来自各种供应商的几个家族的激光驱动器被设计为使用电阻来控制由激光驱动器提供的调制和偏置电流。电位计和数字转换器(dac)也可以用来控制这些参数。对于每种控制方法，都有好处和权衡，这将影响整个激光驱动器的性能。为了充分了解各种激光驱动控制系统的优缺点，对激光驱动和光纤模块的设计有一定的了解是必不可少的。

最初，电阻器用于控制调制和偏置电流，如许多激光驱动器数据表所示。虽然电阻器是最便宜的组件选项，但它不允许实时调整，并且在系统校准制造步骤中调整电阻器既困难又耗时。一个更好的解决方案是使用一个机械电位器(可变电阻)，它允许手动调整。

随着体积的增加和自动化变得重要，机械电位器可以被数字电位器取代。数字电位器也提供主动数字控制。

主动数字控制是一种监测参数(如输出功率)的技术，通过ADC测量，用数字引擎处理，然后利用这些信息来调整参数(如激光驱动器输出电流)。主动数字引擎可以补偿激光二极管的温度依赖性。

dac可以用于电位器可以使用的大多数地方，并且可以在某些设计中提供几个优点。

激光驱动器的控制部分

许多激光驱动器具有非常简单的结构，将编程电阻(R(PROGRAM))转换为输出偏置和调制深度电流(见图1)。通常，激光驱动器电流控制引脚(即I(MOD)， I(bias))后面的内部电路包括内部参考电压源。测量该内部电压源的输出电流，并通过电流放大器放大，其输出是激光驱动器的输出。一个简单的电阻连接在地和这些控制引脚之间，为电路提供一致的控制电流。请注意，激光驱动器只关心从这个引脚拔出的电流量，而不是连接到它的电阻器的值。因此，电阻器可以由控制该电流的DAC取代，稍后将对此进行描述。通常，电流放大器的增益在100-200 (mA/mA)量级，典型输出电流可达50-80mA。

图1所示 激光驱动器内部结构用于感应编程电阻的值。

数字锅选项(和优点)

使用数字锅代替控制电阻是最简单和最明显的方法(见图2)。

图2 用数字电位器编程激光驱动器。

然而，可用的锅的电阻值可能不能精确地与期望的编程电流范围对齐。可以使用额外的电阻更直接地将锅的范围映射到所需的电流范围(见图3)。注意，电流随电阻的倒数而变化。数字电位器通常具有均匀间隔的步长，这意味着编程电流的步长在锅的低电阻范围内会大，在高电阻范围内会小。

图3 用优化的编程范围电位器对激光驱动电流进行编程。

DAC选项(及优势)

一个DAC可以用来代替一个锅来控制激光驱动电流。电压输出DAC与串联电阻一起使用，这样从激光驱动器控制引脚提取的电流就是编程电流(见图4)。DAC的理想满量程/参考电压与特定激光驱动器内部的参考电压相同。它可以更大，但DAC的可用范围受到损害

图4 用DAC编程激光驱动电流。

设计工程师考虑使用DAC的一些原因包括:

• 线性数字代码与由此产生的锅的控制电流之间的关系是1/R关系。这是DAC的线性关系。线性设计有两个主要优点:
  
  

1. DAC线性设计具有非常规则和可预测的步长，因此很容易计算设计是否可以校准到适当的最终目标精度。如上所述，由于1/R关系，罐设计可能存在不希望的步长问题，因此设计可能无法达到最终精度。

2. 用于根据测量模块输出功率来调整输出电流的控制算法可以更简单地设计和优化使用线性控制环路软件算法的吞吐量。

• 密度/董事会规模在一些设计中，电路板布局实际上可以用DAC做得更小。由于通常情况下，还有其他控制参数需要板上的DAC，因此可以选择具有2个额外通道的DAC(用于激光驱动器调制深度和偏置电流控制电流)。因此，该功能可以由设计的另一部分已经需要的另一个IC来实现，而不是为了这个目的添加一个新的IC。

• 决议:分辨率大于8位的锅不常见。dac的分辨率范围很广。

• 优化范围DAC的满量程电压范围可以直接对应电阻器选择所需的电流范围。如果激光驱动器可用的编程范围需要改变，用DAC方法，电阻器是所有需要改变的;使用POT方法时，由于电阻值嵌入在POT中，因此可能需要将POT更改为不同的POT。

• 双极易于实现:如果激光驱动器必须从-5V电压轨运行，则可以选择的盆数较少。使用双极DAC或类似的电压转换技术允许替代。

• 单元间一致性大多数数字锅在电阻值上有较大的误差(30%或更多)。dac,电阻器的误差可以明显低于1%，这取决于参考电压和使用的电阻器。该误差在校准过程中被消除。但是，在校正算法的误差预算/校正范围内需要考虑误差。此外，如果需要了解所需电压的分布以了解校准过程的控制，则如果控制更一致，则数据更好。

结论

激光模块设计人员可以使用固定电阻、机械罐、数字罐或DAC来控制激光驱动器的调制和偏置电流。

可编程方法(POT或DAC)的优点是制造过程可以自动化，并且可以应用数字控制(例如补偿温度)。

使用POTs可能是比DAC更简单的方法。使用POT可能会有一点成本优势，但与设计的其他部分相比，这通常并不重要。

使用DAC可以提供优势，包括改进的线性度(转换为易于软件实现和达到所需精度的能力)，增加的板密度，更宽的分辨率范围，更好的优化范围，易于使用负电压激光驱动器，以及单位对单位的一致性。