高速SFF/SFP激光驅動器MAX3738的應用

應用設計
　　MAX3738集成度高，應用時要求用戶設計的外圍電路非常少，主要設計工作是選擇合適的激光管和各種相關電流的設計。

激光管的選擇
　　用戶在利用MAX3738設計光收發(fā)器時，在充分了解MAX3738的電氣特性后，首要工作是根據(jù)應用實際需求選擇合適的激光管。一般情況下，光輸出功率用平均光功率和消光比描述，用戶首先根據(jù)所需光輸出功率來確定所需激光管的輸出平均功率和消光比，而且在滿足輸出功率的前提下，應盡量使消光比大一些；在輸出功率和消光比確定后，可根據(jù)表1中功率關系來確定激光管的其它參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)來選擇滿足條件的激光管。

相關電流的設計

　　MAX3738最大優(yōu)點是能維持消光比穩(wěn)定，由表1可知：消光比(re)由最大光功率(P1)和最小光功率(P0)的比值所確定，而由表1可推出：
P_{1}=2P_{AVG}+P_{P P}；P_{0}=2P_{AVG} P_{P-P} ，式中各參數(shù)物理意義見表1。
　　因此，只要保持平均光功率(PAVG)和光幅度功率(PP-P)穩(wěn)定，即可維持消光比(re)的穩(wěn)定。在MAX3738中， APC電路通過調(diào)節(jié)偏置電流變化以維持平均光功率(PAVG)的穩(wěn)定，而AMC電路通過調(diào)節(jié)調(diào)制電流變化以維持光幅度功率(PP-P)的穩(wěn)定。下面具體分析與該電路有關的電流的設計。

監(jiān)控光二極管反饋電流IMD的設計
　　在APC電路中，偏置電流的調(diào)節(jié)是通過監(jiān)控光二極管反饋電流(IMD)的變化來實現(xiàn)的，APC內(nèi)部電路與外接監(jiān)控光二極管形成一閉環(huán)反饋控制回路，當輸出光平均功率變化時，通過監(jiān)控光二極管的反饋電流(IMD)也發(fā)生變化，APC內(nèi)部電路就根據(jù)這種變化相應調(diào)整偏置電流變化，以維持光平均功率的穩(wěn)定。因此，反饋電流(IMD)的大小直接決定著APC電路作用效果。

　　當激光管選定后，轉移系數(shù) MON即可確定，如表1所示。當用戶確定平均光功率后，即可根據(jù)公式： P_{AVG}=frac{I_{MD}}{ _{MON}}來確定IMD理論值。

　　在MAX3738中，反饋電流IMD由APCSET端外接電阻設定，因此IMD設計的實質是確定APCSET端外接電阻RAPCSET值。用戶根據(jù)下式可確定RAPCSET值：
　　I_{MD}=frac{1}{2} frac{V_{REF}}{R_{APCSET}}，式中：VREF為MAX3738內(nèi)部參考電壓，典型值為1.3V。
　　RAPCSET確定后，實際提供的反饋電流IMD就確定，APC電路會根據(jù)IMD變化自動調(diào)整偏置電流IBIAS，以維持平均光功率的穩(wěn)定。

調(diào)制電流IMOD的設計
　　光幅度功率(PP-P)變化與調(diào)制電流IMOD的有直接關系，MAX3738就是通過調(diào)節(jié)調(diào)制電流IMOD以維持光幅度功率穩(wěn)定。
　　當激光管選定后，用戶可根據(jù)表1關系式推出調(diào)制電流IMOD的計算公式，如下所示：
　　I_{MOD}=2 frac{P_{AVG}}{ } frac{r_{e} 1}{r_{e}+1}，式中各參數(shù)物理意義見表1 。
　　調(diào)制電流由三部分組成：固定調(diào)制電流(IMODS)、偏置補償調(diào)制電流((K I_{BIAS}) )和溫度補償調(diào)制電流(IMODT)。
(1)固定調(diào)制電流(IMODS)
　　固定調(diào)制電流是在理想工作條件下(溫度不變和輸出功率恒定)，驅動器所需的調(diào)制電流由MAX3738內(nèi)部電路和MODSET端外接電阻所確定。通常用戶首先根據(jù)實際要求，確定所需要的固定調(diào)制電流(IMODS)，然后根據(jù)下式來確定MODSET端外接電阻(RMODSET)值。
I_{MODS}=268 frac{V_{REF}}{R_{MODSET}} ，其中，VREF為MAX3738內(nèi)部參考電壓，典型值為1.3V。
(2)偏置補償調(diào)制電流 (K I_{BIAS})
　　偏置補償調(diào)制電流是偏置電流變化所引起的，其作用大小由補償因子K值確定，K值大小由MODBCOMP端外接電阻所確定。在應用中，用戶首先應根據(jù)偏置電流和調(diào)制電流變化確定合適的補償因子K，然后根據(jù)K值確定MODBCOMP端外接電阻(RMODBCOMP)值。
　　確定補償因子K計算公式為：K=frac{ I_{MOD}}{ I_{BIAS}}=frac{I_{MOD2} I_{MOD1}}{I_{BIAS2} I_{BIAS1}} ；
　　確定RMODBCOMP的計算公式為： K=frac{1700}{1000+R_{MODBCOMP}}phantom{1.5}10%。
(3)溫度補償調(diào)制電流(IMODT)
　　溫度補償調(diào)制電流是溫度超過閥值溫度所引起的，其作用是補償溫度變化對調(diào)制電流的影響，溫度補償調(diào)制電流(IMODT)的計算公式為：
當T≤T_{TH}時：I_{MODT}=0 ；
當T>T_{TH}時： I_{MODT}=TC (T T_{TH})；其中，TTH為溫度閥值，其值由TH_TEMP端外接電阻(RTH_TEMP)所確定；TC為溫度補償系數(shù)，其值由MODTCOMP端外接電阻(RMODTCOMP)所確定。
應用時，用戶應根據(jù)實際情況確定合適的溫度閥值和溫度補償系數(shù)，然后根據(jù)下列公式確定RTH_TEMP和RMODTCOMP：

APC環(huán)路濾波電容的設計
　　在APC電路中，濾波電容CAPC的作用是延遲APC電路作用時間，減少低頻信號干擾。濾波電容CAPC值由低頻截止頻率 _{3DB}確定，通常用戶根據(jù)要求確定低頻截止頻率 _{3DB}，然后根據(jù)下式確定CAPC的值：
C_{APC}( F)≈frac{68}{∫_{3DB}(KH_{Z})} _{MON} ，式中參數(shù)如表1所示。
為濾除高頻噪聲，在MD端需接一下拉電容CMD接地，一般情況下，CMD近似為CAPC值的四分之一。