單片集成固態(tài)激光調(diào)制振蕩器EL6200C及應(yīng)用

1、單片集成固態(tài)激光調(diào)制振蕩器EL6200C及應(yīng)用        摘  要：EL6200C是Elantec公司生產(chǎn)的固態(tài)激光調(diào)制振蕩器，應(yīng)用于DVD驅(qū)動(dòng)器、CDROM驅(qū)動(dòng)器及MO驅(qū)動(dòng)器，本文介紹了它的引腳排列、設(shè)計(jì)規(guī)范及應(yīng)用。    關(guān)鍵詞：激光調(diào)制； 振蕩器； EL6200C EL6200C是Elantec公司生產(chǎn)的高性能固態(tài)激光調(diào)制振蕩器，工作頻率在70450MHz之間，使用3.5V到5.0V的單電源供電。僅用兩個(gè)外部電阻就可調(diào)節(jié)頻率和振幅。振蕩器頻率由RFREQ引腳和接地的

2、單個(gè)外部電阻來設(shè)置，電流輸出振幅由RAMP引腳到地的單個(gè)外部電阻設(shè)置。EL6200C采用8腳SOIC或5腳SOT23封裝。EL6200C固態(tài)激光調(diào)制振蕩器可應(yīng)用在DVD驅(qū)動(dòng)器、DVDROM驅(qū)動(dòng)器、DVDRAM驅(qū)動(dòng)器、CDROM驅(qū)動(dòng)器、MO驅(qū)動(dòng)器等各種光盤驅(qū)動(dòng)器中，也可用在激光檢測(cè)儀器中作為激光頭組件或在通訊用激光器中用作激光二極管的調(diào)制，還可作為各種模擬或數(shù)字系統(tǒng)的本機(jī)振蕩器或時(shí)鐘信號(hào)源。1. 引腳及功能EL6200C有5腳SOT23和8腳SOIC兩種封裝形式，SOT23封裝體積小，能夠減少EMI輻射，從而能靠近激光設(shè)備放置。SOIC封裝的振蕩器具有三態(tài)輸出功能，帶有高速輸出無效使能的OE引腳

3、。OE引腳可由一高速定時(shí)信號(hào)在讀/寫操作期間驅(qū)動(dòng)，以精確控制激光的調(diào)制。EL6200C的電流輸出振幅達(dá)100mAP-P。當(dāng)有邏輯低電平施加到片選信號(hào)CE引腳時(shí)，電流輸出無效，電源電流降低到毫安級(jí)。EL6200C的兩種引腳排列如圖1所示。2. 設(shè)計(jì)考慮2.1 EMI和接地從EMI的觀點(diǎn)看，輸出電流的邊沿比輸出電壓更重要。EL6200C的元件較小，放置在接地層上，因此發(fā)射電壓模式時(shí)EMI的天線效應(yīng)較小。測(cè)量顯示實(shí)際的電流邊沿時(shí)間大約是1ns，因此應(yīng)互相聯(lián)接在接地層之上，并使連接長度最短以使電感性的EMI減到最小。大多數(shù)EMI似乎是來自于連接二極管與EL6200C板上的電源電纜。電容的內(nèi)部電阻和內(nèi)部

4、電感提供了很好的旁路方式，通常線上具有500mVP-P的噪聲是很普通的。這就需要在電源端串聯(lián)電感和二級(jí)旁路電容以阻止信號(hào)沿電源線傳播。另外，電源上應(yīng)串聯(lián)電阻，這樣可降低EL6200C的功耗。圖2所示為典型的連接方法。圖2中串聯(lián)電感L的選擇原則是能在300MHz時(shí)得到70歐左右的串聯(lián)電抗，因此40nH就足夠了。另外，應(yīng)該屏蔽電感以減小EMI，并且應(yīng)保證在EL6200C需要的電源電流值上沒有飽和效應(yīng)。另外，在工作的頻率或它的諧波上不能有自身諧振。圖3為輸出電路的電流環(huán)。對(duì)于源電流環(huán)路，電流流過電源旁路電容。旁路電容的接地端應(yīng)直接連結(jié)到EL6200C的接地引腳(對(duì)于8腳封裝為輸出地引腳)。地面返回通

5、路過長將引起旁路流在線路板的接地層產(chǎn)生電壓降，這會(huì)對(duì)其它元件(例如RAMP和RFREQ)引起干擾。同樣，負(fù)載的接地返回信號(hào)被認(rèn)為是噪聲，其它的接地元件不應(yīng)與這條路徑連接。在負(fù)載返回端附近的接地層開槽可除去相鄰接地元件上的噪聲。2.2 RFREQ和RAMPRFREQ和RAMP應(yīng)該連接到電源地以避免噪聲，并應(yīng)該和EL6200C的接地端相連，以免引起高頻干擾噪聲。同時(shí)應(yīng)該對(duì)地有最小的電容?？梢赃B接外部的電壓源到RFREQ和RAMP以進(jìn)行頻率或幅度的調(diào)制或調(diào)整。在控制電壓上靠著EL6200C安裝一串聯(lián)電阻，將減少高頻噪聲從調(diào)制源傳播到EL6200C的本地環(huán)境，并可使EL6200C引腳寄生電容減到最小。

6、模擬調(diào)制的兩輸入都有若干兆赫的帶寬。允許輸出引腳通過大約20Mbit/s速率的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。2.3 電源功耗的考慮為減少功耗，可降低部件的電源電壓。在旁路電容外面通過從5V主電源到EL6200C之間安裝一串聯(lián)電阻即可完成。EL6200C的電源電壓特性曲線在4V電源下就能很好地工作。在串聯(lián)電阻上設(shè)置0.75V的壓降可以使振蕩器在4.25V運(yùn)行，這時(shí)最大電平值為4.5V。3. 應(yīng)用EL6200C可用來設(shè)計(jì)與激光二極管接口并中斷反饋諧振方式，從而減小激光噪聲，但是它通常也可作為70450MHz振蕩器使用。3.1 激光二極管應(yīng)用EL6200C的輸出是振蕩的方波電流源。輸出電壓與VS到地的電壓相一致，并

7、有大約10的內(nèi)阻。當(dāng)輸出電壓接近電源端時(shí)，盡管邊角變圓，但沒有嚴(yán)重的方波失真。作為電流源輸出，輸出偏流電壓是由直接連接的激光二極管設(shè)置，具有很低的交流輸入阻抗和1.62.5V的直流電壓。這樣，到二極管和EL6200C的交流耦合就不必要。由于工作周期在輸出的40到60之間，因此EL6200C的直流消耗僅僅是峰峰值輸出的±5。這使得對(duì)二極管的直流偏置電壓干擾很少。由于激光二極管的交流阻抗通常是在低阻范圍，任何的互相聯(lián)接都將產(chǎn)生大約8nH/cm左右的串聯(lián)電感。因?yàn)镋L6200C輸出是交流電流，串聯(lián)電感引起的高負(fù)載阻抗使得EL6200C的輸出電壓上升到比二極管和直接連接的輸出電壓高得多。在4

8、00MHz和60mAP-PP-P的額外驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并具有更多的諧波頻率。電流波形是方波，感性負(fù)載也同樣能引起2V的過沖電壓。這并不是說提供到二極管的電流過沖與EL6200C輸出的過沖相同。測(cè)量顯示EL6200C輸出邊沿大約為300ps，這個(gè)速度幾乎不可能通過實(shí)際連接提供到二極管。3.2 RF應(yīng)用EL6200C可與電抗負(fù)載相接，可用作小范圍調(diào)制發(fā)送器。其輸出電路看起來像電流源。維持正確的直流偏置電壓對(duì)EL6200C來說是很重要的。由于輸出是純直流電流，電容耦合將允許直流電平向電源尾部漂移，這將引起輸出變形。圖4所示為EL6200C輸出到50負(fù)載的耦合電路。圖中，L=124nH,X1=6.4pF,C2=3.5pF。耦合電容阻止了直流輸出電流通過扼流電感LCHOKE，R1和R2為EL6200C輸出提供了一半直流電源的工作電壓。扼流電感LCHOKE的作用是使交流電壓不影響分壓器，其值為H。EL6200C將