激光器的单端及差分驱动

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单端差分驱动比较 LVDS CML LVPECL

单端差分驱动比较 LVDS CML LVPECL

应用笔记:HFAN-2.5.0Rev. 5; 10/08 激光二极管的单端和差分驱动比较激光二极管的单端和差分驱动比较1 引言为了优化光发送器设计,应该选择合适的接口电路连接驱动器和激光二极管。

一般而言,激光二极管单端驱动比较简单,需要较少的元件和电路板面积。

缺点是边沿速度较慢,收发器电源上具有较大噪声,这些缺点最终会影响接收灵敏度。

实际应用表明,采用差分驱动的光发送器能够克服单端驱动的不足。

本应用笔记阐述了差分驱动比单端驱动能够提供更快边沿速率的原因。

2 单端驱动和差分驱动的电路配置对于单端驱动,激光调制电流加在激光器阳极(共阴极激光器)或激光器阴极(共阳极激光器)。

图1是驱动共阳极激光器的简单原理图,调制电流通过阻尼电阻(R D )加在激光器阴极。

激光器阳极直接连接至电源,驱动器偏置输出经过铁氧体磁珠隔离后为激光器提供偏置。

对于平衡的直流和交流负载,通过铁氧体磁珠和电阻构成的并联网络将驱动电路互补输出上拉至V CC ,该电阻匹配于激光器负载和阻尼电阻的等效阻抗。

RC 并联网络(R F 和C F )提供高频衰减。

驱动器输出电容C P (C P1和C P2)表示输出晶体管等效电容、封装和电路板寄生电容的等效值。

图1. 激光二极管的单端驱动方式 图2. 激光二极管的差分驱动方式图2所示是差分驱动的例子。

激光器阴极通过一个阻尼电阻(R D )交流耦合至驱动电路输出。

驱动器输出通过铁氧体磁珠上拉至V CC ,为输出晶体管提供直流偏置。

驱动电路互补输出和激光二极管阳极公共端通过一个铁氧体磁珠连接至V CC ,铁氧体磁珠提供V CC 的高频隔离。

激光器偏置方式与单端驱动相似。

采用相同的激光二极管和驱动电流,与单端驱动相比,差分驱动的 2.5Gbps 光发送器在边沿速率上加快了20ps [1]。

3 单端驱动的充、放电图3是对图1单端驱动电路的改进。

为简单起见,在下面讨论中忽略R F 和C F 补偿网络。

激光器导通期间,输出晶体管T1通过阻尼电阻R D 为激光器调制提供吸电流,对寄生电容C P1充电,C P1充电完成后才能对激光器提供调制电流。

单端与差分输入

单端与差分输入

单端输入,输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15 ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.单端输入时, 是判断信号与GND 的电压差.差分输入时, 是判断两个信号线的电压差.信号受干扰时, 差分的*同时受影响, 但电压差变化不大. (抗干扰性较佳)而单端输入的一线变化时, GND 不变, 所以电压差变化较大. (抗干扰性较差)差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。

c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。

目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指这种小振幅差分信号技术。

步进电机驱动卡与雷塞运动控制器连接方法和案例解析来源:本站原创作者:佚名日期:2012年12月03日【字体:大中小】为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点,掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法,本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念,讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法,并对几个典型的故障案例进行了分析,指导使用者自行排查间题,完成自动控制系统构建.为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点,掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法,本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念,讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法,并对几个典型的故障案例进行了分析,指导使用者自行排查间题,完成自动控制系统构建.一、脉冲输出模式与脉冲输出驱动方式1、脉冲输出模式雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出模式:一是单脉冲(脉冲十方向),一种是双脉冲《CW+CCW),可以通过调用运动控制卡的底层函数进行设定.(1)单脉冲模式中,PUL和DIR信号如图,1-1所示:(2)双脉冲模式中,PUL和DIR信号如图1-2示:2.脉冲输出驱动方式雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出方式:一是单端输出,一是差分输出,可以通过运动控制卡上的跳线开关进行选择.二、雷塞运动控制卡与步进电机驱动器的连接方法雷赛运动控制卡与步进电机驱动器的连接方式只有两种:一是单端接法;一是差分接法.由于雷赛公司所有的运动控制卡对单端、差分接法都是支持的,因此,在实际应用中,具体采用哪种接线方法,只取诀于电机驱动器的接口特点.如雷赛公司步进电机驱动器M415B只支持单端接法,则运动控制卡(本文以雷赛运动控制卡DMC2410为例进行说明)与M41SB的配线只能如下图所示:图2-11、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.2、步进电机驱动器的公共端OPTO, PUL, DIR分别接控制卡的PC+5V (PUL+或DIR+),PUL-, DIR-.雷赛公司步进电机驱动器MD556对单端接法、差分接法均支持,则运动控制卡与MD556的配线可以采用单端接法或差分接法(为了提高抗干扰能力,建议采用差分接法).驱动器MD556差分接法的配线如图2-2所示:图2-21、运动控制卡内部跳线设置为差分输出.2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.驱动器MD556单端接法的配线如图2-3所示:图2-31、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.三、雷赛控制卡与驱动器连接的故障案例分析及其解诀办法1.案例一现象:无论运动控制卡给步进驱动器发送正向脉冲还是负向脉冲,电机都能跑,但只往一个方向运动,其接法方法如图3-1所示.图3-1原因:根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为单脉冲,驱动器为双脉冲模式.运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致.因此,当控制卡发正向脉冲,如图3-1所示脉冲从控制卡的PUL端输出,由于控制卡的PUL与驱动器的PUL相连,这时驱动器的PUI端有脉冲输入,则电机正转.当控制卡发负向脉冲,如图3-2所示脉冲还是从控制卡的PUI端输出,然后从驱动器的PUI端输入,则电机还是按原来的方向运动.解诀办法:把运动控制卡的脉冲输出模式改为双脉冲或把驱动器的脉冲模式设置为单脉冲模式.让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致.2.案例二现象:运动控制卡给驱动器发送正向脉冲,电机正转正常.运动控制卡给驱动器发送负向脉冲,电机不能运动.接法方法如图3-3所示.图3-4原因:根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为双脉冲,驱动器为单脉冲模式。

单端信号和差分信号的区别

单端信号和差分信号的区别

单端信号和差分信号的区别⼀、单端信号 如图,特点就是⼀根信号线就可以了,其参考的基准电压就是地,当电压⼤于VH就是1(⾼电平);⼩于VL就是0(低电平),为啥⾼低电平不是等于某个值⽽是⼤于/⼩于呢?这很好理解,输出的电压是⼩范围波动的,不可能低电平就是0mv,有可能是1mv,⼗多mv甚⾄更⼤!如果等于0mv才是低电平那估计全是⾼电平了,⽽介于VL~VH为⾼阻态,取决外设怎么解析,有些硬件寄存器会表⽰⾼阻态有些表⽰0或者1 必备条件: a. 参考地 b. VH/VL阈值 c. 时钟切割连续电平(连续⾼电平是代表⼀个1还是多个1) 优点:⾛线少且简单⽅便 缺点:抗⼲扰性差;⼀⽅⾯地势差尽可能接近,否则⼀端输出低电平是0mv,接收端却是10mv,⽽VL=8mv,那就变成⾼电平了(假设极端情况) 另⼀⽅⾯外界电磁⼲扰使得信号线有20mv的⼲扰电压,如果VL=8mv那必然也是⾼电平 注意事项:必须考虑地势差问题以及VL/VH的取值范围有⾜够容差⼆、差分信号 ⼀般在⾼速信号中,其电压幅度⽐较低,像MIPI DSI规范低速振幅=1200mv,⽽⾼速振幅=200mv,所以采⽤上⾯的单端⾛线的话抗⼲扰能⼒实在太差了,因此⾼速(低振幅)⼤部分是使⽤差分信号。

如图: 必备条件: a. 参考地 b. VH/VL阈值 c. 时钟切割连续电平(连续⾼电平是代表⼀个1还是多个1) 优点:抗⼲扰性强; D+ /D-的差值是固定的,不受地势差或者外部⼲扰。

⾄于⾼低电平⽤D+/D-相⽐较得出(上⾯是D+⼤于D-为⾼电平),同时也不需要参考地和VH/VL阈值了! 灵敏度⾼,由于是⽐较相对差值,振幅可以很低,降低设备在通信上的功耗 缺点:信号线多增加布线难度和⼲扰 注意事项: D+、D-⾛线要⼀致,否则电磁⼲扰不⼀致;也正因为电磁⼲扰存在不⼀致所以设计时两个线的差值不能太⼩ (⽐如D+=50mv,D-=30mv,差值是20mv, D+上的⼲扰+10mv最终D+=60,⽽D-上的⼲扰+20mv最终D-=50mv,差值变成10mv!)。

激光器驱动电路的基本原理 V100ppt课件

激光器驱动电路的基本原理 V100ppt课件
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激光管的阻抗匹配
方法X:在激光管上串联电阻,得到预期的阻抗;
电阻
通常这个电阻集成在TO的封装内部,不过 现在的好像看到越来越多的供应商根本就不 使用这个电阻,任由低阻抗的激光管直接连 接到传输线上,具体的理由还不清楚; 包括在我们的设计中,实际上都没有考虑这 个问题了;
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克服引线的电感
通常,在激光管的接口电路中,还增加RC匹配电路来补偿管脚和引线上的分 布电感;改善眼图的形状;
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自动功率控制电路:连续模式SINGLE LOOP APC电路原理I
RC电路充当一个低通滤波器,用来测量平均的光功率或者背光电流; 由于APC环路只关心光功率的平均值,为了减少长0和长1对光功率的影 响,需要APC环路的带宽尽量的小; PHYWORKS 107X芯片有两个可选的带宽,分别为5KHZ/15KHZ;
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自动功率控制电路:连续模式SINGLE LOOP APC电路原理II
在温度不变、发光效率不变的情况下,如果激光管的阈值发生变化, APC环路可以保持发射光功率不变;
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自动功率控制电路:SINGLE LOOP APC电路问 题
如果激光管仅仅阈值电流和温度、时间有关系,发光效率保持永远一致, 单环路的APC电路会工作的非常可靠; 但是,实际上发光效率也随时间和温度发生明显的变化;
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驱动器和激光管的连接
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驱动器和激光管的连接
在实际应用中,驱动器电路和 激光管需要通过PCB上的铜线 互联,信号还可能需要穿过激 光管的引脚,这些互联线,在 高速情况下,都会对信号的质 量产生影响;
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驱动器和激光管的连接
互联线的阻抗不一致,就会导致 信号出现反射;
流体、或者波的传播中,我们都 可以看到这种反射的现象;是一 种普遍的现象;

单端、差分信号有何不同

单端、差分信号有何不同

单端、差分信号有何不同
 本文为大家详细介绍单端信号和差分信号区别。

 差分信号介绍
 差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相差180度,极性相反。

在这两根线上传输的信号就是差分信号。

 差分信号优点
 差分信号的第一个好处是,因为你在控制基准电压,所以能够很容易地识别小信号。

在一个地做基准,单端信号方案的系统里,测量信号的精确值依赖系统内地的一致性。

信号源和信号接收器距离越远,他们局部地的电压值之间有差异的可能性就越大。

从差分信号恢复的信号值在很大程度上与地的精确值无关,而在某一范围内。

 差分信号的第二个主要好处是,它对外部电磁干扰(EMI)是高度免疫的。

一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。

既然电压差异决定信号值,这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。

除了对干扰不大。

关于运动控制卡与驱动器差分单端接线的相关说明

关于运动控制卡与驱动器差分单端接线的相关说明

关于运动控制卡与驱动器差分/单端接线的相关说明作者:雷赛智能控制股份有限公司侯光辉目前雷赛运动控制卡采用脉冲信号加方向信号的输出模式,与驱动器的电路接线有两种接线方式:差分驱动接线和单端驱动接线。

想要做到运动控制卡正常发脉冲并驱动驱动器和电机正常运行,其接线方式和运动控制卡上的相应跳线设置必须一致,这样才能正常使用控制卡,驱动器和电机。

目前我公司的运动控制卡在其正面提供了单端和差分跳线选择,用于设置差分和单端驱动方式,出厂默认设置是差分驱动方式。

如下:图1-1(以DMC2410四轴卡为例),红色框所圈部分就是控制卡跳线设置开关:图1-1 DMC2410四轴运动卡外观图如下:图1-2和图1-3是DMC2410四轴运动控制卡的差分/单端跳线详细配置图:图1-2 差分输出方式的跳线设置图1-3 单端输出方式的跳线设置图1-2是DMC2410控制卡差分输出方式的跳线设置,我司控制卡出厂默认设置值是差分输出设置的,即每个轴所对应的两个跳线开关的第1路针角和第2路针角短接,对应关系为控制卡的第一个轴对应J1和J2,即一个脉冲信号和一个方向信号,后面的轴与JX的关系依此类推。

图1-3是DMC2410控制卡单端输出方式的跳线设置,即每个轴所对应的两个跳线开关的第2路针角与第3路针角短接。

下图是控制卡差分输出方式和单端输出方式的接口电路图:图1-4 差分方式设置及接口电路图图1-5 单端方式设置及接口电路图从以上的接口电路图(图1-4和图1-5 )中可以看出,当运动控制卡设置成差分输出时,相当于两对差分信号,控制卡上面的PUL+,PUL-,DIR+,DIR-四个输出口与驱动器上面的PUL+,PUL-,DIR+,DIR-四个输入接口都要连接;当运动控制卡被设置成单端输出时,只要控制卡上面PUL-,DIR-两个输出口与驱动器上面的PUL和DIR两个输入口连接就可以了,此种方式控制卡上的PUL+和DIR+变成+5V 电压,直接可以给驱动器的共阳端提供+5V电压。

单端、差分信号有何不同_单端信号和差分信号区别

单端、差分信号有何不同_单端信号和差分信号区别

单端、差分信号有何不同_单端信号和差分信号区别本文为大家详细介绍单端信号和差分信号区别。

差分信号介绍差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相差180度,极性相反。

在这两根线上传输的信号就是差分信号。

差分信号优点差分信号的第一个好处是,因为你在控制基准电压,所以能够很容易地识别小信号。

在一个地做基准,单端信号方案的系统里,测量信号的精确值依赖系统内地的一致性。

信号源和信号接收器距离越远,他们局部地的电压值之间有差异的可能性就越大。

从差分信号恢复的信号值在很大程度上与地的精确值无关,而在某一范围内。

差分信号的第二个主要好处是,它对外部电磁干扰(EMI)是高度免疫的。

一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。

既然电压差异决定信号值,这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。

除了对干扰不大灵敏外,差分信号比单端信号生成的EMI还要少。

差分信号提供的第三个好处是,在一个单电源系统,能够从容精确地处理双极信号。

为了处理单端,单电源系统的双极信号,我们必须在地和电源干线之间某任意电压处(通常是中点)建立一个虚地。

用高于虚地的电压来表示正极信号,低于虚地的电压来表示负极信号。

接下来,必须把虚地正确地分布到整个系统里。

而对于差分信号,不需要这样一个虚地,这就使我们处理和传播双极信号有一个高真度,而无须依赖虚地的稳定性。

差分信号缺陷差分电路的主要缺陷是走线的增加。

因此,如果你的应用中这些优点没有一个是特别重要的,那么就不值得为差分信号以及附带的布线考虑增加面积。

但是如果这些优点在你的电路中产生了显著的性能差异,那么增加的布线面积就是我们付出的代价。

单端信号和差分信号区别一、基本区别单端信号指的是用一个线传输的信号,一根线没参考点怎么会有信号呢?参考点就是地啊。

也就是说,单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差。

那么当你把信号从A点传递到B点的时候,有一个前提就是A点和B点的地电势应该差不多是一样的。

激光器驱动电路设计与应用

激光器驱动电路设计与应用

激光器驱动电路设计与应用激光器是一种利用受激辐射原理产生激光光束的装置。

它在现代科技领域有着广泛的应用,包括激光切割、激光打标、激光雷达等。

而激光器能够工作正常,离不开一个稳定可靠的驱动电路。

本文将探讨激光器驱动电路的设计原理与应用。

一、激光器驱动电路的基本原理激光器驱动电路主要包括激光二极管供电与电流控制两部分。

供电部分需要提供适当的电压和电流给激光二极管,而电流控制部分则需要保证激光二极管受到稳定的电流驱动。

在激光器的工作中,这两个部分必须配合协调,以确保激光器能够正常工作并产生所需的激光输出。

二、激光二极管供电设计在激光二极管供电设计中,需要考虑激光二极管的工作电压和电流需求。

一般情况下,我们可以使用直流电源来为激光二极管供电。

首先,根据激光二极管的额定工作电流和电压,选择合适的电源电压和额定电流。

其次,使用电源调节电路来保证供电的稳定性和精确性。

最后,通过合适的连接线路,将电源与激光二极管连接,以确保供电的可靠性和安全性。

三、激光二极管电流控制设计激光二极管电流控制设计是激光器驱动电路中非常重要的一部分。

在激光二极管的工作中,电流的稳定性对于激光输出的功率和频率具有直接影响。

因此,在设计电流控制环路时,需要考虑到以下几个方面。

1.电流控制模式的选择常见的电流控制模式有恒压模式和恒流模式。

恒压模式下,电路会根据激光二极管的电流需求来调整电压,保证其工作在恒定电流下;恒流模式下,则是通过电路控制来保持电流的恒定。

在实际应用中,应根据具体的需求选择合适的模式进行设计。

2.反馈控制环路的设计为了确保激光二极管电流的稳定,需要设计一个反馈控制环路。

这一环路通常包括一个比较器、一个误差放大电路和一个电流调整电路。

比较器用于比较实际电流与设定电流之间的差异,误差放大电路用于放大差异信号,而电流调整电路则用于根据差异信号调整输出电流。

3.稳定性和去抖动设计在电流控制环路的设计中,还需要考虑到稳定性和去抖动。

单端转差分的设备及功能简介

单端转差分的设备及功能简介
单端引入差分确实为了消除干扰,在 AD 这里体现的不是很明显而已,例如 100M 采样时钟的 AD,如果不用差分信号也可以的,我试过。但是用差分就更好 了。
单端转差分的优势体现在传输距离上,比如进行板间高速信号传输的时候, 差分减小干扰的优势就出来了;另外差分之前,但单端信号只要传输不是很远(而 且一般也很近),干扰是可以忽略的。
进了差分信号中从而影响了正常的输出,甚至有可能损坏器件。 产品简介 单端转差分模块 PLC 或者上位机的集电极脉冲信号(NPN,PNP)转换成差分
脉冲信号,提供给控制器(伺服)所需的差分脉冲信号,差分信号抗干扰能力比 集电极信号抗干扰能力强。
联系人:小康 联系方式:18991937618(微信) 联系 QQ:2534240205 产品功能 1) 1组5V-30v NPN(可选PNP)编码脉冲信号A,B输入; 2) 1组5V-30v差分编码脉冲A+,A-,B+.B-输出(可选多组输出); 通电前准备 a) 将仪器从包装箱中取出,平放于操作台或机柜。 b) 供电接口由 VCC 和 GND 组成,VCC 输入电压范围为直流 5v-30v。 c) 输入端口总共有两路 NPN(可选 PNP)输入,输出 2 组 A1+/A1-和 2 组 B2+/B2-差分信号(可选输出四组差分信号),输出电压与供电电压相同。 d) 输入端的 GND 用来与公共端相连。 e) 通电工作 将电源线紧密连在电源插座,连接好输入输出信号,通电工作,观察盒子里 面的指示灯是否正常,亮则表示上电正常,否则表示上电不正常,另外指示灯的 亮暗程度与输入电压的大小有关,输入电压越大,指示灯越亮。 关机 需要本设备停止运行时,断开电源供电即可。 公司简介 佰骏科技始终不渝地以“广采众长,日就月将”的企业理念促 进企业和员工的全面发展,以“精品开拓市场,人品开创事业”的 企业宗旨为国家现代化提供优秀的产品和服务,以艰苦创业,为振 兴和发展中国民族工业而倾尽全力,为用户提供更多,更优质的产品和售后服务。 因为与众不同,所以世界依赖。佰骏科技成就你不一样的未来。竭诚欢迎海

光模块设计要点及注意事项

光模块设计要点及注意事项

交耦带来的问题:低频截止
交流耦合输出配置引入低频截止点,会导致抖动和基线漂 移 低频截止点:高速线上的耦合电容和源端、负载端的阻抗 组成高通滤波器,信号的低频分量无法通过。
交耦带来的问题:低频截止
码型抖动(PDJ)
基线漂移:W(t)
交耦带来的问题:低频截止
基线漂移造成眼图P1和P0线变粗,可能造成收端的电平误判
1uF/50V D3
R30 845K FB R31 51K APDSET
ISS400 C30 R34 1uF/50V 27K
无示波器调试消光比
调试过程 1.调试到目标功率Po 2. 将调制电流设为0,读出Ibias1 3.调试出一个新的功率Pn 读出Ibias2 4.计算SE=(Pn-Po)/(Ibias1-Ibias2) 5.目标消光比为Er 通公式
80V 将占空比改为40%, 仿真结果电压只能 升到50多V
APD升压电路2
Vdd_Rx C14 4.7uF
U7
1
5
2 SW VIN
FB
3 GND
4 VAPD_En
FB EN
MIC2288
L1 LQH2MCN4R7M02
Vout
D1 ISS400
D2
ISS400 C33
1uF/50V
C37 C32 1nF/50V
共阳指的是LD+与PD接在一起, 共阴指LD-与PD接在一起。 对于10G的DFB激光器,LD与PD没有公共引脚,为了防
止对高速信号的干扰。
CY的10G激光器
melco的10G激光器
melco的1.25G激光器
发端设计——交耦 or 直耦
交耦:驱动电流IMOD通过电容Cd耦合到LD 。流过LD的电流: ‘1’ IL=IBIAS+IMOD/2 ‘0’ IL=IBIAS-IMOD/2

激光二极管的单端和差分驱动比较

激光二极管的单端和差分驱动比较

应用笔记:HFAN-2.5.0Rev 0; 05/04激光二极管的单端和差分驱动比较MAXIM 高频/光纤通信部Maxim Integrated ProductsAN3239C.pdf 05/25/2004激光二极管的单端和差分驱动比较1 引言为了优化光发送器设计,应该选择合适的接口电 路连接驱动器和激光二极管。

一般而言,激光二 极管单端驱动比较简单,需要较少的元件和电路 板面积。

缺点是边沿速度较慢,收发器电源上具 有较大噪声,这些缺点最终会影响接收灵敏度。

实际应用表明,采用差分驱动的光发送器能够克 服单端驱动的不足。

本应用笔记阐述了差分驱动 比单端驱动能够提供更快边沿速率的原因。

Laser Driver CP2OUTCP1 OUT+ RD VCCBIAS RF CF2 单端驱动和差分驱动的电路配置对于单端驱动,激光调制电流加在激光器阳极 (共阴极激光器)或激光器阴极(共阳极激光器)。

图 1 是驱动共阳极激光器的简单原理图,调制电 流通过阻尼电阻(RD)加在激光器阴极。

激光器阳 极直接连接至电源,驱动器偏置输出经过铁氧体 磁珠隔离后为激光器提供偏置。

对于平衡的直流 和交流负载,通过铁氧体磁珠和电阻构成的并联 网络将驱动电路互补输出上拉至VCC ,该电阻匹 配于激光器负载和阻尼电阻的等效阻抗。

RC并 联网络(RF 和CF)提供高频衰减。

驱动器输出电容 CP (CP1 和CP2)表示输出晶体管等效电容、封装和 电路板寄生电容的等效值。

图 1. 驱动激光二极管的单端方式VCCLaser Driver CP2OUTCP1 OUT+ RDBIAS图 2. 驱动激光二极管的差分方式图 2 所示是差分驱动的例子。

激光器阴极通过一 个阻尼电阻(RD)交流耦合至驱动电路输出。

驱动 器输出通过铁氧体磁珠上拉至VCC ,为输出晶体 管提供直流偏置。

驱动电路互补输出和激光二极 管阳极公共端通过一个铁氧体磁珠连接至VCC , 铁氧体磁珠提供VCC 的高频隔离。

激光切割头伺服系统的PWM差分驱动电路设计

激光切割头伺服系统的PWM差分驱动电路设计

光切割需要。
关键词:激光切割;伺服控制;STM32F103RCT6;PWM信号;Proteus仿真
中图分类号:TP275
文献标识码:A
文章编号:1009-0134(2019)08-0012-03
0 引言
军用飞机等大型装备的烧伤和弹片的破孔等损伤 常需要将损伤部位切割后,再采用补片铆接等修理方 法。然而对于飞机常用的钛合金等结构,常规刀具切割 困难、效率低,难以满足战伤抢修需要。比较理想的切 割手段是采用激光切割,该技术已在国内金属材料切割 和汽车制造等工业领域获得广泛应用。但作为激光切割 系统的关键组件之一,激光切割头的伺服控制技术仍以 德国等进口技术为主,国内技术还存在控制精度低和抗 干扰能力差等问题[1]。尤其在装备战伤抢修领域,对激 光切割头伺服控制信号的精度和抗干扰能力具有更高的 要求。例如,当激光焦距控制误差超过0.1mm时,将会 产生锯齿状切痕和烧焦等缺陷,严重影响切割质量。 由于PWM脉宽调制和差分放大技术在伺服电机驱动信 号抗干扰处理方面具有较好的优点,本文基于 STM32F103RCT6单片机设计了用于战伤抢修 领域的PWM差分方式驱动的激光切割头伺服控 制系统。试用表明,该系统具有体积小、精度 高、处理速度快和抗干扰能力强等优点,具有 较好的应用前景。
所以式(3)可粗略变形为下式: (4)
由式(4)可计算出:
图6 PWM差分驱动系统框图
【14】 第41卷 第8期 2019-08
4 结语
本文设计了基于STM32F103RCT6单片机的激光切 割头伺服系统驱动电路、相关算法和控制程序,设计的 二阶RC低通滤波器能很好地将2路互补的PWM波转换 为8位精度的模拟电压控制信号,并通过差分放大的方 式为伺服电机系统提供了抗干扰能力良好的驱动信号。 试验表明,该系统响应速度快,可靠性高,能很好地满 足激光切割需要。

单端阻抗和差分阻抗

单端阻抗和差分阻抗

单端阻抗和差分阻抗单端阻抗和差分阻抗是在电路设计和信号传输中非常重要的概念。

它们在不同的应用中起着不同的作用,并且需要根据具体的情况进行选取和分析。

本文将从单端和差分信号的定义开始,讨论单端阻抗和差分阻抗的概念和计算方法,以及它们在电路设计和信号传输中的应用。

一、单端信号和差分信号的定义单端信号是指信号的发送和接收端都是通过相同的引脚或者线路进行传输。

通常情况下,单端信号是通过一个引脚发送信号,另一个引脚接收信号。

差分信号则是通过两个相互对称的引脚进行传输,其中一个引脚发送正向信号,另一个引脚发送反向信号。

这两种信号传输方式在电路设计和信号传输中有着不同的应用。

二、单端阻抗和差分阻抗的概念单端阻抗是指在单端信号传输中,发送端和接收端之间的阻抗匹配情况。

阻抗匹配是指发送端和接收端之间的阻抗相等,从而使信号能够以最大的功率传输。

在单端传输中,阻抗匹配是非常重要的,因为阻抗不匹配会导致信号反射和功率损失。

差分阻抗则是指在差分信号传输中,发送端和接收端之间的阻抗匹配情况。

在差分信号传输中,阻抗匹配同样是非常重要的,因为阻抗不匹配会导致信号失真和干扰。

三、单端阻抗的计算方法在单端信号传输中,发送端和接收端之间的阻抗匹配可以通过一些简单的计算来实现。

其中,发送端的驱动阻抗和接收端的输入阻抗是两个主要的阻抗。

驱动阻抗是指信号源端的输出阻抗,它需要与传输线的特性阻抗匹配,以减少信号的反射和功率损失。

输入阻抗是指信号接收端的输入阻抗,它需要与传输线的特性阻抗匹配,以提高信号的接收性能。

当驱动阻抗和输入阻抗匹配时,信号传输将达到最佳状态。

四、差分阻抗的计算方法在差分信号传输中,发送端和接收端之间的阻抗匹配同样可以通过一些简单的计算来实现。

其中,发送端和接收端之间的差分阻抗是一个非常重要的参数。

差分阻抗是指发送端和接收端之间的差分模式传输线的特性阻抗,它需要与传输线的特性阻抗匹配,以减少信号的失真和干扰。

差分阻抗的计算方法与单端阻抗的计算方法类似,都是需要考虑到传输线的特性阻抗和驱动阻抗等因素。

单端转差分运放

单端转差分运放

单端转差分运放摘要:一、单端转差分运放的原理二、单端转差分运放的优点三、单端转差分运放的适用场景四、如何实现单端转差分运放五、单端转差分运放的应用实例六、总结正文:单端转差分运放是一种在电路设计中常用的技术,主要用于将单端信号转换为差分信号,以提高电路的性能和稳定性。

本文将从单端转差分运放的原理、优点、适用场景、实现方法以及应用实例等方面进行详细介绍。

一、单端转差分运放的原理单端转差分运放的核心思想是通过差分放大器来实现单端信号的放大。

差分放大器是由两个输入端、两个输出端和一个公共接地端组成的放大电路。

当单端信号输入到差分放大器时,其中一个输入端为信号输入端,另一个输入端为共模输入端。

通过差分放大器的放大作用,信号输出端和共模输出端的电压差将得到放大,从而实现单端信号到差分信号的转换。

二、单端转差分运放的优点1.抗干扰能力强:差分信号传输具有抗共模干扰的特性,能够有效抑制外部干扰信号,提高电路的稳定性。

2.放大倍数可调:通过调整差分放大器的放大倍数,可以实现对单端信号的不同程度放大,满足不同应用场景的需求。

3.电路简单:单端转差分运放电路相比其他放大电路,具有较简单的结构,易于实现和调试。

三、单端转差分运放的适用场景1.模拟信号处理:在模拟信号处理领域,单端转差分运放可以用于放大和处理差分信号,提高信号传输质量和系统稳定性。

2.高速数据传输:在高速数据传输系统中,单端转差分运放可以有效抑制共模干扰,保证数据传输的准确性。

3.传感器信号处理:对于传感器输出的微弱信号,单端转差分运放可以将信号放大,提高传感器的灵敏度和精度。

四、如何实现单端转差分运放1.选择合适的差分放大器:根据电路需求,选择合适的差分放大器芯片,如OP07、INA114等。

2.搭建电路:根据差分放大器的datasheet 中的电路原理图,搭建单端转差分运放电路。

3.调试与优化:通过调整电阻、电容等元器件的参数,实现电路的调试和优化。

激光器及其驱动器电路原理与光模块核心电路设计讲解

激光器及其驱动器电路原理与光模块核心电路设计讲解

激光器及其驱动器电路原理与光模块核心电路设计讲解激光器是将电能转化成光能的一种器件,它具有高亮度、高单频性和窄线宽等特点,广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。

本文将从激光器的原理和驱动器电路以及光模块核心电路的设计方面进行讲解。

激光器的原理是通过激发介质中的原子或分子的电子跃迁,使其产生受激辐射,从而放大光信号。

激光器的组成包括泵浦源、激光介质和谐振腔。

泵浦源提供能量激发介质,激光介质产生光子,而谐振腔则用于放大光信号。

其中,常见的泵浦源包括电流泵浦和光泵浦两种。

对于电流泵浦激光器,其驱动器电路一般采用直接驱动或恒流驱动。

直接驱动是将电流直接施加在激光二极管上,通过二极管的串联电阻来控制电流大小。

恒流驱动则是通过恒流源为激光二极管提供稳定的电流。

直接驱动简单、成本低,但对电流的稳定性要求较高;恒流驱动可以提供稳定的电流,但设计复杂且成本较高。

对于光泵浦激光器,其驱动器电路一般采用恒电源和调制驱动两种方式。

恒电源方式是将恒定的电流施加在光泵浦二极管上,通过二极管将电能转化成光能。

调制驱动方式是通过对光泵浦二极管施加调制信号来控制光泵浦的输出功率,常见的调制方式有频率调制和幅度调制。

在光模块核心电路的设计方面,首先需要考虑的是光电转换的过程。

光电转换一般采用光电二极管或光电导管来实现,其内部结构包括灵敏区、引入端和输出端。

灵敏区用于接收光信号并转换为电信号,引入端连接封装的光纤,输出端连接电路,并通过电路将电信号转换成适合后续处理的信号。

在光模块核心电路的设计中,还需要考虑信号的放大和滤波。

信号放大可以使用放大器来实现,常见的放大器有前置放大器和后级放大器。

前置放大器用于放大光电转换器输出的微弱信号,后级放大器用于进一步放大信号以达到需要的功率。

信号滤波可以使用滤波器来实现,滤波器可以滤除不需要的频率成分,提高信号的纯度和质量。

除了信号的放大和滤波,光模块核心电路的设计还需要考虑功率的稳定性和保护电路的设计。

晶振单端输出和差分输出波形

晶振单端输出和差分输出波形

晶振单端输出和差分输出波形晶振(即晶体振荡器)是一种用于产生稳定电信号的电子元件,广泛应用于计算机、通信设备、工业自动化等领域。

晶振可以提供单端输出和差分输出两种波形形式,本文将分别介绍晶振单端输出和差分输出的原理、特点和适用场景。

晶振的单端输出是指晶振器的输出信号只有一个输出引脚,即单路信号。

单端输出的晶振器主要通过晶体振荡电路的谐振,产生特定频率的稳定信号。

晶振的单端输出具有以下特点:1.简单:单端输出的晶振电路相对简单,只需要一个输出引脚即可。

2.输出信号稳定:晶振器通过晶体的振荡来提供稳定的频率输出信号,具有较小的频率偏差。

3.信号波形正弦性好:单端输出晶振通过谐振电路振荡产生信号,输出波形为正弦波,波形幅度稳定,频率准确。

4.抗干扰能力弱:单端输出晶振由于只有一个输出引脚,对外部干扰信号的抗干扰能力相对较弱。

5.应用场景广泛:单端输出的晶振器适用于大多数需要稳定频率信号的领域,例如计算机主板、显示器、音频设备等。

晶振的差分输出是指晶振器的输出信号有两个相位相反的输出引脚,即双路信号。

差分输出的晶振器一般采用差分振荡电路,通过差分振荡产生稳定的频率信号。

与单端输出相比,差分输出的晶振器具有以下特点:1.高抗干扰能力:差分输出的晶振器通过两个输出引脚提供信号,可以在干扰信号作用下进行抵消,抗干扰能力较强。

2.输出信号平衡:差分输出的晶振器通过相位相反的信号进行差分输出,输出信号平衡性好,利于后续信号处理。

3.差分运放放大:双路输出的信号可以方便地接入差分运放进行放大,提高信号的功率和驱动能力。

4.适用于传输远距离信号:由于差分输出信号平衡性好、抗干扰能力强,因此适用于传输远距离信号的场景,如高速数据传输、远场通信等。

5.成本较高:相较于单端输出的晶振器,差分输出的晶振器由于需要两个输出引脚以及差分振荡电路的设计,成本相对较高。

晶振的单端输出和差分输出在实际应用中有不同的使用场景。

单端输出的晶振器适用于大多数需要稳定频率信号的场景,例如计算机主板、显示器、音频设备等。

差分阻抗与单端阻抗的转换

差分阻抗与单端阻抗的转换

差分阻抗与单端阻抗的转换虽然差分阻抗和单端阻抗在物理上有所不同,但是它们之间可以相互转换。

在实际应用中,我们可能需要将差分阻抗转换为单端阻抗或者将单端阻抗转换为差分阻抗。

在本文中,我们将介绍如何进行这些转换。

1. 差分阻抗差分阻抗指差分信号线与地线之间的阻抗。

在差分信号传输线上,每个信号都有一个与之匹配的地线,两个信号线之间有一个共模地线。

共模地线使得信号线之间的电容和电感相等,从而保持信号传输的平衡。

差分阻抗在高速数据传输中非常常见,常常用于差分信号的传输和捕获。

差分信号传输具有很高的抗干扰能力,在工业控制、医疗仪器和汽车领域广泛应用。

2. 单端阻抗单端阻抗指单端信号线与地线之间的阻抗。

单端信号传输是一种常见的信号传输方式,信号线将信号传输到接收器端,地线则用于将信号的参考电位地接到电路中。

单端信号传输通常使用串行通信协议,如串行外设接口(SPI)和通用串行总线(USB)等。

单端信号传输具有信号幅度较大、连接简单等优点,被广泛应用于家用电器、通信以及计算机等领域。

将差分信号转换为单端信号的方法是将一条差分线接地。

这样,差分信号线中的一个变成了单端信号线,而另一个保持原位。

此时,单端阻抗的计算公式为:Zs = 2Zd/(C0/Cs + 1)其中,Zs是单端阻抗,Zd是差分阻抗,C0是单端传输的等效电容,Cs是差分传输的等效电容。

将单端阻抗转换为差分阻抗的方法是使用串联两个等值阻抗的电路。

假设单端信号线电阻为Zs,共模电阻为Zc,则差分阻抗的计算公式为:其中,Zd是差分阻抗,Zs是单端阻抗,Zc是共模阻抗。

三、总结差分阻抗和单端阻抗是电路中的两种重要阻抗类型,它们用于不同类型的电路中。

在实际应用中,我们可能需要将差分阻抗转换为单端阻抗或者将单端阻抗转换为差分阻抗。

差分阻抗转单端阻抗的方法是将一条差分线接地,而转换为差分阻抗的方法是使用串联两个等值阻抗的电路。

这些方法可以帮助我们更好地理解差分信号和单端信号的阻抗转换关系,从而更好地应用它们。

激光器电路原理

激光器电路原理

激光器电路原理激光器是一种能够产生单色、单方向、单频率的高强度光束的装置。

它在许多领域中都有广泛的应用,如激光切割、激光打标、激光照明等。

而激光器能够产生如此强大的激光光束,离不开精密的电路原理的支持。

激光器电路主要由电源电路、泵浦电路和激光驱动电路组成。

首先是电源电路,它为激光器提供所需的电能。

通常使用直流电源来提供稳定的电压和电流。

为了保证激光器的正常工作,电源电路需要具备以下特点:1. 稳定性:激光器对电流和电压的要求非常高,因此电源电路必须能够提供稳定的输出。

这通常通过使用稳压器和滤波电容来实现。

2. 低噪声:激光器对电源的噪声非常敏感,因此电源电路需要具备低噪声的特点。

为了降低噪声,可以采用滤波电路和稳压电路。

3. 高效率:激光器通常需要大量的电能才能工作,因此电源电路需要具备高效率的特点。

为了提高效率,可以采用开关电源等高效率的电源设计。

接下来是泵浦电路,它负责将能量输入到激光介质中,从而实现激发激光的过程。

泵浦电路有多种形式,最常见的是光泵浦和电泵浦。

光泵浦是通过使用高能光束来激发激光介质中的原子或分子,从而实现激光的产生。

光泵浦电路通常由激光二极管、透镜和反射镜组成。

激光二极管负责产生高能光束,透镜用于聚焦光束,而反射镜用于将光束反射回激光介质中。

电泵浦是通过使用电场来激发激光介质中的原子或分子,从而实现激光的产生。

电泵浦电路通常由电源、电极和激光介质组成。

电源提供所需的电压和电流,电极用于产生电场,而激光介质则是电场激发激光的场所。

最后是激光驱动电路,它负责控制激光器的工作状态。

激光驱动电路通常由控制电路和放大电路组成。

控制电路负责控制激光器的开关和调节输出功率。

开关控制可以通过控制激光器的泵浦电路来实现,从而控制激光器的开关状态。

调节输出功率可以通过控制激光器的泵浦电流或改变激光介质的工作状态来实现。

放大电路负责放大激光驱动信号,从而提供足够的能量给激光器。

放大电路通常由功率放大器和反馈电路组成。

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Application Note:HFAN-2.5.0Rev 0; 05/04Single-Ended vs. Differential Methods of Driving a Laser DiodeMAXIM High-Frequency/Fiber Communications GroupMaxim Integrated Products3hfan250.doc 05/25/2004Single-Ended vs. Differential Methods of Driving a Laser Diode1 IntroductionA proper interface circuit to connect a driver to a laser diode is essential for an optimized optical transmitter design. In general, the single-ended drive of laser diodes provides a straight forward solution that requires less components and board space. Drawbacks include a comparatively slow output edge-speed and noise added to the transceiver power supply, which will eventually affect the receiver sensitivity. Recent industrial practice has shown that optical transmitters based on differential drives are able to overcome the disadvantages associated with a single-ended drive. The purpose of this application note is to reveal how a differential drive provides a faster edge-speed than a single-ended drive.Laser Driver CP2OUTCP1 OUT+ RD VCCBIAS RF CFFigure 1. Single-ended Method of Driving a Laser DiodeVCC2 Circuit Configuration for Single-Ended Drive and Differential DriveFor a single-ended drive, the laser modulation current is applied either to the laser anode (commoncathode laser) or to the laser cathode (commonanode laser). Figure 1 is a simplified schematic for driving a common-anode laser. The modulation current is delivered to the laser cathode through a damping resistor (RD). The laser anode is directly connected to the power supply, and the laser bias is provided from a driver bias output isolated by a ferrite bead. For a balanced DC and AC loading, the driver complementary output is pulled up to Vcc by a parallel network consisting of a ferrite bead and a resistor that matches the equivalence of the laser load and the damping resistor. The RC shunt network (RF and CF) provides high-frequency damping. Capacitance CP (CP1 and CP2) at the driver outputs represents a combination of output transistor equivalent capacitance, packaging and board layout parasitic capacitances.Laser Driver CP2OUTCP1 OUT+ RDBIASFigure 2. Differential Method of Driving a Laser Diode Figure 2 shows one example of a differential drive. The laser cathode is AC-coupled to the driver output via a damping resistor (RD). The driver output is pulled up to Vcc through a ferrite bead to provide a DC bias to the output transistor. The shared node of the driver complementary output and the laser diode anode is connected to Vcc through a ferrite bead which provides high-frequency isolation from Vcc. The laser bias is provided in a similar way as in a single-ended drive configuration. Using the same laser diode and driver, a 2.5Gbps optical transmitter based on differential drive shows more than 20ps improvement in edge-speed than a single-ended drive [1].Maxim Integrated Products Page 2 of 4Application Note HFAN-02.5.0 (Rev. 0, 05/04)3 Charge and Discharge for Single-Ended DriveThe circuit for the single-ended drive in Figure 1 is reorganized in Figure 3. For simplicity, the RF and CF compensation network is ignored in the following discussion. During the laser turn-on period, the output transistor T1 provides a sink current to modulate the laser through the damping resistor RD, and to charge the parasitic capacitor CP1. The full modulation current is only switched to a laser after the CP1 charging is completed. Therefore, the transient current that charges this capacitor is primarily responsible for a degraded rising edgespeed. When the laser is turned off, T1 stops sinking current and the parasitic capacitor CP1 is discharged through a series network consisting of the laser diode and the damping resistor. This transient current will slow down the laser-off transition, resulting in a slow tail in optical output. The charge and discharge loop time constant τSE is estimated as:CP2VCCCP1A RD T2 T1ModulationBiasτ SE ≈ ( RD + RL ) ⋅ C Pwhere RL is the laser equivalent resistance. The contribution of laser series inductance is ignored in this analysis. The series resistor RD is necessary to damp the laser overshoot and ringing caused by laser and assembly inductance. Therefore, reducing the equivalent capacitance at the driver output node is the key factor for achieving a fast optical edge-speed. Figure 4 presents the simulation results of step response. The laser diode is modeled as a 5Ω resistor in parallel with a 1pF capacitor. The damping resistor RD is chosen as 10Ω. The edge-speed (20%-80%) of the transistors (T1 and T2) used in this test is approximately 25ps. The simulated edge-speed of laser diode output is listed in Table 1. The falling edge is slower than the rising edge. Table 1. Edge-speed (in ps) and Output Capacitance for a Single-Ended Drive CP (CP1 & CP2) tr/tf (20%-80%) tr/tf (10%-90%) 1pF 41/46 60/72 2pF 53/59 83/97 3pF 71/78 118/125CP2VCCCP1A RD T2 T1ModulationBiasFigure 3. Charge (top) and Discharge (bottom) Loops for a Single-Ended Drive Circuit. (Dotted lines represent a transient current for capacitor charge or discharge)Application Note HFAN-02.5.0 (Rev. 0, 05/04)Maxim Integrated Products Page 3 of 50.055 0.053 0.050 0.048 0.045 0.043 0.040 0.038 0.035 0.033 0.030 0.028 0.025 0.023 0.020 0 100 200 3001pF 2pF 3pF400 Time (ps)500600700800Figure 4. Step Response Simulation for Single-ended Drive Another disadvantage is that a single-ended drive generates a large transient current flow on the Vcc plane. The transceiver layout and power supply decoupling has to be well designed, otherwise the receiver will pick up noise from the power supply, which eventually may affect the optical receiver sensitivity.4 Charge and Discharge for Differential DriveFigure 5 illustrates the current flow for driving a laser diode differentially. When the laser is turned on, the output transistor T1 provides a sink current to charge the parasitic capacitor CP1 at the collector of T1, and to modulate the laser through the damping resistor RD and an AC-coupling capacitor. Since the ferrite beads will force a constant current flow, iCP1 = iCP2. The charge and discharge process is reversed in a similar loop when the driver current is switched to the complementary side during the laseroff period. To achieve the same laser modulation current with a differential drive as single-ended drive, the amplitude of the voltage swing over the laser diode and damping resistor should remain the same. This means that the voltage swing at Node A (∆VA) for singled-ended drive should equal (VA-VB) for the differential drive. Therefore, the voltage swing over the parasitic capacitors CP1 and CP2 for the differential drive is only half of that for a single-ended drive. The overall effect is that the differential drive leads to a faster signal transmission. The time constant τDF for laser-on and laser-off is estimated as:Figure 5. Charge (top) and Discharge (bottom) Loops for a Differential Driving Circuit. (Dotted lines represent a transient current for capacitor charge and discharge. Current through the ferrite bead is assumed constant) The time constant τDF for differential drive is about half of the time constant τSE for a single-ended drive, meaning a fast transmitter edge-speed. TheMaxim Integrated Products Page 4 of 5τ DF ≈ (R D + RL ) ⋅CP2 1 = ( RD + RL ) ⋅ C P 1 + C P 2 / C P1 2Application Note HFAN-02.5.0 (Rev. 0, 05/04)simulation results of step response are shown in Figure 6 and Table 2. For a 2pF output capacitance the falling edge-speed at 20%-80% and at 10%-90% is improved by 20ps and 43ps respectively. Table 2. Edge-speed (in ps) and Output Capacitance for Differential Drive CP (CP1 & CP2) tr/tf (20%-80%) tr/tf (10%-90%)0.0425 0.04 0.0375 0.035 0.0325 0.03 0.0275 0.025 0.0225 0.02 0.0175 0.015 0.0125 0.01 0.00755 ConclusionThis application note shows that the edge-speed of an optical transmitter can be improved by using a differential laser driver configuration. One of the primary benefits of the differential drive is that it can tolerate more capacitance at the output node. This does not mean, however, that output capacitance can be neglected – good high-frequency board layout techniques and other methods of lowering the output capacitance remain important. Also, in real applications, a number of additional factors (not addressed in this application note) must be considered, including: (a) the laser equivalent capacitance that will introduce another pole into the circuit and (b) the laser electrical-to-optical conversion that will slow the edge speeds and cause asymmetry between the rising and falling edges. Because of these factors, high-speed operation will require a relatively fast laser diode along with minimization of the laser package inductance.1pF 34/34 51/502pF 39/39 58/573pF 45/45 71/691p 2p 3p0100200300400 Time (ps)500600700800Reference[1] Application Note: “MAX3735A Output Configuration Part 3: Differential Drive. ” - HFDN26.2 Maxim Integrated Products, November 2003.Figure 6. Step Response Simulation for Differential Drive Because of its symmetrical nature, the differential drive method shows better immunity to capacitive load. The edge-speed degradation from output capacitance is much less than that of a single-ended drive. It also provides a matched rise and fall time, that makes it easy to optimize the transmitter optical eye-diagram. On the other hand, the laser charge and discharge loops include the same external circuit, so it can tolerate more variation and mismatching in board layout, without adding additional noise to the Vcc plane. The disadvantage is that the differential drive approach is based on AC coupling between the driver and the laser diode, which may result in a low-frequency cutoff problem for some applications.Application Note HFAN-02.5.0 (Rev. 0, 05/04)Maxim Integrated Products Page 5 of 5。

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