ZHCAD21 august 2023 AFE11612-SEP

2 激光和半导体光学放大器偏置

激光二极管和半导体光学放大器 (SOA) 需要精密电流源和电流监控来实现精确偏置。AFE11612-SEP 具有十二个 12 位 DAC，可通过外部电路配置为精密电流源。图 2-1 中的电路使用 AFE11612-SEP DAC 输出、外部运算放大器和外部 MOSFET 为以地为基准的负载提供可编程电流。

图 2-1 激光二极管偏置电路

第一个运算放大器级使用 R_SET 和 DAC 输出电压 (V_DAC) 来设置基准电流。V_DAC 施加到 OPA1 的同相输入端，该输入端将 R_SET 的高侧设置为相同的电压。基准电流 (I_SET) 通过方程式 1 进行计算。

方程式 1.

I_{S E T} = \frac{V_{D A C}}{R_{S E T}}

第二个运算放大器级是一个电流镜，其增益由 R_A 和 R_B 设置。流经 R_A 的电流等于 I_SET。这会在 R_A 两端产生压降。由于运算放大器 OPA2 反馈强制 R_B 的低侧具有此电压，因此 R_B 具有相同的压降。因此，在 R_A 和 R_B 具有相同压降的情况下，可以通过选择特定的电阻值调整流经 R_B 的电流。该电流 (I_MIR) 是负载使用的电流。使用方程式 2 和方程式 3 来计算电流增益。

方程式 2.

I_{S E T} \times R_{A} = I_{M I R} \times R_{B}

方程式 3.

C u r r e n t G a i n = \frac{I_{S E T}}{I_{M I R}} = \frac{R_{A}}{R_{B}}

系统的总增益可以通过方程式 4 来计算。

方程式 4.

I_{M I R} = \frac{V_{D A C} \times R_{A}}{R_{S E T} \times R_{B}}

有关使用电压 DAC 创建可编程电流源的更多信息，请参阅 8 通道 16 位 200mA 电流输出数模转换器参考设计 和可编程两级高侧电流源电流。

此外，AFE11612-SEP 还具有一个带差分输入的 ADC，可帮助测量 R_B 两端的电压差以监控电流。AFE11612-SEP ADC 的电压范围为 5V，因此使用 ADC 进行测量时必须考虑 P_VDD 电压。在更高电压的应用中，可以使用 INA 或分压器电路来测量 R_B 两端的电压，如图 2-2 中所示。

AFE11612-SEP 还具有两个远程温度监控器，当它们检测到温度超过用户确定的值时，会触发警报。可以将这些元件放置在温度敏感元件附近，以确保在器件过热时通知主机。

图 2-2 使用 INA 的激光二极管偏置电路