iXblue電光調(diào)制器高頻驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)介

簡(jiǎn)介 :

iXblue設(shè)計(jì)，生產(chǎn)和出品光學(xué)調(diào)制器給不同的應(yīng)用領(lǐng)域，包括：光通訊，脈沖激光，光纖傳感，射頻光纖模塊(RoF)，每種應(yīng)用使用不同的調(diào)制方式： 

·         光通訊通常需要數(shù)字調(diào)制。例如，非歸零碼(NRZ)的0和1編碼的長(zhǎng)時(shí)間隨機(jī)分布

·         脈沖激光需要周期性的脈沖產(chǎn)生，可產(chǎn)生占空比低的短的方形波或任意波形。 

·         射頻光纖模塊(RoF) 和雷達(dá)信號(hào)需要模擬調(diào)制，信號(hào)需要在載波上呈現(xiàn)任意振幅變化

所有上述調(diào)制信號(hào)均來(lái)自特定的電子信號(hào)發(fā)生器，光學(xué)調(diào)制器需盡可能的無(wú)變化的轉(zhuǎn)化這些電子信號(hào)到光學(xué)信號(hào)。 

我們的光學(xué)調(diào)制器一般分為3個(gè)主要的系列：

 ·         馬赫－曾德?tīng)?/span>(Mach-Zehnder) 振幅調(diào)制器,

·         相位調(diào)制器

·         I&Q 調(diào)制器(兩個(gè)平行的Mach-Zehnder調(diào)制器嵌入一個(gè)合路內(nèi))

 這些調(diào)制器都通過(guò)他們的半波電壓Vp表征。對(duì)于振幅調(diào)制器，它表示從開(kāi)至關(guān)狀態(tài)所需要的電壓。對(duì)于相位調(diào)制器，它是要得到一個(gè)p相位變化的必須的電壓。通常V_p是指要得到最大動(dòng)態(tài)范圍調(diào)制所需的電壓，調(diào)制器V_p電壓一般在4-6V。

大多數(shù)測(cè)試設(shè)備和信號(hào)發(fā)生器所能提供的電壓遠(yuǎn)低于這個(gè)數(shù)值。偽隨機(jī)碼序列發(fā)生器(PRBS)或者任意波形發(fā)生器(AWG)輸出峰間電壓(peak-to-peak)范圍在400-1000mV。如果直接施加到調(diào)制器上，這樣低的電子信號(hào)會(huì)降低的調(diào)制器的調(diào)制效率和動(dòng)態(tài)范圍，并且信噪比很差。因此，通常在施加到調(diào)制器電極前，必須放大電子信號(hào)使得達(dá)到最佳振幅，這就是調(diào)制器高頻驅(qū)動(dòng)器的作用。

 調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器介紹：

調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器是高寬帶放大器，基于砷化鎵(GaAs)技術(shù)和分布式放大器拓?fù)涞?/span>單片微波集成電路(MMIC)，用于驅(qū)動(dòng)調(diào)制器使之工作在最高性能的條件下。iXblue設(shè)計(jì)的放大器，特別注意封裝，這是為了優(yōu)化散熱功能和避免內(nèi)部共振頻率，機(jī)械設(shè)計(jì)允許這些模組更容易連接iXblue調(diào)制器。為了易于使用和安全，一個(gè)+12V直流電壓驅(qū)動(dòng)放大器，另外一個(gè)V_amp電壓用于細(xì)調(diào)放大器增益。

強(qiáng)烈建議選擇iXblue散熱片用于驅(qū)動(dòng)器散熱，過(guò)高的溫度，驅(qū)動(dòng)器的的性能和壽命會(huì)直線下降

RF連接頭根據(jù)速率或帶寬(BW)不同而選擇，我們的驅(qū)動(dòng)器有：

·           SMA接口，用于BW ≤ 12.5 GHz

·           2.92 mm / K接口，用于BW 12.5-30 GHz

·           1.85 mm / 2.4 mm /V接口，用于BW>40 GHz或40 Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸.

DR-AN-20-MO 20 GHzanalog modulator driver

下一篇章將提供更多信息，關(guān)于iXblue四種主要的調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器的詳細(xì)介紹和不同應(yīng)用。

DR-DG-XX-MO-NRZ 系列：

DR-DG系列模塊是數(shù)字驅(qū)動(dòng)器，他們主要的應(yīng)用是光纖數(shù)字通訊，其中非回零碼(NRZ)是最通用的調(diào)制模式。

典型的數(shù)字調(diào)制設(shè)置 

增益

DR-DG-XX-MO系列驅(qū)動(dòng)器允許放大一個(gè)輸入信號(hào)從0.5V峰間電壓到6V峰間電壓。這樣的電壓適合驅(qū)動(dòng)調(diào)制器的半波電壓Vp。電壓放大系數(shù)是12。注：電壓增益表示用dB表示是10.5dB，功率增益表示是21dB，增益可通過(guò)外部電壓調(diào)節(jié)。

 帶寬

XX的數(shù)值代表帶寬，單位GHz，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)速率: 10, 20, 28 or 44Gb/s. DR-DG-XX-MO有較高的截止頻率對(duì)應(yīng)所需數(shù)據(jù)速率 (10 GHz for 10 Gb/s)，截止頻率的上限要求不小于0.8倍的數(shù)據(jù)速率，下限要求越低越好，為了能傳輸?shù)皖l的信號(hào)（長(zhǎng)周期0和1數(shù)據(jù)），通常50KHz,。

所有iXBlue驅(qū)動(dòng)器是交流耦合(AC-coupled)，他們不傳輸和放大任何直流或超低頻率信號(hào)。內(nèi)部隔直器(DC-block)避免驅(qū)動(dòng)器輸出連續(xù)的偏置電壓。這樣，平均的電壓輸出永遠(yuǎn)是零。對(duì)于一個(gè)6V的峰間電壓，最大電壓是+3V，最小是-3V。

頻率10 Gb/s，峰間電壓Vp的電子信號(hào)施加到調(diào)制器上，產(chǎn)生高信噪比的10 Gb/s非歸零碼光信號(hào) 

飽和：

“MO”意思是中等輸出電壓，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)放大器的飽和電壓匹配調(diào)制器所需的工作峰間電壓（大約等于調(diào)制器的半波電壓）。當(dāng)輸入方波調(diào)制信號(hào)時(shí)（上圖），它保證調(diào)制器輸出信號(hào)的全部動(dòng)態(tài)范圍，避免過(guò)載，和極高品質(zhì)因子及信噪比。

其他參數(shù)：:

對(duì)于DR-DG系列, 其他特征參數(shù)例如：上升/下降時(shí)間，信噪比，峰間抖動(dòng)和RMA抖動(dòng)。 

iXblue驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品手冊(cè)提供詳細(xì)的技術(shù)信息，例如：電子帶寬，回?fù)p，輸出電壓隨V_amp，眼圖實(shí)例等。

DR-DG-XX-HO-NRZ系列

DR-DG-XX-HO系列驅(qū)動(dòng)器是特別給數(shù)字通訊所涉及，他們不同于MO系列，能輸出更高的峰間電壓。HO意思是高電壓輸出(High Output)。

高速率的光纖通訊調(diào)制方式(DPSK,DQPSK&QPSK)需要峰間電壓兩倍于調(diào)制器的半波電壓Vp。如果調(diào)制器的半波電壓Vp是6V，那么驅(qū)動(dòng)器所需的輸出峰間電壓則要達(dá)到12V。為了這種應(yīng)用，驅(qū)動(dòng)器必須集成3級(jí)高輸出功率MMIC。

頻率20Gb/s，峰間電壓2Vp的電子信號(hào)施加到調(diào)制器上，產(chǎn)生高信噪比的40 Gb/s DPSK光信號(hào)

相比DR-DG-XX-MO, HO系列的線性增益是MO系列2倍（功率6dB），HO驅(qū)動(dòng)器的增益一般是29dB ，飽和功率可達(dá)+26dBm。因此，驅(qū)動(dòng)器的散熱能力將變得非常苛刻，散熱片是必須配備的。

DR-AN-XX-MO系列：

DR-AN-XX-MO系列驅(qū)動(dòng)器適用于模擬調(diào)制。在這種應(yīng)用中，輸入信號(hào)可能是任意振幅和頻率，驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器的匹配要保證不對(duì)信號(hào)產(chǎn)生畸變和加入額外噪聲。為此，放大器必須有較高的飽和值，就是說(shuō)它必須完美的重現(xiàn)和放大輸入信號(hào)，以避免從調(diào)制器輸出的光信號(hào)發(fā)生畸變。

模擬電子信號(hào)< Vp峰間電壓作用于調(diào)制器上，重現(xiàn)輸出光信號(hào) 

DR-AN系列關(guān)注的是優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器的線性區(qū)和1dB壓縮點(diǎn)(P_1dB)，而DR-DG系列關(guān)注的是輸出信號(hào)交叉點(diǎn)，信噪比和抖動(dòng)。

DR-AN-XX-MO系列的1dB壓縮點(diǎn)是大約+23dBm, 高于調(diào)制器全部調(diào)制(Vp)所需的功率。這保證高的動(dòng)態(tài)范圍和優(yōu)化的線性區(qū)。之后，調(diào)制器的非線性效應(yīng)將是調(diào)制器性能的唯一限制參數(shù)。

目前從信號(hào)源發(fā)出的信號(hào)通常非常弱，電子信號(hào)必須要經(jīng)過(guò)放大，因此模擬放大器必須擁有高的增益，一般30dB，這是遠(yuǎn)大于DR-DG系列的。DR-AN系列驅(qū)動(dòng)器的截止頻率的下限通常也高于DR-DG系列的50KHz，上升到100KHz。

DR-PL-XX-MO系列：

脈沖調(diào)制需要特殊的驅(qū)動(dòng)器，DR-PL系列是專門設(shè)計(jì)為了這種應(yīng)用的。 

峰間電壓Vp的電子脈沖信號(hào)施加到調(diào)制器上，產(chǎn)生高消光比的光脈沖信號(hào)

DR-PL系列驅(qū)動(dòng)器是特殊設(shè)計(jì)為了放大弱電子脈沖信號(hào)到調(diào)制器所需的峰值Vp，典型的應(yīng)用通常需要產(chǎn)生高消光比的光脈沖信號(hào)。這需要DR-PL驅(qū)動(dòng)器盡量保持方形波的形狀，完美的轉(zhuǎn)化脈沖寬度和占空比，甚至極低的占空比。這需要通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的MMIC，才能得到足夠的增益，而同時(shí)不產(chǎn)生抖動(dòng)和過(guò)載，及飽和。

截止頻率的下限優(yōu)化要求達(dá)到非常低的脈沖重復(fù)頻率，這對(duì)特殊應(yīng)用例如脈沖包(pulse burst)特別有用。DR-PL的上升/下降沿通常達(dá)到40ps，這允許我們產(chǎn)生非常短的光學(xué)脈沖0.1ns至100ns。