一种光收发模块的温度控制方法及宽温光收发模块技术

本发明专利技术涉及5G光通信领域，特别涉及一种光收发模块的温度控制方法，包括：判断TEC控制算法是否开启；若TEC控制算法开启，则获取TEC目标温度并计算出对应的电压ADC1值，然后获取激光器当前温度并计算出对应的电压ADC2值，将ADC1和ADC2作为参数传给PID控制算法，得到返回值作为待设置的TecSet1_ADC；获取上一次的TecSet0_ADC值与本次计算的TecSet1_ADC值进行比较，如果TecSet0_ADC＝TecSet1_ADC则不进行调整，否则按照差值进行调整，调整时要对单次调整进行步进限值，设定最大调整值，如果差值不大于最大调整值，则将差值设置到TEC_DAC中，如果差值大于最大调整值，则采用步进调整法对TEC_DAC进行多次调整；循环执行使激光器当前温度与TEC目标温度达到动态平衡。本发明专利技术能将光收发模块应用于最高95℃的环境，可更好满足需求。满足需求。满足需求。

【技术实现步骤摘要】
一种光收发模块的温度控制方法及宽温光收发模块


[0001]本专利技术涉及5G光通信领域，特别涉及一种光收发模块的温度控制方法及宽温光收发模块。

技术介绍

[0002]随着(5G)技术逐渐迈入商用化的进程，其新型业务特性和更高指标要求对承载网络架构及各层技术方案均提出了新的挑战。光模块是5G网络物理层的基础构成单元，广泛应用于无线及传输设备。5G时代不同的应用场景对光模块提出了差异化要求，更高速率、更长距离、更宽温度范围和更低成本的新型光模块需求迫切。业界针对适用于5G承载不同应用场景的光模块技术方案已展开广泛研究。
[0003]AAU(Active Antenna Unit，有源天线单元)是5G基站信号的发射装置，当客户端某个AAU散热设计容差范围较小时，该AAU满载光模块后的散热问题始终无法解决，当环境温度变的更高，客户端也会产生应用风险。经过全面评估最终选择由光模块提升工作温度范围来解决该应用风险，现有技术中一般工温光模块应用温度范围为
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40℃～85℃，在应用温度超过85℃时一般工温光模块将不能正常工作，导致不能满足实际的应用需求。针对上述缺陷，本专利技术作出了改进。

技术实现思路

[0004]为了克服
技术介绍
的不足，本专利技术提供一种光收发模块的温度控制方法及宽温光收发模块，能将光收发模块的应用温度扩展至最高95℃的超高温应用范围，可以满足某些特定的应用场景，因而能更好地满足实际的应用需求。
[0005]本专利技术提供一种光收发模块的温度控制方法，包括以下步骤：
[0006]S11、判断TEC控制算法是否开启；
[0007]S12、若TEC控制算法开启，则获取TEC目标温度并计算出对应的电压ADC1值，然后获取TOSA激光器当前工作温度并计算出对应的电压ADC2值，将ADC1和ADC2作为参数传给PID控制算法，得到返回值作为待设置的TecSet1_ADC，所述TEC目标温度为期望的TOSA激光器工作温度；
[0008]S13、获取上一次的TecSet0_ADC值与本次计算的TecSet1_ADC值进行比较，其中TecSet0_ADC的初始值为0，如果TecSet0_ADC＝TecSet1_ADC则不进行调整，否则按照差值进行调整，在按照差值进行调整时要对单次调整进行步进限值，设定单次调整的最大调整值，如果差值不大于最大调整值，则将差值作为单次调整值TecSet设置到TEC_DAC中，如果差值大于最大调整值，则采用步进调整法对TEC_DAC进行多次调整，TEC_DAC为微控制器设置给TEC驱动器的ADC电压变化量，通过TEC_DAC来改变TEC驱动器控制电压的大小，进一步通过控制TEC制冷器的电流大小与电流方向来加热或制冷TOSA激光器；
[0009]S14、循环执行步骤S11
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S13，使TOSA激光器当前工作温度与TEC目标温度达到动态平衡。
[0010]优选的，所述PID控制算法包括：
[0011]S21、获取TEC目标温度对应的ADC1和TOSA激光器当前工作温度对应的ADC2；
[0012]S22、计算得到偏差并将差值赋值为perror，即perror＝ADC2
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ADC1；
[0013]S23、计算得到积分累加和，即integral＝integral+perror*dt，其中
[0014]integral为积分和，integral的初始值为0；
[0015]S24、计算得到微分，即derivative＝(perror
‑
previous_perror)/dt，其中previous_perror为上一次偏差，previous_perror的初始值为0；
[0016]S25、计算得到PID输出，即TecSet_ADC＝(Kp*perror+Ki*integral+Kd*derivative)/F，其中F为控制系数，将计算结果TecSet_ADC作为返回值。
[0017]优选的，在PID控制算法的步骤S25中，Kp＝200，Ki＝5，Kd＝50，F＝32。
[0018]优选的，所述步进调整法包括：
[0019]S31、将设定的最大调整值赋值给单次调整值TecSet，即TecSet＝最大调整值；
[0020]S32、将TecSet设置到TEC_DAC中；
[0021]S33、N＝N+TecSet，其中N为对TEC_DAC进行调整的已调整值，N初始值为0；
[0022]S34、设TecSet0_ADC与TecSet1_ADC的差值为M，将M
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N与最大调整值进行比较，若M
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N不大于最大调整值，则按照TecSet＝M
‑
N进行调整，若M
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N大于最大调整值，则按照TecSet＝最大调整值进行调整；
[0023]S35、循环执行步骤S32
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S34直至M
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N＝0。
[0024]优选的，设定单次调整的所述最大调整值为16。
[0025]优选的，在步骤S12中，通过TOSA激光器内部的热敏电阻采样电路获取TOSA激光器当前工作温度。
[0026]优选的，所述热敏电阻采样电路的采样电压范围为0～2.5V，对应12位采样，ADC值范围为0～4095，采样ADC值、采样电压V、热敏电阻阻值R和摄氏温度T满足以下关系：V＝ADC*2.5/4095；Rt＝(2.5
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V)/(2.5/30000)；T＝(1/(log(Rt/10000)/3435+1/298.15))
‑
273.15。
[0027]本专利技术还提供一种宽温光收发模块，包括壳体及设于壳体内的PCBA、TOSA激光器和ROSA探测器，所述TOSA激光器和ROSA探测器均连接所述PCBA，所述TOSA激光器和ROSA探测器用于完成光电信号的转换，所述PCBA包括微控制电路和TEC控制电路，微控制电路与TEC控制电路电连接，TEC控制电路与TOSA激光器电连接，所述微控制电路设有微控制器，所述TEC控制电路设有TEC驱动器，所述TOSA激光器内设有TEC制冷器，TOSA激光器内部还设有热敏电阻采样电路，所述微控制器执行控制程序时实现上文任一项所述的一种光收发模块的温度控制方法。
[0028]优选的，所述PCBA还包括发射数据时钟恢复电路、接收数据时钟恢复电路、限幅放大电路、激光器驱动电路、电源管理电路和电接口电路，所述发射数据时钟恢复电路、接收数据时钟恢复电路、限幅放大电路和激光驱动电路集成于MAX24033三合一驱动芯片，所述电源管理电路包括上电缓启动电路和DC
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DC电压控制电路，所述微控制电路和电源管理电路均电连接所述MAX24033三合一驱动芯片，所述ROSA探测器电连接所述限幅放大电路，限幅放大电路电连接所述接收数据时钟恢复电路，接收数据时钟恢复电路电连接所述电接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光收发模块的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S11、判断TEC控制算法是否开启；S12、若TEC控制算法开启，则获取TEC目标温度并计算出对应的电压ADC1值，然后获取TOSA激光器当前工作温度并计算出对应的电压ADC2值，将ADC1和ADC2作为参数传给PID控制算法，得到返回值作为待设置的TecSet1_ADC，所述TEC目标温度为期望的TOSA激光器工作温度；S13、获取上一次的TecSet0_ADC值与本次计算的TecSet1_ADC值进行比较，其中TecSet0_ADC的初始值为0，如果TecSet0_ADC＝TecSet1_ADC则不进行调整，否则按照差值进行调整，在按照差值进行调整时要对单次调整进行步进限值，设定单次调整的最大调整值，如果差值不大于最大调整值，则将差值作为单次调整值TecSet设置到TEC_DAC中，如果差值大于最大调整值，则采用步进调整法对TEC_DAC进行多次调整，TEC_DAC为微控制器设置给TEC驱动器的ADC电压变化量，通过TEC_DAC来改变TEC驱动器控制电压的大小，进一步通过控制TEC制冷器的电流大小与电流方向来加热或制冷TOSA激光器；S14、循环执行步骤S11
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S13，使TOSA激光器当前工作温度与TEC目标温度达到动态平衡。2.根据权利要求1所述的一种光收发模块的温度控制方法，其特征在于，所述PID控制算法包括：S21、获取TEC目标温度对应的ADC1和TOSA激光器当前工作温度对应的ADC2；S22、计算得到偏差并将差值赋值为perror，即perror＝ADC2
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ADC1；S23、计算得到积分累加和，即integral＝integral+perror*dt，其中integral为积分和，integral的初始值为0；S24、计算得到微分，即derivative＝(perror
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previous_perror)/dt，其中previous_perror为上一次偏差，previous_perror的初始值为0；S25、计算得到PID输出，即TecSet_ADC＝(Kp*perror+Ki*integral+Kd*derivative)/F，其中F为控制系数，将计算结果TecSet_ADC作为返回值。3.根据权利要求2所述的一种光收发模块的温度控制方法，其特征在于，在PID控制算法的步骤S25中，Kp＝200，Ki＝5，Kd＝50，F＝32。4.根据权利要求1所述的一种光收发模块的温度控制方法，其特征在于，所述步进调整法包括：S31、将设定的最大调整值赋值给单次调整值TecSet，即TecSet＝最大调整值；S32、将TecSet设置到TEC_DAC中；S33、N＝N+TecSet，其中N为对TEC_DAC进行调整的已调整值，N初始值为0；S34、设TecSet0_ADC与TecSet1_ADC的差值为M，将M
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N与最大调整值进行比较，若M
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N不大于最大调整值，则按照TecSet＝M
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【专利技术属性】
技术研发人员：申强，黄恒松，李梓文，
申请(专利权)人：武汉华工正源光子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：