一种激光器的驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及激光器驱动技术领域，尤其涉及一种激光器的驱动电路。


背景技术：

2.近些年来，光纤通信在商用和家用的发展都十分迅速，无论是在5g的前传、中传、后传，光纤入户的pon(passive optical network，无源光纤网络)，还是数据中心的搭建，骨干网及城域网的承接，以及个人终端的网络搭建，光纤通信的应用十分广泛。光纤通信通过激光信号传输信息，激光驱动电路驱动和调制激光器产生激光。
3.现有技术中，激光驱动电路与激光器之间采用三条路径连接，第一条路径是调制电流加载到激光器时流经的路径，第二条路径是调制电流不加载到激光器时流经的路径，第三路径是偏置电流加载到激光器时流经的路径。
4.随着激光设备集成度越来越高，激光模块尺寸越来越小，驱动电路的三条路径的设计限制了驱动模块的尺寸，增加了电路在pcb(printed circuit board，印制电路板)的布局难度，并且三条路径产生的寄生参数会影响偏置电流和调制电流的开关特性。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型实施例提出一种激光器的驱动电路，调制电流和偏置电流只需要一条电流路径与激光器连接，降低驱动模块的尺寸和pcb的走线难度，减少寄生参数的产生，减少对偏置电流和调制电流的影响。
6.本实用新型实施例提供一种激光器的驱动电路，所述驱动电路包括：激光驱动模块、rl供电模块和rc接地模块；
7.所述rl供电模块的输入端用于连接供电电源，所述rl供电模块的输出端用于连接被驱动的激光器的输入端；
8.所述rc接地模块的输入端用于连接所述激光器的输出端，所述rc接地模块的输出端接地；
9.所述激光驱动模块的输入端用于连接所述激光器的输出端，所述激光驱动模块的控制端用于连接外部驱动端，所述激光驱动模块的输出端接地；
10.所述激光驱动模块包括：差分转单端驱动单元、调制电流控制单元和偏置电流控制单元；
11.所述激光驱动模块的输入端分别与所述调制电流控制单元的输入端和所述偏置电流控制单元的输入端连接，所述调制电流控制单元的输出端和所述偏置电流控制单元的输出端与所述激光驱动模块的输出端连接；
12.所述激光驱动模块的控制端与所述差分转单端驱动单元的输入端连接，所述差分转单端驱动单元的输出端与所述调制电流控制单元的控制端连接。
13.作为一种优选方式，所述激光驱动模块的控制端包括正信号控制端和负信号控制端，所述差分转单端驱动单元的输入端包括正相输入端和反相输入端，所述激光驱动模块
还包括输入缓冲器，所述输入缓冲器的正相输入端与所述激光驱动模块的正信号控制端连接，所述输入缓冲器的反相输入端与所述激光驱动模块的负信号控制端连接，所述输入缓冲器的正相输出端与所述差分转单端驱动单元的正相输入端连接，所述输入缓冲器的反相输出端与所述差分转单端驱动单元的反相输入端连接。
14.作为一种优选方式，所述调制电流控制单元包括：第一开关子单元和调制电流源控制子单元；
15.所述调制电流控制单元的输入端与所述第一开关子单元的输入端连接，所述第一开关子单元的控制端与所述调制电流控制单元的控制端连接，所述第一开关子单元的输出端与所述调制电流源控制子单元的输入端连接，所述调制电流源控制子单元的输出端与所述调制电流控制单元的输出端连接。
16.作为一种优选方式，所述偏置电流控制单元包括：第二开关子单元、偏置电流源控制子单元和偏置电流控制寄存器；
17.所述偏置电流控制单元的输入端与所述第二开关子单元的输入端连接，所述第二开关子单元的控制端与所述偏置电流控制寄存器连接，所述第二开关子单元的输出端与所述偏置电流源控制子单元的输入端连接，所述偏置电流源控制子单元的输出端与所述偏置电流控制单元的输出端连接。
18.作为一种优选方式，所述差分转单端驱动单元包括差分转单端放大器，所述差分转单端放大器的正相输入端与所述差分转单端驱动单元的正相输入端连接，所述差分转单端放大器的反相输入端与所述差分转单端驱动单元的反相输入端连接，所述差分转单端放大器的输出端与所述差分转单端驱动单元的输出端连接。
19.作为一种优选方式，所述驱动电路还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述rc接地模块的输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述激光驱动模块的输入端连接。
20.作为一种优选方式，所述rl供电模块包括：第二电阻和电感；
21.所述第二电阻与所述电感并联接在所述rl供电模块的输入端与所述rl供电模块的输出端之间。
22.作为一种优选方式，所述rc接地模块包括：第三电阻和电容；
23.所述rc接地模块的输入端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述rc接地模块的输出端连接。
24.作为一种优选方式，所述第一开关子单元包括第一开关管，所述第一开关管的控制端与所述第一开关子单元的控制端连接，所述第一开关管的输入端与所述第一开关子单元的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述第一开关子单元的输出端连接；
25.所述调制电流源控制子单元包括调制电流源控制器，所述调制电流源控制器的输入端与所述调制电流源控制子单元的输入端连接，所述调制电流源控制器的输出端与所述调制电流源控制子单元的输出端连接。
26.作为一种优选方式，所述第二开关子单元包括第二开关管，所述第二开关管的控制端与所述第二开关子单元的控制端连接，所述第二开关管的输入端与所述第二开关子单元的输入端连接，所述第二开关管的输出端与所述第二开关子单元的输出端连接；
27.所述偏置电流源控制子单元至少包括一个偏置电流源控制器，所述偏置电流源控制器的输入端与所述偏置电流源控制子单元的输入端连接，所述偏置电流源控制器的输出
端与所述偏置电流源控制子单元的输出端连接。
28.本实用新型提供一种激光器的驱动电路，电源vcc通过rl供电模块给激光器供电，激光器通过rc接地模块接地，通过rl供电模块和rc接地模块能够保持激光器供电的稳定；外部驱动端通过激光驱动模块为激光器提供偏置电流和调制电流；激光驱动模块包括差分转单端驱动单元、调制电流控制单元和偏置电流控制单元，通过差分转单端驱动单元将外部多路驱动信号合成一路驱动信号，驱动后级调制电流控制单元和偏置电流控制单元，减小pcb的尺寸。
附图说明
29.图1是本实用新型实施例提供的一种激光器的驱动电路的结构示意图；
30.图2是本实用新型的另一实施例提供的一种激光器的驱动电路的结构示意图；
31.图3是本实用新型实施例提供的一种调制电流控制单元的结构示意图；
32.图4是本实用新型实施例提供的一种偏置电流控制单元的结构示意图；
33.图5是本实用新型实施例提供的一种激光器的驱动电路的结构示意图；
34.图6是本实用新型实施例提供的一种激光器的驱动电路的结构示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.参见图1所示，是本实用新型实施例提供的一种激光器的驱动电路的结构示意图；所述驱动电路包括：激光驱动模块、rl供电模块和rc接地模块；
37.所述rl供电模块的输入端用于连接供电电源，所述rl供电模块的输出端用于连接被驱动的激光器的输入端；
38.所述rc接地模块的输入端用于连接所述激光器的输出端，所述rc接地模块的输出端接地；
39.所述激光驱动模块的输入端用于连接所述激光器的输出端，所述激光驱动模块的控制端用于连接外部驱动端，所述激光驱动模块的输出端接地；
40.所述激光驱动模块包括：差分转单端驱动单元、调制电流控制单元和偏置电流控制单元；
41.所述激光驱动模块的输入端分别与所述调制电流控制单元的输入端和所述偏置电流控制单元的输入端连接，所述调制电流控制单元的输出端和所述偏置电流控制单元的输出端与所述激光驱动模块的输出端连接；
42.所述激光驱动模块的控制端与所述差分转单端驱动单元的输入端连接，所述差分转单端驱动单元的输出端与所述调制电流控制单元的控制端连接。
43.本实施例在具体实施时，rl供电模块、激光器和rc接地模块串联连接，激光器通过rl供电模块与电源vcc连接，激光器通过rc接地模块接地，降低激光器的引脚电感效应。
44.外部驱动端通过激光驱动模块驱动激光器，激光驱动模块包括：差分转单端驱动
单元、调制电流控制单元和偏置电流控制单元，调制电流控制单元和偏置电流单元均接地，并通过一条电流路径与激光器连接。
45.本实用新型提供一种激光器的驱动电路，电源vcc通过rl供电模块给激光器供电，激光器通过rc接地模块接地，通过rl供电模块和rc接地模块能够保持激光器供电的稳定；外部驱动端通过激光驱动模块为激光器提供偏置电流和调制电流；激光驱动模块包括差分转单端驱动单元、调制电流控制单元和偏置电流控制单元，通过差分转单端驱动单元将外部多路驱动信号合成一路驱动信号，驱动后级调制电流控制单元和偏置电流控制单元，减小pcb的尺寸。激光驱动模块和激光器之间通过一条电流路径连接，降低了pcb板的走线难度，减少寄生参数的产生，减少对偏置电流和调制电流的影响。
46.在本实用新型提供的另一实施例中，所述激光驱动模块的控制端包括正信号控制端和负信号控制端，所述差分转单端驱动单元的输入端包括正相输入端和反相输入端，所述激光驱动模块还包括输入缓冲器，所述输入缓冲器的正相输入端与所述激光驱动模块的正信号控制端连接，所述输入缓冲器的反相输入端与所述激光驱动模块的负信号控制端连接，所述输入缓冲器的正相输出端与所述差分转单端驱动单元的正相输入端连接，所述输入缓冲器的反相输出端与所述差分转单端驱动单元的反相输入端连接。
47.在本实用新型具体实施时，参见图2所示，是本实用新型的另一实施例提供的一种激光器的驱动电路的结构示意图，激光驱动模块的正信号控制端与外部驱动端txin 连接，激光驱动模块的负信号控制端与外部驱动端txin-连接，所述激光驱动模块还包括输入缓冲器，输入缓冲器的正相输入端与激光驱动模块的正信号控制端连接，输入缓冲器的反相输入端与激光驱动模块的负信号控制端连接；差分转单端驱动单元的输入端包括正相输入端和反相输入端，输入缓冲器的正相输出端与差分转单端驱动单元的正相输入端连接，输入缓冲器的反相输出端与差分转单端驱动单元的反相输入端连接，差分转单端驱动单元的输出端与调制电流控制单元的控制端连接；
48.外部驱动端通过输入缓冲器的缓冲作用，再通过差分转单端驱动单元将两路驱动信息转为一路驱动信号控制调制电流控制单元，输入缓冲器能够提高外部驱动端驱动信号的稳定性，通过差分转单元驱动单元的转换，能够适配调制电流控制单元的控制。
49.在本实用新型提供的又一实施例中，所述调制电流控制单元包括：第一开关子单元和调制电流源控制子单元；
50.所述调制电流控制单元的输入端与所述第一开关子单元的输入端连接，所述第一开关子单元的控制端与所述调制电流控制单元的控制端连接，所述第一开关子单元的输出端与所述调制电流源控制子单元的输入端连接，所述调制电流源控制子单元的输出端与所述调制电流控制单元的输出端连接。
51.在本实施例具体实施时，参见图3所示，是本实用新型实施例提供的一种调制电流控制单元的结构示意图，调制电流控制单元包括第一开关子单和调制电流源控制子单元；
52.第一开关子单元的控制端与调制电流控制单元的控制端连接，即差分转单端驱动单元的输出端连接，第一开关子单元的输入端与调制电流控制单元的输入端连接，第一开关子单元的输出端与调制电流源控制子单元的输入端连接，调制电流源控制子单元的输出端与调制电流控制单元的输出端连接。
53.在本实用新型提供的又一实施例中，所述偏置电流控制单元包括：第二开关子单
元、偏置电流源控制子单元和偏置电流控制寄存器；
54.所述偏置电流控制单元的输入端与所述第二开关子单元的输入端连接，所述第二开关子单元的控制端与所述偏置电流控制寄存器连接，所述第二开关子单元的输出端与所述偏置电流源控制子单元的输入端连接，所述偏置电流源控制子单元的输出端与所述偏置电流控制单元的输出端连接。
55.在本实施例具体实施时，参见图4所示，是本实用新型实施例提供的一种偏置电流控制单元的结构示意图，偏置电流控制单元包括第二开关子单元、偏置电流源控制子单元和偏置电流控制寄存器；
56.第二开关子单元的输入端与所述偏置电流控制单元的输入端连接，第二开关子单元的控制端与偏置电流控制寄存器连接，通过偏置电流控制寄存器控制第二开关子单元，第二开关子单元的输出端与偏置电流源控制子单元的输入端连接，偏置电流源控制子单元的输出端与偏置电流控制单元的输出端连接，即接地。
57.调制电流控制单元和偏置电流控制单元的输入端均与激光驱动模块的输入端连接，激光器的调制电流和偏置电流采用同一电流路径，能够减少驱动模块的走线数量和走线难度，并能够减少寄生参数的产生，减小对偏置电流和调制电流的影响。
58.本实用新型提供的又一实施例中，所述差分转单端驱动单元包括差分转单端放大器，所述差分转单端放大器的正相输入端与所述差分转单端驱动单元的正相输入端连接，所述差分转单端放大器的反相输入端与所述差分转单端驱动单元的反相输入端连接，所述差分转单端放大器的输出端与所述差分转单端驱动单元的输出端连接。
59.在本实施例具体实施时，差分转单端驱动单元可由差分转单端放大器构成，此时差分转单端放大器主要功能是将两路差分信号转化为单路驱动信号输出。
60.需要说明的是差分转单端驱动单元也可采用其他元器件构成的具有差分转单端功能的功能单元。
61.通过差分转单端驱动单元能够将两路差分驱动信号转化为单端信号，控制调制电流控制单元，使本实用新型提供的驱动模块适用于现有技术的外部驱动端口。
62.在本实用新型提供的又一实施例中，所述驱动电路还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述rc接地模块的输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述激光驱动模块的输入端连接。
63.所述rl供电模块包括：第二电阻和电感；
64.所述第二电阻与所述电感并联接在所述rl供电模块的输入端与所述rl供电模块的输出端之间。
65.所述rc接地模块包括：第三电阻和电容；
66.所述rc接地模块的输入端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述rc接地模块的输出端连接。
67.在本实施例具体实施时，参见图5所示，是本实用新型实施例提供的一种激光器的驱动电路的结构示意图，驱动电路还包括第一电阻r1，第一电阻r1第一端与激光器连接，第一电阻r1的第二端与激光驱动模块的输入端连接；
68.此外，rl供电模块包括第二电阻r2和电感l，rc接地模块包括第三电阻r3和电容c；
69.第二电阻r2与电感l并联，第二电阻r2的一端与电源vcc连接，另一端与激光器的
输入端连接；
70.第三电阻r3的第一端与激光器的输出端连接，第三电阻r3的第二端与电容c的第一端连接，电容c的第二端接地。
71.通过电阻与电感并联的rl供电模块以及电阻与电容串联的rc接地模块为激光器供电，能够保持激光器供电的稳定性，rl供电模块和rc接地模块对激光器的供电具有保护作用，并能够降低激光器引脚电感效应；激光器和激光驱动模块间的电阻，具有限流作用，避免通过激光器流经激光驱动模块的电流过大。
72.在本实用新型提供的又一实施例中，所述第一开关子单元包括第一开关管，所述第一开关管的控制端与所述第一开关子单元的控制端连接，所述第一开关管的输入端与所述第一开关子单元的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述第一开关子单元的输出端连接；
73.所述调制电流源控制子单元包括调制电流源控制器，所述调制电流源控制器的输入端与所述调制电流源控制子单元的输入端连接，所述调制电流源控制器的输出端与所述调制电流源控制子单元的输出端连接。
74.所述第二开关子单元包括第二开关管，所述第二开关管的控制端与所述第二开关子单元的控制端连接，所述第二开关管的输入端与所述第二开关子单元的输入端连接，所述第二开关管的输出端与所述第二开关子单元的输出端连接；
75.所述偏置电流源控制子单元至少包括一个偏置电流源控制器，所述偏置电流源控制器的输入端与所述偏置电流源控制子单元的输入端连接，所述偏置电流源控制器的输出端与所述偏置电流源控制子单元的输出端连接。
76.本实施例在具体实施时，第一开关子单元包括第一开关管，第一开关子单元的控制端、输入端和输出端分别接第一开关管的控制端，输入端和输出端。
77.第二开关子单元包括第二开关管，第二开关子单元的控制端、输入端和输出端分别接第二开关管的控制端，输入端和输出端。
78.调制电流子单元至少包含一个调制电流源控制器，调制电流源控制器的输入端和输出端分别与调制电流子单元的输入端和输出端连接，调制电流源控制器用于输出激光器的调制电流。
79.偏置电流子单元至少包含一个偏置电流源控制器，偏置电流源控制器的输入端和输出端分别与偏置电流子单元的输入端和输出端连接，偏置电流源控制器用于输出激光器的偏置电流。
80.需要说明的时第一开关管和第二开关管可采用三极管或mos管，当采用三极管时，第一开关管和第二开关管的控制端、输入端和输出端分别是三极管的基极、集电极和发射极；
81.当采用mos管时，第一开关管和第二开关管的控制端、输入端和输出端分别是mos管的栅极、源极和漏极。
82.需要说明的是，第一开关子单元和第二开关子单元也可由多个开关管组成的开关子单元。
83.通过开关管组成开关单元，来控制偏置电流控制单元和调制电流控制单元的导通与截至，电路结构简单。
84.在本实用新型提供的又一实施例中，参见图6所示，是本实用新型实施例提供的一种激光器驱动电路的结构示意图，包括输入缓冲器601、差分转单端放大器602、第一三极管603、调制电流源控制器604、第二三极管605、偏置电流控制寄存器606、偏置电流源控制器607、第一电阻608、激光器609、第二电阻610、电感611、第三电阻612和电容613；
85.具体的，输入缓冲器601的正相输入端和反相输入端分别与外部驱动端txin 和外部驱动端txin-连接，输入缓冲器601的正相输出端和反相输出端分别与差分转单端放大器602的正相输入端和反相输入端连接，差分转单端放大器602的输出端与第一三极管603的基极连接，第一三极管603的发射极与调制电流源控制器604的输入端连接，调制电流源控制器604的输出端接地；
86.第一三极管603的集电极与第二三极管605的集电极及第一电阻608的第一端连接，第二三极管605的基极与偏置电流控制寄存器606连接，偏置电流控制寄存器606的发射极与偏置电流源控制器607的输入端连接，偏置电流源控制器607的输出端接地；
87.第一电阻608的第二端与激光器609的输出端连接，激光器609的输入端通过并联的第二电阻610和电感611接电源vcc，激光器609的输出端与第三电阻612的第一端连接，第三电阻612的第二段与电容613的第一端连接，电容613的第二端接地。
88.在本实施例中，外部驱动端txin 和txin-发送驱动信号给激光驱动器，激光驱动器的输入缓冲器经过驱动后级的差分转单端放大器，差分转单端放大器将正相输入端和反相输入端输入的驱动信号转化为一路信号输出给调制电流驱动单元的第一三极管的基极，控制第一三极管的导通或截止，控制调制电流源控制器输出的调制电流，偏置控制寄存器控制第二三极管的基极，控制第二三极管的导通或截止，控制偏置电流源控制器输出的偏置电流，通过同一电流路径控制激光器，降低了pcb板的走线难度，减少寄生参数的产生。
89.本实用新型提供一种激光器的驱动电路，电源vcc通过rl供电模块给激光器供电，激光器通过rc接地模块接地，通过rl供电模块和rc接地模块能够保持激光器供电的稳定；外部驱动端通过激光驱动模块为激光器提供偏置电流和调制电流；激光驱动模块包括差分转单端驱动单元、调制电流控制单元和偏置电流控制单元，通过差分转单端驱动单元将外部多路驱动信号合成一路驱动信号，驱动后级调制电流控制单元和偏置电流控制单元，减小pcb的尺寸。激光驱动模块和激光器之间通过一条电流路径连接，降低了pcb板的走线难度，减少寄生参数的产生，减少对偏置电流和调制电流的影响。
90.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。