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MAX3740 VCSEL激光驅(qū)動(dòng)器的輸出功率等級(jí)可用軟件控制。這可通過(guò)其與DS1859數(shù)字電位器配合使用實(shí)現(xiàn)，但需要很高的技巧。本文介紹了設(shè)計(jì)中面臨的挑戰(zhàn)，給出了兩種利用DS1859和一個(gè)分立電阻控制輸出功率的方案(方案#1和方案#2)，和一個(gè)使用單個(gè)運(yùn)放解決所有分立元件方案缺點(diǎn)的新方案(方案#3)。同時(shí)還給出了每種方案中光電二極管電流和電位器電阻關(guān)系的仿真結(jié)果。最后總結(jié)了每種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。
對(duì)于一個(gè)特定應(yīng)用而言，最佳電路取決于設(shè)計(jì)者的需求。設(shè)計(jì)中需要考慮的內(nèi)容包括滿足激光功率等級(jí)要求的光電二極管電流，調(diào)節(jié)范圍，以及所需的分辨率。設(shè)計(jì)者可以利用本文的信息來(lái)確定一個(gè)特定應(yīng)用的最佳方案。
挑戰(zhàn)
MAX3740數(shù)據(jù)資料要求在基準(zhǔn)引腳(REF)和功率監(jiān)測(cè)光電二極管(MD)之間連接一個(gè)電阻來(lái)設(shè)置光電二極管電流。功率控制環(huán)路根據(jù)此光電二極管電流控制激光二極管輸出強(qiáng)度，以滿足平均光功率的要求。問(wèn)題在于MD的額定電壓為1.6V，而REF額定電壓為1.8V。電阻兩端僅有0.2V來(lái)設(shè)置光電二極管電流。類(lèi)似DS1859這樣的數(shù)字電位器所能達(dá)到的最小電阻為1K。對(duì)應(yīng)最大電流為200µA。你可以使用一個(gè)固定電阻來(lái)增加電流，但無(wú)法解決大電流時(shí)有限的調(diào)節(jié)范圍，非線性，以及較差的分辨率。
使用DS1859的另一個(gè)挑戰(zhàn)在于，MAX3740的MD和REF引腳間的電壓變化范圍很大。雖然兩點(diǎn)間的差值穩(wěn)定在0.2V，但共模電壓變化范圍可達(dá)±0.5V。MD對(duì)地電壓較大的變化意味著利用其對(duì)地之間電阻定義的電流也會(huì)有同樣大的變化。
方案#1
此方案中，DS1859可變電阻和一個(gè)806Ω的固定電阻并聯(lián)到REF和MD之間，見(jiàn)圖1。固定電阻電流為0.2V/806 = 248µA，可變電阻的電流變化范圍為0.2V/50K (DS1859最大值) = 4µA至0.2V/1K (DS1859最小值) = 200µA。固定電阻和可變電阻的電流和決定流經(jīng)光電二極管的電流。這種方法能夠在低電流時(shí)提供高分辨率的非線性響應(yīng)。而且不受MD電壓變化的影響。
圖1. 方案#1的原理圖
圖2. 方案#1的仿真結(jié)果(X軸為以歐姆表示的DS1859電阻值)
圖3. 對(duì)方案#1的總結(jié)
方案#2
在此方案中，DS1859連接在MD和地之間，一個(gè)243Ω的固定電阻置于REF和MD之間，見(jiàn)圖4。固定電阻的電流為0.2V/243 = 823µA�？勺冸娮璧碾娏髯兓秶鸀椋�1.6V (MD額定電壓)/50K (DS1859最大值) = 32µA至1.6V (MD額定電壓)/1K (DS1859最小值) = 1600µA。光電二極管的電流等于固定電阻的電流減去可變電阻的電流。這一方法在高電流時(shí)提供了較高的分辨率。但電流值強(qiáng)烈依賴于MD的電壓變化。注意光電二極管電流在可變電阻值較低時(shí)可能出現(xiàn)負(fù)值。圖5為當(dāng)MD和REF值在±5V范圍內(nèi)變化時(shí)光電二極管電流的變化。
圖4. 方案#2的原理圖
圖5. 方案#2中MD和REF值在±0.5V范圍內(nèi)變化時(shí)的仿真結(jié)果(X軸為以歐姆表示的DS1859電阻值)
圖6. 對(duì)方案#2的總結(jié)
