iXblue電光調(diào)制器高頻驅(qū)動器簡介
iXblue電光調(diào)制器高頻驅(qū)動器簡介
簡介 :
iXblue設(shè)計，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編碼的長時間隨機分布
· 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)信號需要模擬調(diào)制，信號需要在載波上呈現(xiàn)任意振幅變化
所有上述調(diào)制信號均來自特定的電子信號發(fā)生器，光學(xué)調(diào)制器需盡可能的無變化的轉(zhuǎn)化這些電子信號到光學(xué)信號。
我們的光學(xué)調(diào)制器一般分為3個主要的系列：
· 馬赫－曾德爾(Mach-Zehnder) 振幅調(diào)制器,
· 相位調(diào)制器
· I&Q 調(diào)制器(兩個平行的Mach-Zehnder調(diào)制器嵌入一個合路內(nèi))
這些調(diào)制器都通過他們的半波電壓Vp表征。對于振幅調(diào)制器，它表示從開至關(guān)狀態(tài)所需要的電壓。對于相位調(diào)制器，它是要得到一個p相位變化的必須的電壓。通常Vp是指要得到最大動態(tài)范圍調(diào)制所需的電壓，調(diào)制器Vp電壓一般在4-6V。
大多數(shù)測試設(shè)備和信號發(fā)生器所能提供的電壓遠(yuǎn)低于這個數(shù)值。偽隨機碼序列發(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，這樣低的電子信號會降低的調(diào)制器的調(diào)制效率和動態(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，必須放大電子信號使得達(dá)到最佳振幅，這就是調(diào)制器高頻驅(qū)動器的作用。
調(diào)制器驅(qū)動器介紹：
調(diào)制器驅(qū)動器是高寬帶放大器，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)動調(diào)制器使之工作在最高性能的條件下。iXblue設(shè)計的放大器，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，機械設(shè)計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+12V直流電壓驅(qū)動放大器，另外一個Vamp電壓用于細(xì)調(diào)放大器增益。
強烈建議選擇iXblue散熱片用于驅(qū)動器散熱，過高的溫度，驅(qū)動器的的性能和壽命會直線下降
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)動器允許放大一個輸入信號從0.5V峰間電壓到6V峰間電壓。這樣的電壓適合驅(qū)動調(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，增益可通過外部電壓調(diào)節(jié)。
帶寬
XX的數(shù)值代表帶寬，單位GHz，對應(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（長周期0和1數(shù)據(jù)），通常50KHz,。
所有iXBlue驅(qū)動器是交流耦合(AC-coupled)，他們不傳輸和放大任何直流或超低頻率信號。內(nèi)部隔直器(DC-block)避免驅(qū)動器輸出連續(xù)的偏置電壓。這樣，平均的電壓輸出永遠(yuǎn)是零。對于一個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
飽和：
“MO”意思是中等輸出電壓，驅(qū)動器內(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)制信號時（上圖），它保證調(diào)制器輸出信號的全部動態(tài)范圍，避免過載，和極高品質(zhì)因子及信噪比。
其他參數(shù)：:
對于DR-DG系列, 其他特征參數(shù)例如：上升/下降時間，信噪比，峰間抖動和RMA抖動。
iXblue驅(qū)動器產(chǎn)品手冊提供詳細(xì)的技術(shù)信息，例如：電子帶寬，回?fù)p，輸出電壓隨Vamp，眼圖實例等。
DR-DG-XX-HO-NRZ系列
DR-DG-XX-HO系列驅(qū)動器是特別給數(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)動器必須集成3級高輸出功率MMIC。
頻率20Gb/s，峰間電壓2Vp的電子信號施加到調(diào)制器上，產(chǎn)生高信噪比的40 Gb/s DPSK光信號
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)動器的增益一般是29dB ，飽和功率可達(dá)+26dBm。因此，驅(qū)動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)動器適用于模擬調(diào)制。在這種應(yīng)用中，輸入信號可能是任意振幅和頻率，驅(qū)動器和調(diào)制器的匹配要保證不對信號產(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，就是說它必須完美的重現(xiàn)和放大輸入信號，以避免從調(diào)制器輸出的光信號發(fā)生畸變。
模擬電子信號< Vp峰間電壓作用于調(diào)制器上，重現(xiàn)輸出光信號
DR-AN系列關(guān)注的是優(yōu)化驅(qū)動器的線性區(qū)和1dB壓縮點(P1dB)，而DR-DG系列關(guān)注的是輸出信號交叉點，信噪比和抖動。
DR-AN-XX-MO系列的1dB壓縮點是大約+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)。
目前從信號源發(fā)出的信號通常非常弱，電子信號必須要經(jīng)過放大，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)動器，DR-PL系列是專門設(shè)計為了這種應(yīng)用的。
峰間電壓Vp的電子脈沖信號施加到調(diào)制器上，產(chǎn)生高消光比的光脈沖信號
DR-PL系列驅(qū)動器是特殊設(shè)計為了放大弱電子脈沖信號到調(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。這需要DR-PL驅(qū)動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。這需要通過特殊設(shè)計的MMIC，才能得到足夠的增益，而同時不產(chǎn)生抖動和過載，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。