簡(jiǎn)易光發(fā)射機(jī)電路圖（一）

一個(gè)實(shí)際的光發(fā)射機(jī)電路中除了調(diào)制電路和光源這兩個(gè)部分外，還應(yīng)包括碼型變換電路和許多輔助電路，因比，實(shí)際的光發(fā)射機(jī)電路是十分復(fù)雜的，不便列出．下面，僅給出一個(gè)較簡(jiǎn)單的電路，這個(gè)電路是用在光中繼器上的，如圖3-37所示．

圖中包括了激光器和它的調(diào)制電路，以及正向偏置控制電路，控制電路是根據(jù)PIN管從LD得到的背向散射光來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LD的控制．圖中沒(méi)有畫(huà)出碼型變換電路及其他輔助電路．

簡(jiǎn)易光發(fā)射機(jī)電路圖（二）

光發(fā)射機(jī)是在發(fā)射端將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)。光源是光發(fā)射機(jī)的主要器件，但僅有光源是不能構(gòu)成發(fā)射機(jī)的，光發(fā)射機(jī)還包括輸入接口、激光二極管（LD）驅(qū)動(dòng)電路、自動(dòng)功率控制（APC）電路、自動(dòng)溫度控制（ATC）電路、慢啟動(dòng)與限流保護(hù)電路、光源與光纖的耦合等，其組成框圖如圖1所示。

輸入電路將輸入的PCM脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，變換成NRZ/RZ碼后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路調(diào)制光源（直接調(diào)制）或送到光調(diào)制器調(diào)制光源，輸出連續(xù)光波（外調(diào)制）。驅(qū)動(dòng)電路給光源一個(gè)預(yù)偏置電流。為穩(wěn)定輸出的平均光功率和工作溫度，通常設(shè)置一個(gè)自動(dòng)功率控制及自動(dòng)溫度控制電路。光發(fā)射機(jī)中的報(bào)警電路是對(duì)光源壽命及工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與報(bào)警。LD的溫控電路用于穩(wěn)定平均功率和工作溫度。

LD驅(qū)動(dòng)電路

驅(qū)動(dòng)電路將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)，將要傳輸?shù)碾娦盘?hào)調(diào)制到光源的輸出。LED的驅(qū)動(dòng)電路比較簡(jiǎn)單，而在較高速率下采用LD驅(qū)動(dòng)電路可能變得相當(dāng)復(fù)雜。無(wú)論是LED還是LD，一般都需要在一定的注入電流下進(jìn)行調(diào)制，因此驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該能對(duì)光源同時(shí)提供偏置電流和隨信號(hào)變化的調(diào)制電流。

常用的LD驅(qū)動(dòng)電路可分為單管集電極和射級(jí)耦合2種驅(qū)動(dòng)電路。這里采用一種簡(jiǎn)單的，但可實(shí)際應(yīng)用的射級(jí)耦合LD驅(qū)動(dòng)電路，如圖2所示。

圖2中，通過(guò)偏置電路，使LD的偏置電流在其閾值附近，晶體管VBG3構(gòu)成一個(gè)恒流源，向LD提供調(diào)制電流，晶體管VBG1和VBG2構(gòu)成對(duì)LD調(diào)制電流的開(kāi)關(guān)電路，VBG2的基極加有固定的參考電壓VBB，當(dāng)輸入為“0”碼時(shí)，VBG1的基極電位比VBB低，因此VBG1截止而VBG2導(dǎo)通，是恒流源通過(guò)VBG2流過(guò)LD而發(fā)射出光脈沖；反之，當(dāng)輸入信號(hào)為“1”碼時(shí)，VBG1的基極電位比VBB高，因此VBG1導(dǎo)通而VBG2截止，不發(fā)出光脈沖，如果在信號(hào)輸入VBG1之前加一個(gè)反相器，則可以在LD上得到與電信號(hào)脈沖一致的光脈沖輸出。

自動(dòng)功率控制（APC）電路

為了穩(wěn)定激光器的輸出功率，需要在發(fā)射機(jī)中具有自動(dòng)功率控制（APC）電路，APC電路一般利用與LD封裝在一起的PIN二極管檢測(cè)LD后向輸出的光信號(hào)，根據(jù)PIN輸出的大小而自動(dòng)改變對(duì)LD的偏置電流，使其輸出功率保持恒定?？赡芤鸺す廨敵龉β首兓囊蛩厥?a target="_blank">芯片溫度變化和激光器老化效應(yīng)。

圖3給出APC電路原理圖，PIN二極管檢測(cè)到的信號(hào)與直流參考電壓進(jìn)行比較后，送到集成運(yùn)算放大器的反向輸入端，另一方面再生信號(hào)電壓通過(guò)調(diào)節(jié)R2后送到集成運(yùn)算放大器的同相輸入端，集成運(yùn)算放大器和晶體管VQ1組成可自動(dòng)調(diào)節(jié)的恒流源向LD提供直流偏置，偏流的大小可由直流參考電壓的調(diào)整而進(jìn)行預(yù)置。該APC電路可以保證在輸入信號(hào)為“1”碼時(shí)，激光器發(fā)出強(qiáng)度恒定的“1”碼；而當(dāng)輸入信號(hào)為“0”碼時(shí)，激光器工作在閾值附近。

自動(dòng)溫度控制（ATC）電路

導(dǎo)體激光器的輸出特性受溫度影響很大，當(dāng)溫度發(fā)生變化（包括環(huán)境溫度變化和注入電流引起的溫度變化）時(shí)，LD的P-I特性和光譜特性都要發(fā)生變化，因此在光發(fā)射機(jī)中需要有自動(dòng)溫度控制電路，以保證激光器在恒定溫度下工作。一般說(shuō)來(lái)，在實(shí)用的半導(dǎo)體激光器封裝中，都帶有一個(gè)半導(dǎo)體致冷器和一只能夠檢測(cè)激光器芯片溫度變化的熱敏電阻，可采用圖4的ATC電路實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器工作溫度的穩(wěn)定。