通過(guò)內(nèi)部校準(zhǔn)滿(mǎn)足SFF-8472分辨率和精度目標(biāo)

本應(yīng)用筆記介紹了如何提供用于監(jiān)測(cè)光信號(hào)的預(yù)校準(zhǔn)（SFF-8472標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為內(nèi)部校準(zhǔn)）。校準(zhǔn)技術(shù)使用激光驅(qū)動(dòng)器MAX3996和溫控電阻和監(jiān)測(cè)IC DS1858，以滿(mǎn)足SFF-8472的分辨率和精度目標(biāo)。

介紹

一些標(biāo)準(zhǔn)，如SFF-8472，要求監(jiān)測(cè)光纖信號(hào)。設(shè)計(jì)人員可以使用兩種校準(zhǔn)方法。預(yù)校準(zhǔn)，SFF-8472標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為內(nèi)部校準(zhǔn)，要求對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以符合規(guī)定的刻度。后校準(zhǔn)（SFF-8472 標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為外部校準(zhǔn)）是一種計(jì)算技術(shù)，可對(duì)數(shù)字輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)以符合規(guī)定的刻度。本應(yīng)用筆記舉例說(shuō)明在固定設(shè)計(jì)下使用DS1858時(shí)如何提供預(yù)校準(zhǔn)，并滿(mǎn)足SFF-8472的分辨率和精度目標(biāo)。對(duì)于希望其模塊服務(wù)于各種應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，具有內(nèi)置內(nèi)部校準(zhǔn)功能的更靈活的解決方案更適合。

調(diào)整DS1858

SFF-8472 標(biāo)準(zhǔn)在“內(nèi)部校準(zhǔn)”部分中指定了五個(gè)通道的縮放比例。在DS1858中，溫度和V抄送經(jīng)過(guò)工廠校準(zhǔn)，以符合相應(yīng)的秤。對(duì)于其余三個(gè)通道（標(biāo)準(zhǔn)中稱(chēng)為T(mén)x偏置、Tx電源和Rx電源），DS1858上的三個(gè)輸入是MON1、MON2和MON3。所有三個(gè) MON 通道都是相同的。因此，分配是任意的。所有三個(gè)通道均經(jīng)過(guò)工廠校準(zhǔn)，可在2.5V電壓下讀取FFFF。我們將展示如何調(diào)理進(jìn)入 MON1 和 MON2 的信號(hào)，以提供符合 SFF-8472 的刻度。

使用DS1858和MAX3996的示例

圖1所示為激光驅(qū)動(dòng)器MAX3996和DS1858的使用，其設(shè)計(jì)滿(mǎn)足SFF-8472的內(nèi)部校準(zhǔn)要求。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，省略了電源旁路和引腳。

圖1.

Tx電源源自MAX3996引腳MD，作為背面監(jiān)控二極管電流的代表電壓。該電壓為 1.12V （±8%），與 Tx 功率設(shè)置（背置監(jiān)控二極管電流設(shè)置）無(wú)關(guān)。R1和R2由設(shè)計(jì)選擇，以便DS1858產(chǎn)生的電壓符合發(fā)射功率dBm標(biāo)度。例如，根據(jù)SFF-0，2710dBm預(yù)計(jì)將產(chǎn)生8472h的數(shù)字輸出。DS1858（9）處產(chǎn)生2710h的電壓為0.381V（因?yàn)?.5V產(chǎn)生FFFFh）。這將設(shè)置R2 （62kΩ）和R1 （100kΩ）的標(biāo)稱(chēng)值。該標(biāo)準(zhǔn)要求3dB精度。誤差小于13.5%或約0.5dB（MD電壓為8%，DS0為滿(mǎn)量程為5.3%或5.1858%，電阻為2%）。

接收功率來(lái)自平均接收功率。差分電壓是檢測(cè)器電流的量度。它被轉(zhuǎn)換為單端電壓。例如，根據(jù)SFF-10，-3dBm預(yù)計(jì)將產(chǎn)生8E8472h的數(shù)字輸出。DS1858（10）處產(chǎn)生3E8h的電壓為0.038V（因?yàn)?.5V產(chǎn)生FFFFh）。如果進(jìn)入R4的平均檢波器電流為100μA標(biāo)稱(chēng)值，則為100mV直流將由儀表放大器感應(yīng)。將100mV轉(zhuǎn)換為38mV的分壓器網(wǎng)絡(luò)由R5 = 10kΩ和R6 = 6.2kΩ組成。該標(biāo)準(zhǔn)要求3dB精度。不包括光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換，誤差小于36%或2dB（DS0為5.33%滿(mǎn)量程或1858%，電阻和放大器失調(diào)/偏置誤差為3%）。值得注意的是，為了避免明顯的共模誤差，10kΩ電阻在低溫余量（0ppm/°C或更低）下必須為1.50%。這為誤差預(yù)算留出了1dB（+25%，-21%）的空間，以涵蓋光電探測(cè)器的變化。如果這對(duì)于所使用的特定光電探測(cè)器來(lái)說(shuō)還不夠，則應(yīng)用電位器代替R4。

Tx偏置源自MAX3996 （引腳MON2），電壓與偏置電流成比例。例如，60mA時(shí)的電壓為0.66V （±15%）。R3和R7由設(shè)計(jì)選擇，以便DS1858產(chǎn)生的電壓符合偏置電流標(biāo)度。例如，根據(jù)SFF-60，7530mA的偏置電流預(yù)計(jì)將產(chǎn)生8472h的數(shù)字輸出。DS1858（11）處產(chǎn)生7530h的電壓為1.14（因?yàn)?.5V產(chǎn)生FFFFh）。這將設(shè)置R3 （10kΩ）和R7 （7.15kΩ）的標(biāo)稱(chēng)值。但是，由于標(biāo)準(zhǔn)要求精度優(yōu)于10%，建議R3使用可變電阻或電位器，例如DS1804。

結(jié)束語(yǔ)

前面的工作表明，對(duì)于給定的設(shè)計(jì)，在SFF-8472標(biāo)準(zhǔn)的允許誤差預(yù)算內(nèi)，內(nèi)部校準(zhǔn)要求的離散實(shí)現(xiàn)是合理的?？紤]了部件間的差異。通過(guò)對(duì)進(jìn)入DS1858的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，不會(huì)發(fā)生分辨率損失。

使用其他激光驅(qū)動(dòng)器的其他實(shí)現(xiàn)僅在細(xì)節(jié)上有所不同，但將獲得類(lèi)似的結(jié)果。通常，兩個(gè)或三個(gè)運(yùn)算放大器和少量分立元件足以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的結(jié)果。

審核編輯：郭婷