带调制补偿的激光驱动器MAX3863及其应用

a. 调制电流IMOD的设计

当激光管选定后，可按下式确定调制电流IMOD：

IMOD=2Pavg(rs-1)/η（re+1）

式中，各参数的物理意义见表1所列。此外，调制电流IMOD除应满足MAX3863的调制电流设定范围外，还应满足以下条件：

Vcc-IMOD(RD+RL)/2≥1.8V

式中，RL为激光二极管偏置端电阻（典型值为5Ω）；RD为串联匹配电阻（典型值为20Ω）.若上述关系式不能满足，可适当调整RL和RD的值；一般情况下，RL和RD用典型值即可。

由于耦合电容和输出上拉电感可能会引起系统性抖动，从而造成信号低频成分的丢失，因此，耦合电容CD应满足下列条件：

CD(RD+RL)>Lp/(RD+RL)

式中，Lp为输出端上拉电感值;C为输出耦合电容值。实际上，对于连续数字流（CID），为了保证周期内的信号峰-峰值下降度不大于3％，对延时常数（τ=35×t）应有一定的要求。对于本实际电路，可根据τ=Lp/25Ω和上述各关系来确定Lp和CD的值。

一般情况下，IMOD设计的实质是确定RD、RL、Lp和Cd的值，用户可根据实际情况，在兼顾各项性能指标的同时，利用上述关系式合理选择。

b. 固定调制电流IMODS和补偿调制电流IMODC的设计

MAX3863内有一调制补偿电路，其作用是根据偏置电流变化来改变调制电流，以维持输出功率和消光比的恒定。由图1可知，调制电流（IMOD）由固定调制电流（IMODS）和补偿调制电流（IMODC）组成，其中，固定调制电流（IMODS）由IMODC端的外接电阻（RMODSET）确定；而补偿调制电流（IMODC）则由补偿因子K和偏置电流（IBIAS）之积所决定。因此，对于本电路，有：

IMODS=200×1.2V/RMODSET

IMODC=KIBIAS=200×5IBIAS/(500+RMODCOMP)

式中，RMODSET是MODSET端的外接电阻，RMODCOMP是MODCOMP端的外接电阻。

c. 最大偏置电流IBIASMAX的设计

图3 MAX3863的交流耦合典型应用电路

    当APC电路正常工作时，激光管的偏置电流IBIAS将随监控反馈电流的影响而变化，从而维持输出功率的稳定。当APC电路失效时，激光管的偏置电流尖能防止电流过大而烧坏芯片和激光管，因此，必须对激光管的偏置电流的最大值加以限制。在实际应用中，用户可利用BIAXMAX端，并通过外接电阻来设置IBIASMAX。当激光管选定后，实际的领导置电流已确定，因此，设置IBIASMAX的实质是确定BIAXMAX端的外接电阻值。设置公式为：

IBIASMAX=200×1.2V/RBIASMAX

式中，RBIASMAX为BIASMAX端的外接电阻值。

需要指出的是，在选择BIAXMAX端的外接电阻时，为使电路能正常工作，一定要使IBIASMAX比正常工作时的IBIAS稍大一秒。

d. 监控二极管反馈电流参考值IMD的设计

监控二极管反馈电流通常从MD端进入APC电路，并与正常工作时的监控二极管反馈电流参考值IMD进行比较。若存在误差，则需调整偏置电流，以保证输出功率稳定。而监控二极管的反馈电流参考值是通过APCSET端外接电阻来设置的。当电路工作状态处于稳态时，在误差容许范围内，监控二极管的反馈电流应与IMD相等。当激光管选定后，根据所需输出光功率和激光管的参数就能确定电路稳态时的IMD值，因此，设置IMD的实质是确定APCSET端的外接电阻值。

由于通过APCSET端外接电阻的禁带电压始终保持在1.2V，因此，用户可利用下面的公式来计算APCSET端的外接电阻值。

IMD=5×1.2V/RAPCSET

式中，RAPCSET为APCSET端的外接电阻值。

与IBIASMAX设计不同的是在选择APCSET端的外接电阻值时，应使IMD与电路稳态工作时的监控二极管的反馈电流相等。

3.3 应注意的问题

由于MAX3863是高频产品，电路布局对其影响很大。因此，在电路设计时，应采用性能优越的高频布局技术，并应采用具有公共接地层的多层电路板，以降低电磁干扰和交越失真。电路板应用采用低损耗的介质材料，以减少能量损耗；激光管与MAX3863之间的连接线应尽量短一些，以减少能量消耗和交越失真；此外，数据输入端、时钟输入端和调制输出端的引线均应采用阻抗可控的传输线，以便于电路调整，减少能量损耗和降低干扰。

4 结束语

MAX3863激光驱动器与第一代同类产品相比，具有传输速率高，带有调制补偿APC电路等优点。它不仅能维持输出功率的恒定，而且能保持消光比的恒定。此外，其应用电路设计也相对比较容易，因而在光纤通信中将会得到广泛的应用。

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