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[FAQ] [参考译文] [常见问题解答] OPA392:为激光二极管驱动器和马赫曾德应用选择合适的放大器

Guru**** 608155 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA3S328, OPA392, OPA328, OPA2392
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1263591/faq-opa392-selecting-the-right-amplifier-for-laser-diode-drivers-and-mach-zehnder-applications

器件型号:OPA392
主题中讨论的其他器件: OPA328、OPA3S328 OPA2392

激光二极管驱动器和 Machezhnders 在光纤网络中起着非常重要的作用、使光信号的传输速度达到目前的标准。 随着精密放大器的发展、激光二极管驱动器(红色部分概述)和 MachZehnders (绿色部分概述)可以执行更高级别的操作、从而实现更快、更可靠的通信网络。 在这篇文章中、我们介绍了专为 光学模块设计的关键放大器

图1: 光学模块参考设计

为激光二极管驱动器选择正确的放大器

激光二极管引发通过光信号发送数据的过程。 它们发射相干的单色光、这对于远距离传输数据至关重要。 激光二极管是电流敏感型器件[需要低噪声电流源、因为二极管输入端的任何噪声都会复制到输出端。 这会改变发射光的强度并损坏光学波导、从而损坏其他器件。 由于这种潜在的破坏性性质、需要一个具有低噪声和低温漂的运算放大器。 放大器还必须采用小型封装以满足电路板要求。

如上所述、激光二极管驱动器需要一个运算放大器来精确控制电流。 OPA392和 OPA328非常适合此应用、因为它们具有出色的直流性能和小型封装选项。

器件 电压 范围(V) 偏移漂移 (µV 值、μ A /C ) 偏移 (最大值、mV) Ib (最大值、pA) 噪声@ 1k (nV/√Hz) 输出电流 (a) 封装

OPA392

1.7至5.5

0.16

0.01

0.8

6.5

0.065

SOT-23

OPA328

2.2至5.5

0.15

0.05

1.0

9.8

0.065

SOT-23

图2:带晶体管的 Howland 电流泵

改进型 Howland 电流泵使用差分放大器在并联电阻器(Rs)上施加电压、从而形成压控双极电流源、通过这种方式、可以实现一种简单而有效的激光二极管驱动器。 在这种配置下、进入二极管的电流与放大器的增益、差分输入电压和分流电阻器的值成正比。 可使用以下公式估算负载电流和放大器增益。

      

      

有关 Howland 电流泵的更多信息、请查看以下链接。

改进型 Howland 电流泵配置分析

创建了一个 TINA 仿真来显示 Howland 电流泵与 OPA392和 TI 2N2484结合使用的有效性。 在此配置中、放大器的增益为0.98V/V、差分电压为1V、分流电阻器(Rs)为20 Ω。 重点是1V 差分电压下的负载电流、结果是98mA 的预期计算值、如图所示。

e2e.ti.com/.../OPA392_5F00_LD_5F00_Driver_5F00_sim.TSC

  

图3:具有 OPA392和 TI 2N2484的激光二极管驱动器原理图

图4:激光二极管驱动器的直流传输特性

为 MachZehnder 应用选择正确的放大器

调制一直是快速数据传输的关键因素。  它实现了超过100Gbps 的速度、并降低了光信号的失真。 运算放大器通过控制灌电流或拉电流在此应用中发挥支持作用。 该电流通过电阻材料驱动、该材料加热光学波导、从而导致其中一个信号发生相移。  由于精确相移需要热控制、因此为此应用选择了具有低漂移的放大器。 此外、放大器必须具有小尺寸和高输出电流、才能产生足够的热量。

图5:Mach Zehnder 调制器

 

 OPA3S328和 OPA2392推荐用于 MachZehnder 应用、因为它们具有低漂移、小型封装选项和高输出电流。

 器件 电压范围(V) µV 漂移(典型值、μ V/C) 偏移(最大值、mV) Ib (最大值、PA) 噪声@ 1k (nV/√Hz) 输出电流(典型值、A)  封装

OPA2392

1.7至5.5

0.16

0.01

0.8

6.5

0.065

1.2x1.2 WCSP

OPA3S328

2.2至5.5

0.15

0.06

10

9.8

0.063

3.5x3.5mm VQFN

已创建一个使用 OPA3S328和 OPA2392偏置马赫信号器的 TINA 仿真、以显示不同输入电压和顺从电压下的不同输出电流。 如仿真所示、OPA3S328输出电流在几乎整个3V 顺从电压范围内保持高电平、而 OPA2392的输出电流下降至大约1.7V 的顺从电压。

e2e.ti.com/.../OPA3S328_5F00_MZM_5F00_sim.TSC     

                                       图6: OPA3S328 Mach Zehnder 偏置

e2e.ti.com/.../OPA2392_5F00_MZM_5F00_sim.TSC          

                                       图7:OPA2392 Mach Zehnder 偏置  

-作者 Nicholas Rubalcava

  

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    谢谢你回答我的问题。