圖5表明，對(duì)于以上選取的這組電阻電容值，在4.3V電壓附近，電容的充電速率為14mV/s、放電速率為13mV/s，說(shuō)明電容在4.3V附近的充放電速率不僅較慢，而且基本一致，這對(duì)穩(wěn)定電容電壓將很有效果。因此，電路在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，需要將電容電壓維持在4.3V附近，這需要通過(guò)調(diào)整電路其他部分元件的取值來(lái)實(shí)現(xiàn)。

反饋回路

一般，蝶形封裝激光器中均自帶有PIN或PD光電探測(cè)器用于探測(cè)光強(qiáng)，光電探測(cè)器能夠得到與檢測(cè)光強(qiáng)成一定比例關(guān)系的電流信號(hào)，通過(guò)對(duì)該電流信號(hào)進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換、放大處理即可得到實(shí)用的監(jiān)測(cè)信號(hào)，這一過(guò)程可以體現(xiàn)于圖6。

圖6 PIN光電探測(cè)器構(gòu)成的固定增益反饋回路

MAX4008是一款高精度電流檢測(cè)芯片，在光纖應(yīng)用中專門(mén)用于檢測(cè)PD或PIN光電探測(cè)器的電流，它的REF引腳是參考電流輸入引腳，OUT引腳是檢測(cè)電壓輸出引腳，其電壓值大小與REF引腳電流成正比關(guān)系。當(dāng)REF參考電流在250nA到2.5mA范圍內(nèi)變化時(shí)，MAX4008的檢測(cè)精度可維持在5%以內(nèi);在精度放寬到10%的前提下，檢測(cè)電流范圍可擴(kuò)展到10nA到10mA。MAX4008的輸出電壓UMAX4008與參考電流IREF的關(guān)系式為：

UMAX4008(mV)=IRREF(μA)                           (4)

由此，250nA~2.5mA的REF參考電流值對(duì)應(yīng)的輸出電壓范圍是0.25mV~2.5V。

0.25mV~2.5V的電壓值需要變換放大到所需要的電壓范圍，這通過(guò)由運(yùn)算放大器A4組成的同相比例運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)，如圖6所示，其比例系數(shù)為1+Rf/R。注意到一點(diǎn)，MAX4008的輸出電阻為10kΩ，而根據(jù)PIN、光強(qiáng)度等的不同，MAX4008的輸出電壓可能會(huì)低至幾毫伏，為了防止輸出電壓在下一級(jí)輸入會(huì)有衰減，在MAX4008與同相比例運(yùn)算電路之間加一級(jí)電壓跟隨器，用于隔離，提高M(jìn)AX4008“帶負(fù)載”的能力。最終，運(yùn)算放大器A4的輸出電壓U0與MAX4008輸出電壓UMAX4008的關(guān)系式為：

實(shí)際應(yīng)用應(yīng)，Rf和R的阻值需要根據(jù)具體的LD以及PIN參數(shù)來(lái)確定。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

光電探測(cè)器選用SIEMENS SRD00111Z硅PIN光電探測(cè)器來(lái)模擬激光器集成光電探測(cè)器，該光電探測(cè)器最高功率譜密度集中在800nm;作為實(shí)驗(yàn)，選用紅色發(fā)光二極管(LED)來(lái)模擬激光器。DFB蝶形激光器工作電流一般達(dá)到70mA，遠(yuǎn)超過(guò)普通發(fā)光二極管的正常工作電流，因此用20只發(fā)光二極管并聯(lián)構(gòu)成一只大電流發(fā)光二極管，并將其中的一只引出與PIN密封固定在一起，用于探測(cè)光強(qiáng)。

在定量分析中，LED工作電流與LED光強(qiáng)、PIN探測(cè)電流的關(guān)系未知，為了得到其關(guān)系，實(shí)測(cè)了一些采樣點(diǎn)：當(dāng)恒流源輸入電壓從400mV逐漸變化到800mV時(shí)，以50mV為間隔，測(cè)得MAX4008的輸出采樣電壓值如圖7中圓點(diǎn)所示，并利用MATLAB對(duì)這些采樣點(diǎn)進(jìn)行2階多項(xiàng)式曲線擬合，擬合曲線如圖中細(xì)實(shí)線所示。

并得到擬合曲線函數(shù)式為：