带消光比控制的多速率激光驱动器MAX3737
关电流的设计。ＭＡＸ３７３７典型应用电路如图３所示，图中所标元器件参数值为典型值，未标元器件需要在具体设计中确定，激光管采用直流耦合方式。下面结合典型应用电路来介绍ＭＡＸ３７３７的应用设计过程。
３．１激光管的选择
用户在利用ＭＡＸ３７３７设计光发射机时，首选是根据实际需求选择合适的激光管。一般情况下，光输出功率用平均光功率和消光比描述，用户可根据光输出功率来确定所需激光管的输出平均功率和消光比，并应在满足输出功率的前提下，尽量使消光比大一些。在输出功率和消光比确定后，同时根据这些参数来选择满足条件的激光管。
３．２调制电流ＩＭＯＤ的设计
激光管选定后，用户可根据表１中的关系式推导出调制电流ＩＭＯＤ的计算公式。具体如下：
ＩＭＯＤ＝２ＰＡＶＧ（ｒｅ－１）／η（ｒｅ＋１）；
式中，各参数的物理意义见表１所列。实际上，调制电流是由固定调制电流（ＩＭＯＤＳ)、偏置补偿调制电流（ＫＩＢＩＡＳ)和温度补偿调制电流（ＩＭＯＤＴ)三部分组成的。
（１)固定调制电流（ＩＭＯＤＳ)
固定调制电流是在理想工作条件（温度不变和输出功率恒定)下驱动器所需的调制电流。该电流可由ＭＡＸ３７３７内部电路和ＭＯＤＳＥＴ端的外接电阻所确定。因此，应首先根据实际要求确定所需的固定调制电流（ＩＭＯＤＳ)，然后再确定ＭＯＤＳＥＴ端的外接电阻（ＲＭＯＤＳＥＴ)值具体为：
ＩＭＯＤＳ＝２６８ＶＲＥＦ／ＲＭＯＤＳＥＴ
其中，ＶＲＥＦ为ＭＡＸ３７３７内部的参考电压，一般情况下的典型值为１．３Ｖ。
（２)偏置补偿调制电流（ＫＩＢＩＡＳ）
偏置补偿调制电流是由偏置电流变化所引起的，其作用大小由补偿因子Ｋ所确定，而Ｋ值大小则由ＭＯＤＢＣＯＭＰ端的外接电阻所确定。在应用中，可根据偏置电流和调制电流变化来确定合适的补偿因子Ｋ，然后根据Ｋ值再确定ＭＯＤＢＣＯＭＰ端的外接电阻(ＲＭＯＤＢＣＯＭＰ）值。
确定补偿因子Ｋ的计算公式为：
Ｋ＝△ＩＭＯＤ／△ＩＢＩＡＳ＝(ＩＭＯＤ２－ＩＭＯＤ１）／（ＩＢＩＡＳ２－ＩＢＩＡＳ１）；
而Ｋ值与ＲＭＯＤＢＣＯＭＰ的关系为：
Ｋ＝[１７００／(１０００＋ＲＭＯＤＢＣＯＭＰ）]±１０％
(３）温度补偿调制电流(ＩＭＯＤＴ）
温度补偿调制电流一般是由温度超过阈值温度所引起的，其作用是补偿温度变化对调制电流的影响，当Ｔ＞ＴＴＨ时，温度补偿调制电流(ＩＭＯＤＴ）的计算公式为：
ＩＭＯＤＴ＝ＴＣ(Ｔ－ＴＴＨ）；
其中，ＴＴＨ为温度阈值，其值可由ＴＨ＿ＴＥＭＰ端的外接电阻(ＲＴＨ＿ＴＥＭＰ）来确定；ＴＣ为温度补偿系数，其值由ＭＯＤＴＣＯＭＰ端的外接电阻（ＲＭＯＤＴＣＯＭＰ)确定。
应用时，应根据实际情况确定合适的温度阈值和温度补偿系数，然后根据下列公式来确定ＲＴＨ＿ＴＥＭＰ和ＲＭＯＤＴＣＯＭＰ：。
ＴＴＨ＝－７０℃＋[１．４５ＭΩ／(９．２ｋΩ＋ＲＴＨ－ＴＥＭＰ）]℃±１０％；
３．３监控光二极管反馈电流ＩＭＤ的设计
当激光管选定后，转移系数ＰＭＯＮ即可确定，设计时可以参见表１中的参数设置公式。当用户确定平均光功率后，即可根据公式ＰＡＶＧ＝ＩＭＤ／ＰＭＯＮ来确定ＩＭＤ的理论值。
在ＭＡＸ３７３７中，反馈电流ＩＭＤ可以由ＡＰＣＳＥＴ端外接电阻设定，因此ＩＭＤ设计的实质是确定ＡＰＣＳＥＴ端的外接电阻ＲＡＰＣＳＥＴ。用户根据下式可确定ＲＡＰＣＳＥＴ值。
ＩＭＤ＝ＶＲＥＦ／（２ＲＡＰＣＳＥＴ）
ＲＡＰＣＳＥＴ确定后，实际提供的反馈电流ＩＭＤ就确定了，这样，ＡＰＣ电路就会根据ＩＭＤ的变化来自动调整偏置电流ＩＢＩＡＳ，从而维持平均光功率的稳定。
图3
３．４ＡＰＣ环路滤波电容的设计
在ＡＰＣ电路中，滤波电容ＣＡＰＣ的作用是延迟ＡＰＣ电路的作用时间，减少低频信号干扰。滤波电容ＣＡＰＣ的值可由低频截止频率ｆ３ＤＢ来确定，用户可以首先根据要求确定低频截止频率ｆ３ＤＢ，然后根据下式确定ＣＡＰＣ的值。
ＣＡＰＣ（μＦ）≈η６８ρＭＯＮ／ｆ３ＤＢ(ｋＨｚ）
为滤除高频噪声，在ＭＤ端需接一下拉电容ＣＭＤ到地，一般情况下，下拉电容ＣＭＤ的值约为滤波电容ＣＡＰＣ值的四分之一。
３．５注意事项
在设计过程中，为使电路正常工作，对各种电流要有一定的条件限制。若所需调制电流不大于６０ｍＡ，ＭＡＸ３７３７和外接激光管可采用直流耦合方式；若调制电流大于６０ｍＡ，则应采用交流耦合方式。不管采用哪种耦合方式，在输出端ＯＵＴ＋，各种电流都应满足如下要求：
(１）对于直流耦合
ＶＯＵＴ＋＝ＶＣＣ－ＶＤＩＯＤＥ－ＩＭＯＤ(ＲＤ＋ＲＬ）－ＩＢＩＡＳＲＬ≥０．７Ｖ
式中，ＶＤＩＯＤＥ为激光二极管的偏置端电压，典型值为１．２Ｖ；ＲＬ是激光二极管的偏置端电阻，典型值
３．１激光管的选择
用户在利用ＭＡＸ３７３７设计光发射机时，首选是根据实际需求选择合适的激光管。一般情况下，光输出功率用平均光功率和消光比描述，用户可根据光输出功率来确定所需激光管的输出平均功率和消光比，并应在满足输出功率的前提下，尽量使消光比大一些。在输出功率和消光比确定后，同时根据这些参数来选择满足条件的激光管。
３．２调制电流ＩＭＯＤ的设计
激光管选定后，用户可根据表１中的关系式推导出调制电流ＩＭＯＤ的计算公式。具体如下：
ＩＭＯＤ＝２ＰＡＶＧ（ｒｅ－１）／η（ｒｅ＋１）；
式中，各参数的物理意义见表１所列。实际上，调制电流是由固定调制电流（ＩＭＯＤＳ)、偏置补偿调制电流（ＫＩＢＩＡＳ)和温度补偿调制电流（ＩＭＯＤＴ)三部分组成的。
（１)固定调制电流（ＩＭＯＤＳ)
固定调制电流是在理想工作条件（温度不变和输出功率恒定)下驱动器所需的调制电流。该电流可由ＭＡＸ３７３７内部电路和ＭＯＤＳＥＴ端的外接电阻所确定。因此，应首先根据实际要求确定所需的固定调制电流（ＩＭＯＤＳ)，然后再确定ＭＯＤＳＥＴ端的外接电阻（ＲＭＯＤＳＥＴ)值具体为：
ＩＭＯＤＳ＝２６８ＶＲＥＦ／ＲＭＯＤＳＥＴ
其中，ＶＲＥＦ为ＭＡＸ３７３７内部的参考电压，一般情况下的典型值为１．３Ｖ。
（２)偏置补偿调制电流（ＫＩＢＩＡＳ）
偏置补偿调制电流是由偏置电流变化所引起的，其作用大小由补偿因子Ｋ所确定，而Ｋ值大小则由ＭＯＤＢＣＯＭＰ端的外接电阻所确定。在应用中，可根据偏置电流和调制电流变化来确定合适的补偿因子Ｋ，然后根据Ｋ值再确定ＭＯＤＢＣＯＭＰ端的外接电阻(ＲＭＯＤＢＣＯＭＰ）值。
确定补偿因子Ｋ的计算公式为：
Ｋ＝△ＩＭＯＤ／△ＩＢＩＡＳ＝(ＩＭＯＤ２－ＩＭＯＤ１）／（ＩＢＩＡＳ２－ＩＢＩＡＳ１）；
而Ｋ值与ＲＭＯＤＢＣＯＭＰ的关系为：
Ｋ＝[１７００／(１０００＋ＲＭＯＤＢＣＯＭＰ）]±１０％
(３）温度补偿调制电流(ＩＭＯＤＴ）
温度补偿调制电流一般是由温度超过阈值温度所引起的，其作用是补偿温度变化对调制电流的影响，当Ｔ＞ＴＴＨ时，温度补偿调制电流(ＩＭＯＤＴ）的计算公式为：
ＩＭＯＤＴ＝ＴＣ(Ｔ－ＴＴＨ）；
其中，ＴＴＨ为温度阈值，其值可由ＴＨ＿ＴＥＭＰ端的外接电阻(ＲＴＨ＿ＴＥＭＰ）来确定；ＴＣ为温度补偿系数，其值由ＭＯＤＴＣＯＭＰ端的外接电阻（ＲＭＯＤＴＣＯＭＰ)确定。
应用时，应根据实际情况确定合适的温度阈值和温度补偿系数，然后根据下列公式来确定ＲＴＨ＿ＴＥＭＰ和ＲＭＯＤＴＣＯＭＰ：。
ＴＴＨ＝－７０℃＋[１．４５ＭΩ／(９．２ｋΩ＋ＲＴＨ－ＴＥＭＰ）]℃±１０％；
３．３监控光二极管反馈电流ＩＭＤ的设计
当激光管选定后，转移系数ＰＭＯＮ即可确定，设计时可以参见表１中的参数设置公式。当用户确定平均光功率后，即可根据公式ＰＡＶＧ＝ＩＭＤ／ＰＭＯＮ来确定ＩＭＤ的理论值。
在ＭＡＸ３７３７中，反馈电流ＩＭＤ可以由ＡＰＣＳＥＴ端外接电阻设定，因此ＩＭＤ设计的实质是确定ＡＰＣＳＥＴ端的外接电阻ＲＡＰＣＳＥＴ。用户根据下式可确定ＲＡＰＣＳＥＴ值。
ＩＭＤ＝ＶＲＥＦ／（２ＲＡＰＣＳＥＴ）
ＲＡＰＣＳＥＴ确定后，实际提供的反馈电流ＩＭＤ就确定了，这样，ＡＰＣ电路就会根据ＩＭＤ的变化来自动调整偏置电流ＩＢＩＡＳ，从而维持平均光功率的稳定。
图3
３．４ＡＰＣ环路滤波电容的设计
在ＡＰＣ电路中，滤波电容ＣＡＰＣ的作用是延迟ＡＰＣ电路的作用时间，减少低频信号干扰。滤波电容ＣＡＰＣ的值可由低频截止频率ｆ３ＤＢ来确定，用户可以首先根据要求确定低频截止频率ｆ３ＤＢ，然后根据下式确定ＣＡＰＣ的值。
ＣＡＰＣ（μＦ）≈η６８ρＭＯＮ／ｆ３ＤＢ(ｋＨｚ）
为滤除高频噪声，在ＭＤ端需接一下拉电容ＣＭＤ到地，一般情况下，下拉电容ＣＭＤ的值约为滤波电容ＣＡＰＣ值的四分之一。
３．５注意事项
在设计过程中，为使电路正常工作，对各种电流要有一定的条件限制。若所需调制电流不大于６０ｍＡ，ＭＡＸ３７３７和外接激光管可采用直流耦合方式；若调制电流大于６０ｍＡ，则应采用交流耦合方式。不管采用哪种耦合方式，在输出端ＯＵＴ＋，各种电流都应满足如下要求：
(１）对于直流耦合
ＶＯＵＴ＋＝ＶＣＣ－ＶＤＩＯＤＥ－ＩＭＯＤ(ＲＤ＋ＲＬ）－ＩＢＩＡＳＲＬ≥０．７Ｖ
式中，ＶＤＩＯＤＥ为激光二极管的偏置端电压，典型值为１．２Ｖ；ＲＬ是激光二极管的偏置端电阻，典型值
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