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一种高精度激光器温控电路的设计_陈威

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热电致冷的激光器温度控制电路设计

热电致冷的激光器温度控制电路设计

Ｕ ｓｎｇ ｔ ｅ ＴＥＣ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｏｎ ｒ ｌｅ ｉｃ ｔｂ ｓ ｄ ｏｎ ＴＰＳ６ ｏｏ０，ｔ ｅ ｔ ｍ ｐｅ ａ ｕｒ ｆＥＭ Ｌ ａ ｅｒｉ ｏ ｒ ｌ ｄ ｂｙ ｔ ｇ ｔ ｌＰＩ ｃ ｎｔｏｌ ｉ ｈ ｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅｃ ｔ ｏ ｌｄ ｃｒ ｕｉ ａ ｅ ３ ｈ ｅ ｒｔ ｅｏ ｌ ｓ ｓｃ ｎｔｏｌｅ ｈｅｄｉｉａ Ｄ ｏ ｒ
ａ ｇ ｉｈｍ ｆ Ｍ ＣＵ ． Ｅｘ ｒｍ ｅ ｔ ｅ ｕｌｓｉ ｄｉａ ｅ ｔ ｔ ｈ ｉｃ ｔｍ ｅ ｔ ｈｅ ｓ ａ ｉｉｙ ｒ ｑ ｒ ｍ ｅ ｌ ｏｒｔ ｏ ｐｅ ｉ ｎ ａｌｒ ｓ ｔ ｎ ｃ ｔ ｈａ ｔ ｅ ｃｒ ｕｉ ｅ ｓｔ ｔ ｂ ｌ ｅ ｕｉｅ ｎｔｏｆＥＭ Ｌ ａｓ ｒ ｉ ｏ ｒ ｌ ｅ ｐ ｒ — ｔ ｌ ｅ ｎ ｃ ｎｔｏｌｉ ｎｇ ｔ ｍ ｅ ａ
ＬＡＳ ＥＲ ＯＤＥ ＡＮ０ＤＥ 口 ＤＩ Ｍ ＯＮＩ ＴｏＲ ＡＮｏＤＥ ＰＤ
ＲＦ ＧＮＤ
温 度 稳 定 性 的要 求 很 高 ， 朝 着 小 型化 和 高 密 度 化 方 向 发 并
展 。ＥＭＬ激 光 器 是 第 一 种 大 量 生 产 的 铟 镓 砷 磷 （ ｎ Ｉ—
Ｔｅｍ ｐ ａｔ ｒ ｎ ｒ ｕｉ Ｂａ ｅｄ ｏ ｅｒ ｅｌ ｔｉ ｏｌ ｎ ｓ ｅｒ ｕ ｅ Ｃｏ ｔｏｌ ｒ ｔ Ｃｉｃ ｓ ｎ Ｔｈ ｍｏ ｅｃ ｒｃ Ｃｏ ｅｒａ ｄ Ｌａ ｅｒ
Ｈｕ ｎ ｉ ａ ｇＪ ｅ，Ｃｈ ｎ Ｗ ｅ ｅ ｉ
（ ｃ ｏ ｌｏ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ，Ｗ ｕ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ０ Ｃｈ ｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｆＩ ｆ ｒ ｔ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｏ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｙ ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｉａ

采用ADN8831芯片的激光器温控电路的设计

采用ADN8831芯片的激光器温控电路的设计

采用ADN8831芯片的激光器温控电路的设计引言通过对半导体激光器特性的研究，可知温度对激光器的正常工作有着重要的影响。

温度会直接影响到半导体激光器的工作参数包括：阈值电流、V-I 关系、输出波长、P-I 关系等。

同时高温也会对激光器产生极大的影响，严重影响其使用寿命和效率。

本文采用ADN8831 温度控制芯片为激光器提供恒定且可调的工作温度来保证激光器高效率工作。

1 温度控制芯片介绍根据半导体激光器对温度的要求，选定ADN8831作为激光器的温度控制主芯片。

ADN8831芯片是目前最优秀的单芯片高集成度、高输出效率和高性能的TEC驱动模块之一。

ADN8831 的最大温漂电压低于250 mV,能够使设定温度误差控制在±0.01 ℃左右。

在工作过程中，ADN8831 输入端的电压值对应一个设定好的目标温度。

适当大小的电流流过TEC,使TEC加热或制冷，在这个过程中使激光器表面温度向设定温度值靠近。

此芯片还有过流保护功能，可编程开关频率最高可达1 MHz.2 TEC控制原理TEC（Thermo Electric Cooler）实际上是用两种材料不同半导体（P型和N型）组成PN结，当PN结中有直流电流通过时，由于两种材料中的电子和空穴在跨越PN结移动过程中产生吸热或放热效应（帕尔帖效应），就会使PN结表现出制冷或制热的效果，改变电流方向即可实现TEC加热或制冷，调节电流大小即可控制加热或制冷量的输出。

利用TEC稳定激光器温度方法的系统框图如图1所示。

图1中贴着激光器右侧的是温度传感器，这里使用具有负温度系数的热敏电阻。

这个热敏电阻是用来测量安放在TEC表面上的激光器的温度。

期望的激光器温度用一个固定的电压值来表示，与热敏电阻产生的电压值通过高精度运算放大器进行比较，比较后产生的误差电压通过高增益的放大器放大，同时补偿网络对因为激光器的冷热端引起的相位延迟进行补偿，补偿后驱动H桥输出，H桥不仅控制TEC电流的大小还能控制TEC电流的方向。

基于粒子群自整定PID算法的激光器温度控制系统

基于粒子群自整定PID算法的激光器温度控制系统
关键词：激光技术；温控系统；粒子群算法；ＰＩＤ控制；优化 中图分类号：ＴＮ２４８．４ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０７５１０／ｊｇｊｓｉｓｓｎ１００１３８０６２０１９０５０１２
Ｌａｓｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄｏｎｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｓｅｌｆｔｕｎｉｎｇＰＩＤａｌｇｏｒｉｔｈｍ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ；ｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｇｒａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
引 言
半导体激光器具有体积小、寿命长、结构简单等优 点，广泛应 用 于 光 纤 通 信、激 光 测 距、激 光 雷 达 等 方 面［１２］。在激光器的应用过程中，需要激光器有很大的影响，其输出波长会随着温度的升 高向长波 方 向 偏 移［３］，因 此，为 了 保 证 激 光 器 的 工 作
第 ４３卷 第 ５期
齐艺超 基于粒子群自整定 ＰＩＤ算法的激光器温度控制系统
６５１
针对当前激光器温控系统存在的问题，设计了一 种基 于 粒 子 群 自 整 定 （ｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ， ＰＳＯ）ＰＩＤ算法的激光器温度控制系统，通过粒子群算 法对参量的搜索，使得该系统能够快速建立稳态，并具 有超调小、控制精度高、良好的可靠性等优点。
基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１６７５１９６） 作者简介：齐 艺 超 （１９９２），男，硕 士 研 究 生，主 要 研 究 方
向为激光器稳频技术。 通讯联系人。Ｅｍａｉｌ：ｎｈｚｈｕ＠ｓｅｍｉ．ａｃ．ｃｎ 收稿日期：２０１８１２０４；收到修改稿日期：２０１９０１２５

DPSSL激光器的高精度温控电路设计与实现_曹海源

DPSSL激光器的高精度温控电路设计与实现_曹海源
第 17卷 第 12期 2010年 12月
电光与控制 E lec tron ics O ptics& Contro l
V o .l 17 N o. 12 D ec. 2010
DPSSL激光器的高精度温控电路设计与实现
曹海源, 王会升, 张广远, 黎 伟, 田方涛
(武汉军械士官学校光电技术研究所, 武汉 430075)
总热导; R 为 TEC的总电 阻; T c, Th 分别为 TEC 冷端温 度、热端温度; I为 TEC工作电流。
由上式可见, 调节 TEC的电 流大小可 以控制 其产 冷量和 放 热量; 改 变 电 流 方 向 可 使 冷 端、热 端 互 换。
T EC 的工作电压与电流之间的关系是:
U = IR + T h - Tc
ห้องสมุดไป่ตู้
体热泵, 非常适 用于 空间有 限和高 可靠 性的场 合。其
工作时冷端产冷量 Q c, 热端放热量 Qh 分别为 [ 9]
Qc = IT c - ( I2R ) /2- K (Th - Tc )
( 2)
Qh = ITh + ( I2R ) /2 - K (Th - T c )
( 3)
式中: 为 TEC的塞贝克系数; K 为 TEC冷热端之间的
防电磁干扰措施及注意事项; 最后针对某型 D PSSL 激光器负 载, 测 试了温 控系统 的稳态 误差、超调量 等指标; 实验 数
据显示, 该温控系统稳态误差小, 控制精度达 0. 01 , 能保 证 DPSSL高稳定 性工作。
关键词: DPSSL; 温度控制; 高精度; PWM
中图分类号: V 271. 4; TN248
文献标志码: A
文章编号: 1671- 637X ( 2010) 12- 0057- 03

激光器电源的高精度温度控制器系统与算法的研究

激光器电源的高精度温度控制器系统与算法的研究

激光器电源的高精度温度控制器系统与算法的研究激光器电源的高精度温度控制器系统与算法的研究摘要激光器是二十世纪最重要的发明之一，激光器的使用极大地改变了人们的生活方式。

但是在实际生产生活中，在稳定性、耐用性等方面对激光器要求极为苛刻，特别是在温度控制系统方面。

温度的极小偏差会导致激光器输出的波长以及频率受到影响，从而影响正常使用。

一般来说，温度改变1摄氏度，波长改变0.2-0.3nm，因此需要实现对激光器电源温度的高精度控制。

本文主要设计了一种高精度温度控制系统。

在算法方面，本设计采用了模糊PID控制算法，该算法兼具了模糊控制的强抗干扰能力以及PID控制算法消除稳态误差两者的优点。

同时，该算法通过了在MATLAB软件SIMULINK工具箱进行系统仿真论证。

最后根据仿真结果，搭建了以STM32为控制核心的温度控制系统，并且通过精密调节TEC的电流大小和方向，实现了对温度的高精度控制。

关键词：激光器; STM32; 模糊控制; PID控制The Research of Algorithm and Programming on TemperatureControl System of Laser DiodeAbstractLaser is one of the most important inventions of the 20th century, and it has vastly changed people's lifestyle. However, it’s extremely demanding in terms of stability and durability in actual production, especially the temperature control systems. In addition, even though the little change of temperature will alter the output of lasers’ wavelength and frequency, then affecting normal use of laser. According to the data, for each degree Celsius of the temperature of the laser, 0.2-0.3nm of the wavelength will alter. Therefore, it is necessary to control the temperature of laser diode with high-precision.This paper presents a high-precision temperature control system of the laser. In algorithm and programming, the laser uses the fuzzy PID control algorithm, which has both the strong anti-interference ability of fuzzy control and the advantages of PID control algorithm. To take it a step further, the algorithm has been demonstrated in the SIMULINK toolbox of MATLAB software. Finally, according to the result of simulation, a temperature control system with STM32 as the control core was set up, and the precise control of the current and direction of the TEC was achieved high-precision temperature control.Keywords:Laser; STM32; fuzzy control; PID control目录1 前言 (1)1.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求 (1)1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题 (1)1.3本设计应解决的主要问题 (2)2激光器电源温度控制系统算法的研究 (2)2.1 PID控制原理理论 (2)2.2 智能控制 (4)2.3系统算法设计 (9)3温度控制系统的设计 (10)3.1温控系统总体框架 (10)3.2温度系统硬件总体介绍 (11)3.3单片机软件处理模块设计 (13)4系统仿真 (15)4.1 MATLAB及SIMULINK的简介 (15)4.2系统仿真过程 (15)总结和展望 (18)参考文献 (20)谢辞....................................................... 错误!未定义书签。

一种用于连续光输出激光器驱动电路中的自动温度控制电路[实用新型专利]

一种用于连续光输出激光器驱动电路中的自动温度控制电路[实用新型专利]

专利名称：一种用于连续光输出激光器驱动电路中的自动温度控制电路
专利类型：实用新型专利
发明人：杨晓波,王卫龙,张睿,陈伟峰,孙静,张晓峰,钱瑞杰,杨纯璞,王东锋,王文博,李洋,王尧
申请号：CN201420695582.5
申请日：20141119
公开号：CN204190163U
公开日：
20150304
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种用于连续光输出激光器驱动电路中的自动温度控制电路，由自动温度控制芯片ADN8830及其外围电路构成，包括制冷电流输出信号放大部分电路，制冷电流输出信号放大部分电路由2个MOS管FDW2520C和阻容元件组成；第一MOS管FDW2520C的1脚、8脚接电阻R22，经电阻R22连接自动温度控制芯片ADN8830芯片的9脚，其4脚连接自动温度控制芯片
ADN8830芯片的10脚，第二MOS管FDW2520C的1脚、8脚接电感L4，经电感L4连接自动温度控制芯片ADN8830芯片的19脚，其4脚、5脚分别连接自动温度控制芯片ADN8830芯片的22脚、21脚，电路选用MOS管FDW2520C完成自动温度控制集成电路中制冷电流输出信号放大部分电路的设计，达到体积小，工作稳定可靠的目的，适合整机的需要。

申请人：天津光电通信技术有限公司
地址：300211 天津市河西区泰山路6号
国籍：CN
代理机构：天津中环专利商标代理有限公司
代理人：莫琪
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一种高精度半导体激光器恒温控制系统设计

一种高精度半导体激光器恒温控制系统设计

一种高精度半导体激光器恒温控制系统设计
李昌禄;尹昭杨;卢天宇;王闻笛
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2014(033)010
【摘要】激光器的稳定性由于它的温度特性往往不能维持稳定,当温度迅速升高的情况下,二极管会产生许多非理想效应,如其输出功率呈抛物线下降.本文提出了一种典型且具有高精度的恒温控制系统.该系统通过热敏电阻收集温度信号,并依靠单片机搭建信号处理电路,使其对半导体制冷芯片LTC1923进行实时控制.最后,通过H 桥电路驱动TEC实现其工作,从而调节激光二极管的温度.同时,为了能够进行远程控制激光器的工作温度,采用了单片机通过Wi-Fi与上位机连接,可以在上位机设定工作温度,实现了远程控制.最后能保证了激光器的工作温度的误差在±0.01℃以内.【总页数】6页(P76-81)
【作者】李昌禄;尹昭杨;卢天宇;王闻笛
【作者单位】天津大学电气电子实验中心,天津300072;天津大学电气电子实验中心,天津300072;天津大学电气电子实验中心,天津300072;天津大学电气电子实验中心,天津300072
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.半导体激光器恒温控制系统的高精度温度测量研究 [J], 周真;齐忠亮;秦勇;丁国超
2.TEC 的半导体激光器恒温控制系统设计 [J], 孙冬娇;刘清;夏江涛
3.基于ARM的高精度恒温控制系统设计 [J], 卢建斌;余科军
4.采用半导体激光器自身pn结特性测温的半导体激光器恒温控制 [J], 林志琦;张洋;郎永辉;尹福昌
5.一种大功率半导体激光器恒温控制系统的设计 [J], 蒋和伦
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（ 1） 式和（ 2） 式可知发射光波长受 F-P 腔长、有源区
和光栅区折射率、光栅周期的影响，温度的变化会改
变材料粒子间隔从而改变腔长，同时也会改变粒子
的状态和分布从使折射率和光栅周期发生变化； 反
之，温度的稳定能消除这些变化因素，保持波长的稳
定。
1． 2 TEC 原理和应用结构
半导体 TEC 利用珀尔帖原理，即当电流跨过不
2nL = qλ，（ q = 1，2，3，…）
（ 1）
式中，L，n 和 λ 分别表示 F-P 腔的腔长、折射率和谐
振光的波长，q 为正整数。这些波长的光通过布喇 格光栅的反射再次进行选频［8］：
λ = 2navg s
（ 2）
式中，navg是光栅平均折射率，s 是光栅周期，谐振腔
频率和光栅频率的重叠部分对应输出光波长。由
1 相关原理和设计思路
1． 1 温度稳频原理
由于相邻通道间隔很小，DWDM 光模块必须使 用波长线宽极窄的单模激光器，下面以目前常用的 分布反馈式激光器（ distributed feedback laser diode， DFB-LD） 为 例 说 明 温 度 变 化 和 波 长 漂 移 的 关 系。 DFB-LD 的腔结构相当于法布里-珀罗（ Fabry-Perot， F-P） 腔和布喇格光栅的叠加［6］，如图 1 所示。
Fig . 3 Internal structure of TOSA
1． 3 设计思路 图 4 是 TEC 控制回路的功能图，分为采样、监
控、计算和控制 4 步，工作过程如下： 首先对激光器
Fig . 4 TEC control loop
第 3的设计
全满足实际应用要求。
关键词： 光电子学； 激光器温度控制； 采样精度； 控制算法； 直流转换器控制回路
中图分类号： TP271
文献标志码： A
doi： 10. 7510 / jgjs. issn. 1001-3806. 2014. 05. 020
Design of high precision laser temperature control circuit
参考电压之间的关系为：
VADC N
out
Vref
=
Ｒth
Ｒth + Ｒsample
Vref
= CVref
（ 3）
一定温度下，C 为与两个电阻有关的常数，Vref 可略去，参考电压波动不会影响 ADC 的采样输出
VADC out ，从而对下级电路的处理不产生影响。 2． 1． 2 提 高 ADC 采 样 精 度 根 据 负 温 度 系 数
摘要： 为了保持光收发模块发射光波长的稳定，采用半导体热电制冷器对模块中激光器温度进行控制的方
法，设计了以热电制冷器为核心的具有高采样精度和快速响应速度的温度控制电路，并进行了理论分析和实验验
证，取得了使用本电路的样品模块在应用温度范围内的发射波长变化数据。结果表明，优化后的热电制冷器温控
电路具有良好的性能，能够快速准确地控制激光器温度，将发射光波长的变化精确锁定在 20pm 范围之内。设计完
671
当前温度采样，将采样电压与设置值比较并经放大 器输出差值信号，再由相关算法控制电路对差值进 行运算（ 图中未画出） ，输出控制信号（ TEC controller） 给补偿网络并驱动一个控制器控制 TEC 电流方 向实现制热或制冷，保证激光器工作在最佳温度点。 1． 4 控制参量的分析和确定
进行具体设计之前，需明确实际电路可控的波 长漂移范 围，若 应 用 要 求 规 定 波 长 漂 移 的 上 限 为 Δλ，所用激 光 器 发 射 中 心 波 长 自 身 变 化 的 范 围 为 Δλ1 ，则电路设计可控范围为 Δλ － Δλ1 。DWDM 光 模块说明书规定波长偏移最大值 100pm，DFB 激光 器发射光中心波长变化范围为 0pm ～ 60pm，则实际 需要控制的波长范围是 100pm － 60pm = 40pm。
为了进一步加大传输速率，在通信领域使用复 用技术，波分复用（ wavelength division multiplexing，
作者简介： 陈 威（ 1989-） ，男，硕士研究生，现主要从 事光收发模块的研究。
* 通讯联系人。E-mail： yangz@ wri． com． cn 收稿日期： 2013-10-08； 收到修改稿日期： 2014-01-20
TEC 温控电路有效控制的条件是保证精确采样 和快速响应（ 可参考本文中第 1． 3 节中说明） 。一
670
激光技术
2014 年 9 月
般的 TEC 设计使用微控制单元（ micro control unit， MCU） 直接采样，存在精度低和参考电压波动的缺 陷，本文中的设计针对这两点做了改进： 将温度采样 与监控分开，使用专门的高采样位数芯片直接改善 采样精度，通过采样参考电位跟踪消除电压波动的 影响提升采样准确度； TEC 的响应部分由闭环控制 中广泛使用的比例-积分-微分［5］（ proportion-integralderivative，PID） 方法来实现。
Fig . 2 Semiconductor thermoelectric cooler
Fig . 1 Internal structure of DFB-LD
图 1 中中间区域是 F-P 有源区，注入合适的抽
运电流 I 后，有源区自发辐射形成的光在谐振腔的
选频作用下会有若干频率间隔相等的纵模发生谐 振，谐振频率应满足［7］：
第 38 卷 第 5 期 2014 年 9 月
激光技术 LASEＲ TECHNOLOGY
Vol． 38，No． 5 September，2014
文章编号： 1001-3806（ 2014） 05-0669-06
一种高精度激光器温控电路的设计
陈 威1 ，杨 铸1* ，张 为2
（ 1． 武汉邮电科学研究院，武汉 430074； 2． 光联通讯技术有限公司，武汉 430074）
WDM） 实际上就是一种频分复用技术［2］，它使不同 波长的光在同一个信道内传输从而大大提高系统的 承载能力。密集波分复用（ dense wavelength division multiplexing，DWDM） 是 WDM 的升级，它的频率间 隔更窄，能容纳的通道数更多，信息的容量更大，对 于 C 波段 12． 5GHz 的频率间隔，相邻通道间光载波 的中心波长相差仅约 100pm［3］。由于半导体激光器 的发光性能受温度的影响很大，温度变化带来的波 长漂移很可能导致通道间的干扰，造成通信失效，为 此需在 DWDM 光模块中设计一定的温度控制电路。 半导体热电制冷器（ thermoelectric cooler，TEC） 由于 体积小和性能稳定［4］被广泛用于 DWDM 光模块的 温控电路中控制激光器温度。
（ negative temperature coefficient，NTC） 热敏电阻温 度特性［10］，有：
( ) lnＲth － lnＲ0 = B
1 －1 T T0
（ 4）
式中，B 与 NTC 材 料 相 关，典 型 值 为 3900，Ｒ0 为
NTC 常温阻值，T 为实际温度，T0 为常温温度。
CHEN Wei1 ，YANG Zhu1 ，ZHANG Wei2
（ 1． Wuhan Ｒesearch Institute of Posts and Telecommunications，Wuhan 430074，China； 2． Oplink Communications Inc． ， Wuhan 430074，China）
2 温控电路分析和计算
整个温控电路由内部集成 TEC 的电吸收调制 TOSA［9］﹑温度采样电路 ADC﹑MCU 监控和直流转 换（ DC converter） 组成，如图 5 所示，SCL 和 SDA 分 别为串行时钟（ serial clock，SCL） 和串行数据（ serial data，SDA） 信号，TEC set 由 MCU 输出控制 DC converter，TEC out 由 DC converter 输出控制 TEC。
同材料流动时在接触面上发生吸热或放热的现象， 如图 2 所示。本设计中的 TEC 集成在光发射次模 块 （ transmitter optical subassembly，TOSA） 中，图 3 为 TOSA 内部 TEC 结构，其中 Ｒth 为热敏电阻，Vref 为 采样参考 电 压，THEＲM out 作 为 温 度 指 示 信 号 输 出，TEC + 和 TEC － 为控制 TEC 电流的两极，使用单 极控制，TEC + 接固定电平 VCC。
Fig . 6 Design of sample circuit
分在 TOSA 内部 （ 见图 3 ） ，Ｒsample 为 采 样 电 阻，ADC 内部参考电压实时跟踪外部 Vref。 2． 1． 1 消除采样参考电压波动影响 图 6 中热敏
电阻两端压差信号输入 ADC 进行采样，设采样输出
的数值为 VADC out ，采样最大值为 N，可得采样输出和
Key words： optoelectronics； laser temperature control； sampling accuracy； control algorithm； DC converter control loop
引言
随着现代社会信息交互的日益加深和通信技术 的快速发展，信息量呈现几何级的高速增长，海量信 息的传播需要大容量高速率的传输系统来承载［1］。 传输系统物理层的数据流量很大，一般使用激光作 为信号载波通过光纤进行传输，发射光载波的是光 收发模块 （ 以下简称光模块） ，主要起光电转 换 作 用，内部配有半导体激光器。
通常，光模块中引起波长变化的因素有： 激光器 固有的波长漂移、热敏电阻监控与激光器实际温度 的偏差、电路元件老化和随温度变化引起的偏差、由 模 / 数转换（ analog-to-digital converter，ADC） bit 偏差 或参考电压波动引起的采样误差等，即 TEC 的控制 精度主要取决于器件选择和电路设计。在受限于制 作工艺及实际开发条件等因素所用器件选定的条件 下，前 3 个因素难以改善，而采样部分则可从硬件电 路设计上着手优化。响应速度主要根据算法调节 PID 的相关系数来实现。