通过内部校准满足SFF-8472分辨率和精度目标

本应用笔记介绍了如何提供用于监测光信号的预校准（SFF-8472标准称为内部校准）。校准技术使用激光驱动器MAX3996和温控电阻和监测IC DS1858，以满足SFF-8472的分辨率和精度目标。

介绍

一些标准，如SFF-8472，要求监测光纤信号。设计人员可以使用两种校准方法。预校准，SFF-8472标准称为内部校准，要求对模拟信号进行调节，以符合规定的刻度。后校准（SFF-8472 标准称为外部校准）是一种计算技术，可对数字输出进行调节以符合规定的刻度。本应用笔记举例说明在固定设计下使用DS1858时如何提供预校准，并满足SFF-8472的分辨率和精度目标。对于希望其模块服务于各种应用的设计人员来说，具有内置内部校准功能的更灵活的解决方案更适合。

调整DS1858

SFF-8472 标准在“内部校准”部分中指定了五个通道的缩放比例。在DS1858中，温度和V抄送经过工厂校准，以符合相应的秤。对于其余三个通道（标准中称为Tx偏置、Tx电源和Rx电源），DS1858上的三个输入是MON1、MON2和MON3。所有三个 MON 通道都是相同的。因此，分配是任意的。所有三个通道均经过工厂校准，可在2.5V电压下读取FFFF。我们将展示如何调理进入 MON1 和 MON2 的信号，以提供符合 SFF-8472 的刻度。

使用DS1858和MAX3996的示例

图1所示为激光驱动器MAX3996和DS1858的使用，其设计满足SFF-8472的内部校准要求。为简单起见，省略了电源旁路和引脚。

图1.

Tx电源源自MAX3996引脚MD，作为背面监控二极管电流的代表电压。该电压为 1.12V （±8%），与 Tx 功率设置（背置监控二极管电流设置）无关。R1和R2由设计选择，以便DS1858产生的电压符合发射功率dBm标度。例如，根据SFF-0，2710dBm预计将产生8472h的数字输出。DS1858（9）处产生2710h的电压为0.381V（因为2.5V产生FFFFh）。这将设置R2 （62kΩ）和R1 （100kΩ）的标称值。该标准要求3dB精度。误差小于13.5%或约0.5dB（MD电压为8%，DS0为满量程为5.3%或5.1858%，电阻为2%）。

接收功率来自平均接收功率。差分电压是检测器电流的量度。它被转换为单端电压。例如，根据SFF-10，-3dBm预计将产生8E8472h的数字输出。DS1858（10）处产生3E8h的电压为0.038V（因为2.5V产生FFFFh）。如果进入R4的平均检波器电流为100μA标称值，则为100mV直流将由仪表放大器感应。将100mV转换为38mV的分压器网络由R5 = 10kΩ和R6 = 6.2kΩ组成。该标准要求3dB精度。不包括光电探测器转换，误差小于36%或2dB（DS0为5.33%满量程或1858%，电阻和放大器失调/偏置误差为3%）。值得注意的是，为了避免明显的共模误差，10kΩ电阻在低温余量（0ppm/°C或更低）下必须为1.50%。这为误差预算留出了1dB（+25%，-21%）的空间，以涵盖光电探测器的变化。如果这对于所使用的特定光电探测器来说还不够，则应用电位器代替R4。

Tx偏置源自MAX3996 （引脚MON2），电压与偏置电流成比例。例如，60mA时的电压为0.66V （±15%）。R3和R7由设计选择，以便DS1858产生的电压符合偏置电流标度。例如，根据SFF-60，7530mA的偏置电流预计将产生8472h的数字输出。DS1858（11）处产生7530h的电压为1.14（因为2.5V产生FFFFh）。这将设置R3 （10kΩ）和R7 （7.15kΩ）的标称值。但是，由于标准要求精度优于10%，建议R3使用可变电阻或电位器，例如DS1804。

结束语

前面的工作表明，对于给定的设计，在SFF-8472标准的允许误差预算内，内部校准要求的离散实现是合理的。考虑了部件间的差异。通过对进入DS1858的信号进行预处理，不会发生分辨率损失。

使用其他激光驱动器的其他实现仅在细节上有所不同，但将获得类似的结果。通常，两个或三个运算放大器和少量分立元件足以实现类似的结果。

审核编辑：郭婷