APD非線性響應(yīng)補(bǔ)償
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激光模塊需對雪崩光電二極管(APD)的非線性響應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。本應(yīng)用筆記以DS1875 SFP控制器為例，探討如何使用Maxim的光控制器完成非線性補(bǔ)償。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/188394.htmAPD特性
光模塊采用基于雪崩光電二極管(APD)的光接收器支持高靈敏度設(shè)計(jì)。
從APD接收到的反饋呈非線性(平均接收功率)，這一非線性特性為優(yōu)化控制激光器模塊帶來一定困難，典型的APD非線性特性如圖1所示。
圖1. 典型的APD響應(yīng)顯示了非線性特性
為了保證精準(zhǔn)操作，需要對APD的非線性進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償后可以為SFP控制器模塊提供線性反饋，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。補(bǔ)償后的APD響應(yīng)如圖2所示。
圖2. 該平均曲線顯示了所期望的典型響應(yīng)，生產(chǎn)過程中對響應(yīng)中微小變化的補(bǔ)償是不可行的。
使用RSSI修正非線性
Maxim的光控制器，如DS1875，能夠補(bǔ)償APD的非線性。
DS1875的一個輸入通道(MON3)有兩個工作區(qū)(細(xì)調(diào)和粗調(diào))配置，每個區(qū)域都有其獨(dú)立的量程和偏置，用于校準(zhǔn)接收到的功率信號的非線性。校準(zhǔn)通過對APD二極管的非線性響應(yīng)進(jìn)行分段線性近似，擬合完成。
除了提供兩個獨(dú)立的工作區(qū)，DS1875也可在細(xì)調(diào)區(qū)域?qū)DC轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行右移操作。即使輸入信號不能完全覆蓋輸入范圍，通過右移操作也可提高轉(zhuǎn)換精度。
滯回的重要性
在給定的交叉點(diǎn)，DS1875根據(jù)輸入信號的幅度自動地在兩個工作區(qū)之間切換。在交叉點(diǎn)提供滯回，當(dāng)從粗調(diào)切換到細(xì)調(diào)時(shí)，切換點(diǎn)會發(fā)生變動。這能保證器件不會在兩個工作區(qū)間來回觸發(fā)，造成不穩(wěn)定。
交叉點(diǎn)會根據(jù)針對細(xì)調(diào)范圍的右移位設(shè)定的不同而改變，表1列出了不同的右移設(shè)置下交叉點(diǎn)的改變。需要注意的是，DEC欄到滯回(Hysteresis)欄對應(yīng)的變化值。
表1. 右移時(shí)的交叉點(diǎn)設(shè)置
| Right Shift | HEX | DEC | Hysteresis |
| 0 | FFF8 | 65528 | 61440 |
| 1 | 7FFC | 32764 | 30720 |
| 2 | 3FFE | 16382 | 15360 |
| 3 | 1FFF | 8191 | 7680 |
| 4 | FFF | 4095 | 3840 |
| 5 | 7FF | 2047 | 1920 |
| 6 | 3FF | 1023 | 960 |
| 7 | 1FF | 511 | 480 |
DS1875輸入端MON3的兩個工作區(qū)必須進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣才能準(zhǔn)確擬合所要求的APD響應(yīng)。按照下面過程進(jìn)行校準(zhǔn)，可以得到兩個不同工作區(qū)的量程和偏置值。
對細(xì)調(diào)和粗調(diào)工作區(qū)進(jìn)行配置，以保證每個工作區(qū)的實(shí)際響應(yīng)為線性。寫入工廠預(yù)設(shè)值，使響應(yīng)為線性特性，同時(shí)將精調(diào)范圍的右移位設(shè)為3。
在MON3P接入兩個輸入(“a”dB和“b”dB)。使用內(nèi)部工廠校準(zhǔn)值，測量MON3轉(zhuǎn)換數(shù)值。兩個輸入已配置成粗調(diào)范圍使用“a”dB，細(xì)調(diào)范圍使用“b”dB。輸入可選擇任何兩個點(diǎn)，只要一個在細(xì)調(diào)區(qū)，另一個在粗調(diào)區(qū)。根據(jù)測試得到的誤差，測量需進(jìn)行再評估，直到得到最佳的分段線性擬合。
步驟2得到的數(shù)值與期望用來補(bǔ)償APD非線性響應(yīng)的數(shù)值會有差別。所有細(xì)調(diào)和粗調(diào)區(qū)的量程和偏置也需要校準(zhǔn)，這樣才能準(zhǔn)確匹配期望值。
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