圖 7-2 采用 LMH13000 的發(fā)送路徑原理圖

根據(jù)所需的光功率和上升時(shí)間，V105Q121A-940 被視為用于發(fā)射路徑的激光。LMH13000 的 IOUT 連接至激光陰極，因?yàn)樵撈骷且粋€(gè)灌電流驅(qū)動(dòng)器。激光器的陽極連接到偏置電壓 VLD。所需光功率為 1.5W；使用激光二極管數(shù)據(jù)表中的光輸出功率圖，可計(jì)算出 I_OUT 為 2A。MODE 引腳連接到 AVDD，因?yàn)楦唠娏髂Ｊ街С?2A I_OUT。PD 引腳連接到 AGND。

使用以下公式將 VSET 設(shè)置為 0.8V，以將 I_OUT 設(shè)置為 2A。使用 DAC 通過 20kΩ 串聯(lián)電阻來施加 VSET 電壓。

所需的 VLD 電壓與所需的最小 V_IOUT、V_F 和 IOUT 路徑電感成函數(shù)關(guān)系?？墒褂?em class="ph i">電氣特性表推斷最小 V_IOUT。

其中 V_F = 激光二極管的正向偏置電壓，L = L_LRASER + L_TRACE，dI_OUT = 2A 且 dt = 1ns。

有關(guān)特定 I_OUT 所需的 MINV_IOUT，請(qǐng)參閱圖 5-27。依據(jù)圖 5-27，對(duì)于 2A 的 I_OUT，MINV_IOUT ? 1V。對(duì)于 2A 脈沖，V_F = 1.85V（來自激光數(shù)據(jù)表）。電感 L 是激光器和電路板跡線電感之和，測(cè)得的值約為 1.5nH。將這些值相加后，所需的最小 VLD ? 6V（假定 R_DAMP = 0Ω）。對(duì)于直流、緩慢上升時(shí)間、電流輸出應(yīng)用，可以在前面的公式中使 L × dI_OUT / dt 分量為 0。

為了實(shí)現(xiàn) 2ns 的脈沖持續(xù)時(shí)間，會(huì)在 LVDS 引腳上施加大于 250mV 且持續(xù)時(shí)間為 2ns 的 LVDS 信號(hào)。將 LVDS 共模和差分電壓設(shè)計(jì)成完全處于電氣特性 中指定的最大限值范圍內(nèi)。

該設(shè)置為生成 2A、導(dǎo)通時(shí)間為 2ns 的電流脈沖提供了初步指南。要實(shí)現(xiàn)不同頻率和占空比的脈沖序列，只需將所需的邏輯信號(hào) (LVDS/CMOS/TTL) 應(yīng)用到 EP 和 EN 引腳即可。

圖 7-3 I_OUT 路徑的二階 RLC 電路

觀察電域或光域中的 IOUT 脈沖響應(yīng)可以得到調(diào)整電路以實(shí)現(xiàn)所需電流輸出響應(yīng)所需的一般方向。

• 由于可用于在電路板和激光電感上建立電流的更高電壓，增加的 VLD 電壓使上升時(shí)間變短。但是，VLD 越高，過沖就會(huì)成比例增加。
• 為了在 IOUT 脈沖中實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵響應(yīng)，設(shè)計(jì)的目標(biāo)是對(duì)于圖 7-3 中所示的二階系統(tǒng)使 zeta (ζ) = 1。通過添加明顯大于 C_IOUT 的 C_SNUB，二階電路行為主要由 C_SNUB 值決定。
• 方程式 8. ${\mathrm{C}}_{\mathrm{S}\mathrm{N}\mathrm{U}\mathrm{B}}\mathrm{ }=\mathrm{ }5\mathrm{ }\times \mathrm{ }{\mathrm{C}}_{\mathrm{I}\mathrm{O}\mathrm{U}\mathrm{T}}$

  最小 V_IOUT 的 C_IOUT 可在圖 5-12 中找到。

• C_SNUB 的計(jì)算結(jié)果約為 300pF（當(dāng) V_IOUT 為 6V 時(shí)，C_IOUT ? 62pF）。
• 將 C_SNUB、L_LASER+TRACE 和 R_LASER 的值代入以下公式：
  方程式 9. $\mathrm{\zeta }\mathrm{ }=\mathrm{ }\frac{{\mathrm{R}}_{\mathrm{L}\mathrm{A}\mathrm{S}\mathrm{E}\mathrm{R}}\mathrm{ }+\mathrm{ }{\mathrm{R}}_{\mathrm{D}\mathrm{A}\mathrm{M}\mathrm{P}}+\mathrm{ }{\mathrm{R}}_{\mathrm{S}\mathrm{N}\mathrm{U}\mathrm{B}}}{2}\mathrm{ }\mathrm{ }\times \mathrm{ }\surd \frac{{\mathrm{C}}_{\mathrm{S}\mathrm{N}\mathrm{U}\mathrm{B}}}{{\mathrm{L}}_{\mathrm{L}\mathrm{A}\mathrm{S}\mathrm{E}\mathrm{R}}+{\mathrm{L}}_{\mathrm{T}\mathrm{R}\mathrm{A}\mathrm{C}\mathrm{E}}}\mathrm{ }$
  對(duì) R_SNUB 進(jìn)行微調(diào)，從而在上升時(shí)間和過沖之間實(shí)現(xiàn)正確的平衡。在 IOUT 兩側(cè)添加緩沖器（請(qǐng)參閱圖 7-6和圖 7-7），使緩沖器最有效。
• 如果過沖和上升時(shí)間平衡不能令人滿意，那么添加一個(gè)小型串聯(lián)阻尼電阻器 R_DAMP 可降低過沖電流輸出響應(yīng)。添加阻尼串聯(lián)電阻器將 ζ 推向或超過 1，以將 RLC 電路調(diào)諧到臨界阻尼響應(yīng)。

電氣特性表指出，MODE = 1 時(shí) 2A 輸出電流在室溫下的精度約為 5%。因此，當(dāng)設(shè)置為2A 時(shí)，I_OUT 可能不會(huì)精確到 2A，但實(shí)際上設(shè)置為 2A±5%。這種不準(zhǔn)確性要求調(diào)整 V_SET，使其略大于或小于 0.8V，從而使 I_OUT 恰好為 2A。進(jìn)行此調(diào)整后，整個(gè)溫度范圍內(nèi)的 I_OUT 精確到 2A±1.3%，可另外參見節(jié) 5.6中 I_OUT 隨溫度的變化。

對(duì)于小于 I_OUT 穩(wěn)定時(shí)間的輸出脈沖，峰值振幅主要經(jīng)由過沖值設(shè)置。在這種情況下，請(qǐng)調(diào)整 VSET 以調(diào)整峰值過沖值。