[发明专利]用于控制光学数据发送器的系统和方法

说明书

一种用于控制光学数据发送器的系统，包括：电流驱动器电路系统，被配置为向激光二极管供应驱动电流；以及监测电路系统，所述监测电路系统包括：光电二极管；以及耦合至所述光电二极管的第一跨阻放大器，其中所述监测电路系统被配置为提供与所述激光二极管的光学强度有关的输出信号；第二跨阻放大器，所述第二跨阻放大器被配置为在构造上与所述第一跨阻放大器基本上相同；控制电路系统，被配置为控制所述电流驱动器电路系统，所述控制电路系统被配置为比较所述第一跨阻放大器和第二跨阻放大器的输出的至少一个性质并且基于该比较生成至少一个控制信号以控制所述电流驱动器电路系统，其中该控制电路系统包括参考电流发生器，该参考电流发生器包括：限定电流源；压控电流源，被配置为生成所述参考电流，所述压控电流源被配置为生成其幅值处于固定比率的至少两个输出电流，其中所述输出电流中的至少一个由所述控制电路系统用来控制所述电流驱动器电路系统；第一多个串联耦合电阻器，第一多个串联耦合电阻器中的每个电阻器是单位电阻器并且被配置为使得第一多个串联耦合电阻器的一端耦合至第一参考电压；以及第一多个开关，被配置为使得第一多个开关中的至少一个开关与第一多个串联耦合电阻器中的一个电阻器相关联，并且被配置为将第一多个串联耦合电阻器中的电阻器耦合至限定电流源并将压控电流源的第一控制输入端子耦合至第一多个串联耦合电阻器中的相同电阻器；第二多个串联耦合电阻器，第二多个电阻器中的每个电阻器是单位电阻器，该单位电阻器的电阻与所述第一多个串联耦合电阻器中的单位电阻器基本上相同，并且被配置为使得第二多个串联耦合电阻器的一端耦合至所述参考电压；第二多个开关，被配置为使得第二多个开关中的至少一个开关与第二多个串联耦合电阻器中的一个电阻器相关联，并且被配置为将第二多个串联耦合电阻器中的电阻器耦合至来自压控电流源的第一输出电流并将压控电流源的第一第二控制输入端子耦合至第二多个串联耦合电阻器中的相同电阻器；以及查找表，被配置为基于输入来控制第一多个开关和第二多个开关，以控制压控电流源输出电流中的至少一个与限定电流源电流之间的比率。

发明内容

在光纤通信系统中，期望能够控制由发送激光器器件生成的光的调制深度。为了维持状态之间的快速切换并减少噪声，不将发送激光器切换到某个限定的功率然后关断，但是对于低状态，其输出降低到低水平。此调制深度也描述为消光比率(ER)，后者是存在数据“1”时的光学强度与存在数据“0”时的强度的比率。然而，由于单个激光器器件的特性因加热和老化而变化，激光器输送这些高和低光学输出所需的电流不是恒定的，并且实际上受单个激光器器件之间的容限的影响，并且该电流也会随着时间的流逝而受到影响。当器件在使用中变热时，这种变化会在正常操作中发生。

因此，不仅期望能够自动地补偿激光器本身的制造容限和参数漂移，而且还期望能够达到某个限定的目标调制水平，其中数据模式仅具有有限的低频成分而具有随机特性。

为激光器输出提供闭环控制的一种方法是，通过获取传入的调制数据流，并使用它来控制参考电流，并且将组合的电流传递给复制跨阻放大器(TIA)及相关联的电路系统，来产生监测光电二极管输出电流的复制。在对监测器和复制路径信号进行适当的信号处理之后，可以以某种方式将两者进行比较，并生成误差信息，以便于平均光学功率和消光比率的闭环控制。

为了使用复制路径构造这样的闭环控制系统，需要能够产生相当于来自理想光电二极管的电流的电流信号，该理想光电二极管感测从发送激光器输出的光学功率。该电流信号不仅需要具有与理想光电流相同的平均值，而且需要处理相同的调制深度或消光比率(ER)。因此，需要能够产生可以被切换和组合以便提供具有任何期望的ER值的理想光电流的所述复制的电流。分析示出，为此所需的电流值与任何方便的输入变量都不具有线性关系。在大多数情况下，用户可能希望以分贝为单位设置目标ER水平，并希望能够以分贝为步长来变化所述ER。

一些实施例的目的是提供适合于这样的控制系统的电流，其中以特别方便的方式并且在注意最小化产生电流时的误差的情况下，实现表示所需ER的变量与所述电流之间的关系。