的栅极，电阻R1一端接运算放大器A1的负极，另一端接晶体管Q1的发射极，晶体管Q1的基极和集电极相连并接地；PMOS管M2的漏极和NMOS管M1的漏极相连，PMOS管M2的栅极和漏极连接，PMOS管M2、M3共栅极，PMOS管M2、M3的源极均接电源VDD，PMOS管M3的漏极分别与运算放大器A2的正极、电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端接地，运算放大器A2的输出端接NMOS管M4的栅极，运算放大器A2的负极分别与NMOS管M4的源级、可变电阻R3的一端连接，可变电阻R3的另一端接地。

在上述技术方案中，所述NMOS管M4的漏极为正温度系数电流产生模块的输出端，输出所述正温度系数电流I1。

在上述技术方案中，所述零温度系数电流产生模块的实现电路包括：运算放大器A3、NMOS管M0、PMOS管M5、M6和可变电阻R4，其中，运算放大器A3的正极接输入电压V1，负极接NMOS管M0的源级，输出端接NMOS管M0的栅极，可变电阻R4一端接运算放大器A3的负极，另一端接地，NMOS管M0的漏极和PMOS管M6的漏极连接，PMOS管M6的栅极和漏极连接，PMOS管M5、M6共栅极，PMOS管M5、M6的源级均接电源。

在上述技术方案中，所述PMOS管M5的漏极为零温度系数电流产生模块的输出端，输出所述零温度系数电流I2。

在上述技术方案中，所述输入电压V1为与温度系数无关的带隙基准电压。