MAX3740/MAX3795 激光驱动器平均功率监视器
max3740/max3795激光驱动器平均功率监视器
max3740和max3795激光驱动器提供激光二极管平均光功率监视输出电压。监视输出来自激光组件的监视二极管电流。数据通信设备的激光驱动器通常需要监视平均光功率。max3740和max3795在这方面的工作特性与其他激光驱动器采用的方法不同，在进行sff 8472数字诊断时，这可能会引起混淆。
激光组件的监视二极管电流与激光器的平均光输出功率近似成正比。激光驱动器一般利用监视二极管调整激光二极管 （图1、2）的平均发射功率。驱动器的这种功能称为自动功率控制（apc）。
sfp模块采用的激光驱动器通过器件的一个输出引脚（图1）提供电流输出，该输出是监视二极管的镜像电流。通过在引脚上放置一个电阻，控制器（例如ds1856）可以检测到与监视二极管电流成正比的电压，该电流与平均功率成正比。控制器内部提供适当的比例缩放和偏移，以达到sff 8472的要求max3740和max3795利用电压输出pwrmon引脚（图2）指示平均功率，而不是采用电流镜输出。这些器件的不同之处在于无论监视二极管电流多大，只要激光驱动器的自动功率控制环路正常工作，pwrmon电压将一直保持在0.4v。那么，控制器如何利用监视器输出来监视平均光功率呢？
我们通过两个光模块解释这种特性。每个模块设置为-4dbm的平均功率。对于模块1，对应100μa的监视二极管电流，模块2对应于200μa监视二极管电流（平均光功率相同，而监视二极管电流却不同，这种情况比较普遍，这是由于激光器和监视二极管之间各部分耦合不同造成的）。
对于这两个模块，pwrmon的指示电压为0.4v，因为apc环路将输出调整为该电压。这两个模块的唯一不同是其设置电阻。
模块1的设置电阻约为2kω（0.2v / rpwrset），而模块2的设置电阻大约是1kω（0.2v / rpwrset）。如果由于某些原因，模块供应商需要知道并存储实际的监视二极管电流，只要简单地知道设置电阻，按照上述公式计算即可。但是，符合sff 8472要求的内部校准i2c总线上指示的数值是光功率输出，而不是md电流。
如果各部分工作正常，没有发生故障，pwrmon电压将保持在0.4v。由于不管监视二极管电流设置点如何，电压总是保持在0.4v，并且偏移量相同，只要每个模块校准在相同的平均功率上，定标可以适用于每个模块，从而简化了内部校准过程。
如果apc超出了调整范围，电压将随着md电流变化而改变。这是因为除设置电阻以外，md电流的所有通道为高阻抗。因此，如果功率加倍，那么电流也加倍，由于r固定不变，电压也随之加倍。
图2: max3795监视器结构图
器件故障门限设置为0.8v，如果md电流达到了最初设置点的两倍，将发出故障告警。如果处于中间点，将不会产生故障告警，当pwrmon对应于md电流增加相同的电压时，可以计算出功率值。
因此，上述两个模块在功率均为-4dbm时，模块1监视二极管电流为100μa，pwrmon输出指示为0.4v。如果由于故障或其他原因，环路超出了调整范围，功率将增至-1dbm，相对于200μa的监视二极管电流，pwrmon电压将达到0.8v。对于150μa，电压将达到0.6v。
模块2的平均功率为-4dbm时，pwrmon电压为0.4v，监视二极管电流将达到200μa。同样，如果环路超出调整范围，功率增至-1dbm，pwrmon电压为0.8v，监视二极管电流将达到400μa（比例相同，监视二极管电流加倍，电压也随之加倍）。
与传统方法相比，监视平均功率的方法还具有其他优点。在激光驱动器中，md电流镜在固定电阻上产生一个电压，对于不同模块，由于每部分监视二极管电流不相同，其故障门限可能会过高或过低。
回到最初的例子，采用传统的电流监视方法监视max3735a（图1）等器件的平均功率，我们将模块1和模块2设置为平均功率-4dbm时，md电流分别为100μa和200μa。这种情况下的故障门限由驱动器设置为大约1.3v的固定值。
该例中，两种情况的监视电阻均设置为3.25kω。因此，对于相同的平均光功率，模块1将指示100μa x 3.25kω = 0.325v，模块2将指示200μa x 3.25kω = 0.65v。
如果md电流加倍（大约是平均功率的一倍），那么模块1的平均功率将为-1dbm，电压达到200μa x 3.25kω = 0.65v，模块2的平均功率为：-1dbm，电压为：400μa x 3.25kω = 1.3v。注意，在本例中，尽管两个模块的功率都加倍了，只有模块2产生故障报警。很多情况下，对于给定的平均功率，由于激光器各部件的md电流相差不大，因此，传统方案能够较好的工作。但是，从上述分析可以看出，如果出现了较大的变化，将无法设置合适的故障门限，除非在监视器中采用可调电阻，并针对每个模块进行校准。max3740和max3795不会出现这一问题，简化了校准过程。
本文所介绍的max3740和max3795能够提供一种简单有效的方法，监视sff 8472诊断模块中激光二极管的输出功率，即使监视二极管组件变化较大，该方法也能提供稳定的故障电平指示。
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激光组件的监视二极管电流与激光器的平均光输出功率近似成正比。激光驱动器一般利用监视二极管调整激光二极管 （图1、2）的平均发射功率。驱动器的这种功能称为自动功率控制（apc）。
sfp模块采用的激光驱动器通过器件的一个输出引脚（图1）提供电流输出，该输出是监视二极管的镜像电流。通过在引脚上放置一个电阻，控制器（例如ds1856）可以检测到与监视二极管电流成正比的电压，该电流与平均功率成正比。控制器内部提供适当的比例缩放和偏移，以达到sff 8472的要求max3740和max3795利用电压输出pwrmon引脚（图2）指示平均功率，而不是采用电流镜输出。这些器件的不同之处在于无论监视二极管电流多大，只要激光驱动器的自动功率控制环路正常工作，pwrmon电压将一直保持在0.4v。那么，控制器如何利用监视器输出来监视平均光功率呢？
我们通过两个光模块解释这种特性。每个模块设置为-4dbm的平均功率。对于模块1，对应100μa的监视二极管电流，模块2对应于200μa监视二极管电流（平均光功率相同，而监视二极管电流却不同，这种情况比较普遍，这是由于激光器和监视二极管之间各部分耦合不同造成的）。
对于这两个模块，pwrmon的指示电压为0.4v，因为apc环路将输出调整为该电压。这两个模块的唯一不同是其设置电阻。
模块1的设置电阻约为2kω（0.2v / rpwrset），而模块2的设置电阻大约是1kω（0.2v / rpwrset）。如果由于某些原因，模块供应商需要知道并存储实际的监视二极管电流，只要简单地知道设置电阻，按照上述公式计算即可。但是，符合sff 8472要求的内部校准i2c总线上指示的数值是光功率输出，而不是md电流。
如果各部分工作正常，没有发生故障，pwrmon电压将保持在0.4v。由于不管监视二极管电流设置点如何，电压总是保持在0.4v，并且偏移量相同，只要每个模块校准在相同的平均功率上，定标可以适用于每个模块，从而简化了内部校准过程。
如果apc超出了调整范围，电压将随着md电流变化而改变。这是因为除设置电阻以外，md电流的所有通道为高阻抗。因此，如果功率加倍，那么电流也加倍，由于r固定不变，电压也随之加倍。
图2: max3795监视器结构图
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因此，上述两个模块在功率均为-4dbm时，模块1监视二极管电流为100μa，pwrmon输出指示为0.4v。如果由于故障或其他原因，环路超出了调整范围，功率将增至-1dbm，相对于200μa的监视二极管电流，pwrmon电压将达到0.8v。对于150μa，电压将达到0.6v。
模块2的平均功率为-4dbm时，pwrmon电压为0.4v，监视二极管电流将达到200μa。同样，如果环路超出调整范围，功率增至-1dbm，pwrmon电压为0.8v，监视二极管电流将达到400μa（比例相同，监视二极管电流加倍，电压也随之加倍）。
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