一种发光指示信号的控制电路及光模块
阅读：479发布：2021-05-14
专利汇可以提供一种发光指示信号的控制电路及光模块专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种发光指示 信号 的控制 电路 及光模 块 。本控制电路在发光指示信号产生电路的 基础 上添加上电延迟电路，该上电延迟电路能够延迟比较电路的上电时间，并且比较电路的上电延迟时间大于电源 电压 达到指示分压电路驱动电压的时间。在上电延迟期间，发光指示信号产生电路处于非供电状态，此时，发光指示信号产生电路的输出低电平的发光指示信号；在到达上电延迟时间以后，指示分压电路驱动电压处于稳定的输出状态，此时，比较电路上反向输入端电压大于正向输入端电压，比较电路输出低电平信号，从而在burst off状态上电过程中，发光指示信号产生电路始终输出低电平的发光指示信号，能够正确反映光模块的发光状态，避免出现误报现象。，下面是一种发光指示信号的控制电路及光模块专利的具体信息内容。
1.一种发光指示信号的控制电路，其特征在于，设置在光模块中，所述控制电路包括：
发光指示信号产生电路以及与所述发光指示信号产生电路电连接的上电延迟电路，其中，
所述发光指示信号产生电路包括比较电路，所述比较电路的正向输入端与第一分压电路电连接，反向输入端与指示分压电路电连接，所述第一分压电路的另一端电连接电源，所述指示分压电路用于根据激光器的发光状态输出预设电流，所述比较电路用于比较正向输入端电压与反向输入端电压，并在所述正向输入端电压大于所述反向输入端电压时输出高电平的发光指示信号，在所述正向输入端电压小于所述反向输入端电压时输出低电平的发光指示信号；
所述上电延迟电路，与所述比较电路的电源端电连接，用于在所述发光指示信号产生电路上电过程中，延迟所述比较电路的上电时间，所述比较电路上电的延迟时间大于供电电压达到所述指示分压电路驱动电压的时间。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述上电延迟电路包括第二分压电路和逻辑门电路，所述逻辑门电路的第一输入端与所述第二分压电路电连接，所述逻辑门电路的第二输入端与接地电阻R3电连接，所述逻辑门电路的输出端与所述比较电路电连接，所述逻辑门电路用于在所述第二分压电路的输出电压达到所述逻辑门电路的电平阈值时输出为比较电路供电的所述供电电压。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二分压电路还包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，所述第一分压电阻R1的一端与电源电连接，所述第一分压电阻R1的另一端分别与所述第二分压电阻R2和所述逻辑门电路电连接，所述第二分压电阻R2的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2的比值与所述比较电路上电的延时时间具有正相关关系。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一分压电路还包括第四分压电阻R4和第五分压电阻R5，所述第四分压电阻R4的一端与电源电连接，所述第四分压电阻R4的另一端分别与所述第五分压电阻R5和所述比较电路的正向输入端电连接，所述第五分压电阻R5的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述指示分压电路包括偏置电路BIAS和负载电阻R6，当所述光模块处于Burst on状态时，所述偏置电路BIAS与激光器电连接；当所述光模块处于Burst off状态时，所述偏置电路BIAS电连接在所述负载电阻R6与所述比较电路的正向输入端之间，所述负载电阻R6的另一端接地。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述比较电路的所述正向输入端电压与所述反向输入端电压存在如下关系：VCC*R5/(R4+R5)
一种发光指示信号的控制电路及光模块
技术领域
[0001] 本公开涉及光模块技术领域，尤其涉及一种发光指示信号的控制电路及光模块。
背景技术
[0002] 发光指示信号Tx_SD用于告知主板光模块的发光状态。当Tx_SD为高电平信号时，表明光模块处于发光状态；当Tx_SD为低电平信号时，表明光模块处于不发光状态。Tx_SD的控制功能，通常需要借助外置的偏置电流来实现，偏置电流可由MCU或驱动芯片控制偏置电路BIAS产生，也可由外搭压控电流源产生，下面以MCU或驱动芯片控制偏置电路BIAS产生偏置电流为例，说明Tx_SD的实现过程。
[0003] 请参考图1，所示为一种常见的发光指示信号的控制电路。如图1所示，该控制电路包括偏置电路BIAS和电压比较器Q1，电压比较器Q1的两个输入端分别输入固定电压Vc和偏置电路通过负载电阻R6产生的分压Vd，并根据固定电压Vc和分压Vd的比较结果输出指示光模块发光状态的高电平信号或低电平信号。具体的，当光模块处于Burst on状态时，偏置电路BIAS与激光器LD电连接，偏置电流激发激光器发光，此时，Vd≈0，Vc>Vd，电压比较器Q1输出高电平Tx_SD；当光模块处于Burst off状态时激光器不发光，偏置电路BIAS与电压比较器Q1电连接，偏置电流通过负载电阻R6产生偏置电压Vd，通过负载电阻R6和偏置电流的设置，能够保证Vd>Vc，电压比较器Q1输出低电平Tx_SD，从而实现Tx_SD对光模块发光状态的指示功能。
[0004] Tx_SD通常需要与激光器产生的光信号同步输出，并且同步误差在300ms以内。但是，在电源上电过程中，电压比较器一端输入的固定分压会跟随电源电压缓慢上升，另一端输入的偏置电压则需要在达到MCU或驱动芯片的供电电压阈值后才能产生。因此，在burst off状态上电过程中，在上电初期，在偏置电流产生之前，Vc＝VCC*R5/(R4+R5)>Vd(Vd≈0)，发光指示信号的控制电路输出高电平Tx_SD；在上电后期，在偏置电流产生之后，Vc＝VCC*R5/(R4+R5)发明内容
[0006] 第一方面，本发明提供了一种发光指示信号的控制电路，包括：
[0007] 发光指示信号产生电路以及与所述发光指示信号产生电路电连接的上电延迟电路，其中，
[0008] 所述发光指示信号产生电路包括比较电路，所述比较电路的正向输入端与第一分压电路电连接，反向输入端与指示分压电路电连接，所述第一分压电路的另一端电连接电源，所述指示分压电路用于根据激光器的发光状态输出预设电流，所述比较电路用于比较正向输入端电压与反向输入端电压，并在所述正向输入端电压大于所述反向输入端电压时输出高电平的发光指示信号，在所述正向输入端电压小于所述反向输入端电压时输出低电平的发光指示信号；
[0009] 所述上电延迟电路与所述比较电路电连接，用于在上电过程中，延迟所述比较电路的上电时间，所述比较电路的上电延迟时间大于电源电压达到所述指示分压电路驱动电压的时间。
[0010] 第二方面，本发明提供了一种光模块，所述光模块包括上述发光指示信号的控制电路。
[0011] 本申请的有益效果如下：
[0012] 本发明提供了一种发光指示信号的控制电路及光模块，其中，发光指示信号的控制电路，包括：发光指示信号产生电路以及与所述发光指示信号产生电路电连接的上电延迟电路，其中，所述发光指示信号产生电路包括比较电路，所述比较电路的正向输入端与第一分压电路电连接，反向输入端与指示分压电路电连接，所述第一分压电路的另一端电连接电源，所述指示分压电路用于根据激光器的发光状态输出预设电流，所述比较电路用于比较正向输入端电压与反向输入端电压，并在所述正向输入端电压大于所述反向输入端电压时输出高电平的发光指示信号，在所述正向输入端电压小于所述反向输入端电压时输出低电平的发光指示信号；所述上电延迟电路与所述比较电路电连接，用于在上电过程中，延迟所述比较电路的上电时间，所述比较电路的上电延迟时间大于供电电压达到所述指示分压电路驱动电压的时间。
[0013] 本申请在发光指示信号产生电路的基础上添加上电延迟电路，该上电延迟电路能够延迟比较电路的上电时间，并且比较电路的上电延迟时间大于电源电压达到所述指示分压电路驱动电压的时间。这样，在上电延迟期间，发光指示信号产生电路处于非供电状态，此时，发光指示信号产生电路的输出电压可视为零，即输出低电平的发光指示信号；在到达上电延迟时间以后，指示分压电路驱动电压处于稳定的输出状态，此时，比较电路上反向输入端电压大于正向输入端电压，比较电路输出低电平的发光指示信号，从而在burst off状态上电过程中，发光指示信号产生电路始终输出低电平的发光指示信号，能够正确反映光模块的发光状态，避免出现误报现象。附图说明
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016] 图1为一种常见的发光指示信号的控制电路；
[0017] 图2为当光模块处于Burst off状态时的上电状态图；
[0018] 图3为本申请实施例提供的一种发光指示信号的控制电路的电路结构图；
[0019] 图4为本申请实施例提供的另一种发光指示信号的控制电路的电路结构图；
[0020] 图5为本申请实施例提供的第一种发光指示信号控制电路的上电状态示意图；
[0021] 图6为本申请实施例提供的第二种发光指示信号控制电路的上电状态示意图；
[0022] 图7为本申请实施例提供的第三种发光指示信号的控制电路的电路结构图；
[0023] 图8为本申请实施例提供的一种发光指示信号控制电路在burst off状态下的上电状态示意图。
具体实施方式
[0024] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0025] 电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器，其能够通过输出电压的高电平或低电平，表示两个输入电压的大小关系。当“+”输入端(即正向输入端)电压高于“－”输入端(即反向输入端)时，电压比较器输出为高电平信号；当“+”输入端电压低于“－”输入端时，电压比较器输出为低电平信号。
[0026] 在发光指示信号的控制电路中，正向输入端通常电连接第一分压电路，反向输入端通常电连接偏置电路。比如R6＝75Ω，BIAS电流＝30mA，R4＝10K，R5＝10K，VCC＝3.3V，(VCC为电源的供电电压，以下简称电源电压)，则当光模块处于Burst off状态时，反向输入端电压(即D点电压)Vd＝BIAS*R6＝2.25V，正向输入端电压(即C点电压)Vc＝VCC*R5/(R4+R5)＝1.65V，Vd>Vc，电压比较器输出低电平Tx_SD；当光模块处于burst on状态时，BIAS电流通过激光器，模块发光，Vd≈0，Vc＝1.65V不变，电压比较器输出高电平Tx_SD。
[0027] 但是，请参考图2，所示为当光模块处于Burst off状态时的上电状态图。由图2可见，那么在burst off状态下的上电初期，BIAS电流产生之前，Vc＝VCC*R5/(R4+R5)，C点电压Vc随着电源电压Vcc一起爬升，而反向输入端电压需要在达到MCU或驱动芯片的供电电压阈值后才能产生，Vd≈0，Vc>Vd。在此期间，Tx_SD输出电源电压(高电平信号)，无法正确反映光模块的发光状态，影响主板对光模块的发光状态的判断。
[0028] 在某些应用场景中，BIAS电流也可以通过纯硬件形式的外搭压控电流源输出，在此场景下的上电过程中，BIAS电流可以随电源电流VCC一起增大，但是BIAS电流增大的速度与Vc增加的速度受具体电路影响，因此，Tx_SD的电平状态也无法确定。
[0029] 针对上述技术问题，本申请提供了一种发光指示信号的控制电路，其核心思想为：在发光指示信号产生电路100的基础上添加上电延迟电路200，该上电延迟电路200能够延迟比较电路101的上电时间，并且比较电路101的上电延迟时间大于电源电压达到所述指示分压电路103驱动电压的时间。这样，在发光指示信号产生电路100上电延迟期间，发光指示信号产生电路处于非供电状态，此时，发光指示信号产生电路的输出电压可视为零，即输出低电平的发光指示信号；在到达上电延迟时间以后，指示分压电路103驱动电压处于稳定的输出状态，此时，比较电路101上反向输入端电压大于正向输入端电压，比较电路101输出低电平的发光指示信号，从而在burst off状态上电过程中，发光指示信号产生电路100始终输出低电平的发光指示信号，能够正确反映光模块的发光状态，避免出现误报现象。下面结合具体实施例以及附图详细描述本方案。
[0030] 请参考图3，所示为本申请实施例提供的一种发光指示信号的控制电路的电路结构图。如图3所示，该发光指示信号的控制电路包括：发光指示信号产生电路100以及与所述发光指示信号产生电路电连接的上电延迟电路200，其中，所述发光指示信号产生电路包括比较电路101，所述比较电路101的正向输入端与第一分压电路102电连接，反向输入端与指示分压电路103电连接。
[0031] 指示分压电路103用于根据激光器的发光状态输出预设电流，具体的，当激光器发光时，指示分压电路103输出的预设电流值为零或者约等于零，当激光器不发光时，指示分压电路103输出的预设电流值能够确保比较电路101提供的电压(即反向输入端电压)始终大于第一分压电路102提供的电压(即正向输入端电压)。
[0032] 本实施例中，比较电路101为比较器Q1，比较电路101用于比较正向输入端电压与反向输入端电压的大小，并在所述正向输入端电压大于所述反向输入端电压时，输出高电平的发光指示信号；在所述正向输入端电压小于所述反向输入端电压时，输出低电平的发光指示信号，以便光模块主板(即光模块外部的控制板)根据发光指示信号的电平状态获知光模块的发光状态，从而控制和调度系统中其他光模块的发光与否。
[0033] 针对现有技术中存在的在激光器不发光的上电过程中，会出现发光指示信号上报不准确的问题，本实施例在发光指示信号产生电路100的基础上添加上电延迟电路200，所述上电延迟电路200与所述比较电路101电连接，用于在上电过程中，延迟所述比较电路101的上电时间，比较电路101的上电延迟时间大于供电电压达到所述指示分压电路103驱动电压的时间，供电电压达到所述指示分压电路103驱动电压的时间即指示分压电路103能够正常启动时间。在通过纯硬件形式的外搭压控电流源输出BIAS电流的场景中，比较电路101的上电延迟时间应相应的大于外搭压控电流源的稳定时间。
[0034] 这样，在上电延迟期间，发光指示信号产生电路100处于非供电状态，此时，发光指示信号产生电路的输出电压可视为零，即输出低电平的发光指示信号；在到达上电延迟时间以后，指示分压电路103驱动电压处于稳定的输出状态，此时，比较电路101上反向输入端电压大于正向输入端电压，比较电路101输出低电平的发光指示信号，从而在burst off状态上电过程中，发光指示信号产生电路100始终输出低电平的发光指示信号，能够正确反映光模块的发光状态，避免出现误报现象。
[0035] 请参考图4，所示为本申请实施例提供的另一种发光指示信号的控制电路的电路结构图。如图4所示，该实施例中，上电延迟电路200包括第二分压电路201和逻辑门电路202，本实施例中，逻辑门电路202具体为逻辑或门电路。所述逻辑门电路202的第一输入端与所述第二分压电路201电连接，第二输入端与接地电阻R3电连接，由于第二输入端通过R3接地，因此，逻辑门电路202的输出完全由第二分压电路201控制，当第二分压电路201的电压(即第一输入端电压)达到逻辑门电路202的电平阈值时，逻辑门电路202将输出第二分压电路201的电源电压，从而为比较电路101供电。由此可见，本实施例中，在第二分压电路201的电压达到逻辑门电路202的电平阈值之前，比较电路101没有供电电压，可视为比较电路
101输出低电平信号，比较电路101的上电延迟时间即为第二分压电路201的电压达到逻辑门电路202电平阈值的时间，而第二分压电路201的电压达到逻辑门电路202电平阈值的时间能够通过第二分压电路201内设置的两个分压电阻的比值来调节。
101输出低电平信号，比较电路101的上电延迟时间即为第二分压电路201的电压达到逻辑门电路202电平阈值的时间，而第二分压电路201的电压达到逻辑门电路202电平阈值的时间能够通过第二分压电路201内设置的两个分压电阻的比值来调节。
[0036] 具体的，第二分压电路201还包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，所述第一分压电阻R1的一端与电源电连接，另一端分别与所述第二分压电阻R2和所述逻辑门电路202电连接，所述第二分压电阻R2的另一端接地。所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2的比值与所述比较电路101上电的延时时间具有正相关关系。具体的，第一分压电阻R1、所述第二分压电阻R2与逻辑门电路202电平阈值的关系为：R1/R2＝(V1-Vq)/Vq。
[0037] 其中，Vq为逻辑门电路202(Q2)的电平阈值，V1为能够使得逻辑门电路202输出电压信号Y的电源电压值，由以上关系式可见，第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2的比值能够与V1的大小成正相关关系，而由电源电压的上电特性可知，随着时间的推进，电源电压缓慢爬升，即V1的大小与上电时间也存在正相关关系，即第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2的比值越大，所需的电源电压也就越大，所需的上电时间也就越长，逻辑门电路202在输出电压信号Y之前的准备时间也就越长，比较电路101上电的延时时间也就越长。因此，第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2的比值与所述比较电路101上电的延时时间具有正相关关系。
[0038] 下面结合附图具体说明第一分压电阻R1和第二分压电阻R2对V1以及比较电路101上电的延时时间的影响。请参考图5，所示为本申请实施例提供的第一种发光指示信号控制电路的上电状态示意图。本实施例中R1＝2K，R2＝4K，Q2的电平阈值1.5V，如图5可见，Va(即第一输入端电压)随着电源电压缓慢攀升，Vb(即第二输入端电压)始终为零，当电源电压上升到2.25V时，Q2开始输出Y电压信号，Y电压信号的大小与电源电压相等，即Y＝V1＝2.25V，相应的，比较电路101上电的延时时间为t1。
[0039] 另外，请参考图6，所示为本申请实施例提供的第二种发光指示信号控制电路的上电状态示意图。本实施例中R1＝4K，R2＝4K，Q2的电平阈值1.5V，如图6可见，Va(即第一输入端电压)随着电源电压缓慢攀升，Vb(即第二输入端电压)始终为零，当电源电压上升到3V时，Q2开始输出Y电压信号，Y电压信号的大小与电源电压相等，即Y＝V1＝3V，相应的，比较电路101上电的延时时间为t2。
[0040] 对比图5和图6可见，当R1与R2的比值增大时，使逻辑门电路202输出电压信号Y的电源电压值V1随之增大，另外，比较电路101的上电延时时间也随之增大(t2＞t1)。可见，通过调节R1与R2的比值能够调节和控制比较电路101的上电延时时间，以确保指示分压电路103能够在该上电延时时间段内达到驱动电压，输出稳定的预设电流。
[0041] 进一步的，所述第一分压电路102还包括第四分压电阻R4和第五分压电阻R5，所述第四分压电阻R4的一端与电源电连接，另一端分别与所述第五分压电阻R5和所述比较电路101的正向输入端电连接，所述第五分压电阻R5的另一端接地。
[0042] 指示分压电路103包括偏置电路BIAS和负载电阻R6，当所述光模块处于Burst on状态时，所述偏置电路BIAS与激光器电连接；当所述光模块处于Burst off状态时，所述偏置电路BIAS电连接在所述负载电阻R6与所述比较电路101的正向输入端之间，所述负载电阻R6的另一端接地。当所述光模块处于Burst off状态时，比较电路101的正向输入端电压与所述反向输入端电压存在如下关系：VCC*R5/(R4+R5)
[0043] 请参考图7，所示为本申请实施例提供的第三种发光指示信号的控制电路的电路结构图。由图7可见，在本申请其他实施例中，第四分压电阻R4也可以与逻辑门电路202的输出端电连接，即逻辑门电路202的输出端为比较电路101的正向输入端供电，在此应用场景下，当光模块处于Burst off上电状态时，第一分压电路102与比较电路101同时处于延时上电状态，当电源电压达到逻辑门电路202的电平阈值以后，第一分压电路102输出稳定电流。
[0044] 请参考图8，所示为本申请实施例提供的一种发光指示信号控制电路在burst off状态下的上电状态示意图。本实施例中，R1＝4K，R2＝4K，Q2的电平阈值1.5V，如图8可见，发光指示信号控制电路的信号输出状态可以划分为两个阶段，第一个阶段为电源电压到达V1之前，在此时间段内，虽然出现了Vc＞Vd的情况，但由于比较电路101处于延迟上电状态，因此，比较电路101仍然输出低电平信号；第二个阶段为电源电压到达V1之后，在此时间段内，Vd＝B×R6，Vc＝Vcc×R4/(R4+R5)，通过R4和R5的取值能够实现Vd始终大于Vc，因此，比较电路101也输出低电平信号，可见，通过本申请提供的方案，发光指示信号控制电路在burst off状态下的上电过程中，均输出低电平发光指示信号，不会出现高低电平乱跳导致的误报问题。
[0045] 另外，本申请还提供一种光模块，该光模块包括上述发光指示信号的控制电路。
[0046] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0047] 以上仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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