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Laser Driver: la resistenza digitale stabilisce l'operating power

Resistenza digitale stabilisce l'operating power per il driver laser

Aggiungendo un amplificatore operazionale e un potenziometro digitale ad un circuito standard laser-driver si produce un driver che varia il power point-set del laser in funzione della temperatura, generando una corrente del fotodiodo che è una funzione lineare del valore del potenziometro.

Il laser driver VCSEL MAX3740 e la resistenza digitale DS1859 sono le scelte consigliate per i sistemi SFF e SFP in fibra ottica, grazie alle loro piccole dimensioni e alto livello di integrazione. Il MAX3740 usa un fotodiodo di monitoraggio ed un loop APC (automatic power-control) per compensare la potenza del laser agli effetti della temperatura. La capacità di risposta del fotodiodo può variare fino al 40%, quindi il sistema ha bisogno di qualche ulteriore compensazione. Ciò può essere ottenuto con una resistenza digitale, che varia la potenza set-point in risposta alla temperatura.

Le resistenze digitali come quelle del DS1859 possono avere le resistenze minima da 1K, che a loro volta danno una corrente massima di solo 200μA.

 

 

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ritratto di fra83

Dal datasheet si

Dal datasheet si comprendequalche cosa in più, per la funzione che svolge 4 dollari non sono molti.

http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX3740A.pdf

Per le resistenza digitali hanno sono programabili in I2C o SPI.

ritratto di Antonio Mangiardi

se ho capito bene diciamo che

se ho capito bene diciamo che il Beta della retroazione è comandato dalla resistenza digitale, che a sua volta è pilotata dalla luce e dalla temperatura del laser che viene presa o meglio rilevata dal fotodiodo (che in genere è dentro il laser)
il pilotaggio laser è molto importante perchèi il laser va, possiamo dire polarizzato... ha un certo range di correnti in cui funziona da LED superata la corrente di trasparenza o meglio il punto di superluminescenza, entriamo in zona lineare, LASER vero e proprio (è lineare la potenza ottica (o l'intensità luminosa) rispetto alla corrente (o se vogliamo la densità di corrente)) e poi si va in saturazione, quando le perdite iniziano a essere abbastanza.. quindi il controllo sulla corrente è importantissimo per mantenere il laser nella zona di funzionamento desiderata.
altra cosa è il controllo della temperatura, va controllata perchè all'aumento della tamperatura corrisponde una variazione del gap (che si restringe e quindi cambia l'indice di rifrazione) e quindi di lunchezza d'onda di emissione.

i laser VCSEL (vertical cavity surface emitting laser)a differenza dei laser a cavità laterale che hanno un fascio ellittico, non hanno il problema della polarizzazione perchè il fascio di luce in uscita è circolare. questi laser si utilizzano per pilotare fibre ottiche non a lunghe distanze in prima finestra, visto che questi sono meno potenti e hanno correnti di soglia più basse, 1 mA contro i 10-100 mA degli altri, ma permettono di accoppiarsi meglio con la fibra ottica per come sono costruiti e poi è possibile realizzarne più di uno sullo stesso wafer ed è possibile testarli prima di costruire il package, il che abbassa i costi.

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

L'articolo citato mi è

L'articolo citato mi è sembrato che fosse pi incentrato sull'uso di un circuito con un amplificatore operazionale che aiutasse il potenziometro a restare in zona lineare, infatti variando il valore della sola resistenza variabile, con le tensioni in gioco le correnti possono essere regolate di soli 200µA circa, oltretutto con un andamento del tutto non lineare. (al massimo potrebbe essere lineare a tratti, ma la dinamica sarebbe molto ristretta)
Si tratta della curva blu nell'immagine
http://www.maxim-ic.com/images/appnotes/4557/4557Fig01.gif

La application note vuole evidenziare che tramite l'utilizzo combinato di un amplificatore operazionale con la resistenza variabile è possibile ottenere una dinamica praticamente lineare e molto più ampia, consentendo fattori di correzione maggiori. Questo documento è uscito in correzione a uno di due settimane fa, quindi è molto probabile che quell'altro descrivesse un circuito equivalente a questo, ma senza l'operazionale, e con la resistenza variabile al posto di quella da 249Ω. Questo circuito mi sembra davvero carino, Se vogliamo studiare come possono evolvere le cose pensiamo che la resistenza variabile sta a chiudere la retroazione sull'operazionale, quindi, se prendo vref maggiore di VMD, l'operazionale ha una tensione di uscita sempre "negativa". La rete di retroazione è descritta dal resistore da 10kΩ e dalla res. variabile. Aumentando la temperatura cambia il fattore di retroazione e (suppendo che aumenti il valore della res. var.) la tensione di uscita dell'opa è ancora minore. In questo modo scorre più corrente verso la resistenza da 249Ω e il piedino di MD risente di questa variazione, permettendo la regolazione della corrente del laser. come dicevo questo circuito è molto buono per la grande linearità del sistema di controllo

ritratto di Francesco12-92

non ho capito bene

non ho capito bene l'applicazione di questo componente, ma credo che sia molto versatile per il fatto che ha un suo controllo della potenza di uscita in base ad agenti esterni come la temperatura.

ritratto di Antonio Mangiardi

il dispositivo in questione

il dispositivo in questione serve a pilotare dei laser a cavità superficiale i quali servono a pilotare fibre ottiche...
i laser a semiconduttore in generale, hanno bisogno controllo sulla corrente per mantnerli in zona di funzionamnto laser (altrimenti è solo come un led o comunque non rende come dovrebbe) poi va controllata anche la temperatura, perchè cambiando la temperatura cambia la lunghezza di emissione e quindi il laser non pilota bene la fibra per altre domande, son qui

ritratto di Francesco12-92

Grazie mille per la risposta,

Grazie mille per la risposta, ora capisco di più l'utilità del IC in questione, solo una domanda: i laser di cui parli, possono essere anche quelli che si comprano sulle bancarelle a 2-3€?

ritratto di Antonio Mangiardi

no quelli sono decisamente

no quelli sono decisamente meno potenti, non li possono vendere con potenza superiore al mW.. se vuoi un laser che funzioni davvero lo puoi trovare dentro i masterizzatori DVD.. cerca su internet c'è abbastanza documentazione e tutarial ..se vai su you tube ci sono anche video che dimostrano la potenza di questi laser (mi pare arrivino a 250 mW) bisogna però fare molta attenzione agli occhi, sono molto pericolosi. occhio all'occhio :) ...

ritratto di Antonio Mangiardi

a proposito, guarda qui

a proposito, guarda qui http://tekhnologhia.blogspot.com/2010/08/salve-mondo.html :) ci sono le norme cei e addirittura se ti beccano vendendo laser illegali si va sul penale!
da piccolo me lo comprai e mi divertivo un sacco... poi me lo sequestrarono :( non so se era a norma o no ahaah

ritratto di Francesco12-92

grazie per le rosposte, ma

grazie per le rosposte, ma come sono severi, anche se però pensandoci può fare danni irreparabili agli occhi.

ritratto di Antonio Mangiardi

si stavo leggendo infatti che

si stavo leggendo infatti che anche quello che c'è nel mouse ottico è un laser, ma 12000 volte meno potente di quelli delle bancarelle, ora dopo che io spesso ci gioco guardo spesso la luce, o lo punto in faccia alla mia ragazza quando c'è buio (non so perchè, sono proprio uno stupido :) ) ho letto che possono addirittura provocare il distacco della retina :o non so se è vero ma di sicuro non fa bene e di sicuro per creare danni devi starci molto tempo a fissarlo. comunque è bene non giocarci. http://www.youtube.com/watch?v=wDH_NBtSo7A&feature=related o forse si? :)

ritratto di FlyTeo

Laser

Questi cosi sono molto pericolosi. Dovrebbero cominciare a sospendere le partite per quei co___ni che li puntano in faccia ai giocatori durante le partite di calcio -.-

ritratto di Francesco12-92

Credo che il fatto del mause

Credo che il fatto del mause se ne siano accorti, infatti se ci fai caso nei mouse moderni utilizzano tutti gli infrarossi

ritratto di FlyTeo

O.o

Mi stai dicendo...che la lucina dei mouse posta sotto la rotellina è un infrarosso?? O.o

ritratto di Antonio Mangiardi

io ho un mouse cinese tle

io ho un mouse cinese tle eulo, mi sa che non è infrarosso, e comunque non ci avevo fatto caso, non lo sapevo :)

ritratto di FlyTeo

Anche perchè..

Anche perchè...non dovrebbe vedersi la luce emessa se è infrarosso =)

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

sotto il mio mouse c'è

sotto il mio mouse c'è scritto 848nm, è un laser infrarosso.

ritratto di FlyTeo

wow

Ci farò caso! Molto interessante questa cosa!! XD

ritratto di Francesco12-92

sicuramente, se un sensore

sicuramente, se un sensore emette luce che non si vede, deve essere obbligatoriamente infrarosso non credi?!?!?

ritratto di Antonio Mangiardi

mi sono informato, quelli con

mi sono informato, quelli con l'infrarosso sono i mouse laser (in cui la luce non si vede, perché, appunto, è infrarossa), sono pericolosi se puntati verso gli occhi perché potrebbero lacerare la retina in versioni meno potenti di certi laser che si usano per operare agli occhi D: ...non guradate mai un laser negli occhi

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

tu riesci a vedere

tu riesci a vedere nell'ultravioletto? interessante E comunque un sensore non emette niente per definizione, serve solo a effettuare una lettura di una grandezza fisica. Nei mouse il laser serve solo a illuminare la zona di fronte ad esso, in modo da farla leggere a un sensore simile a una telecamera. Il laser nei mouse non può ricevere alcun feedback utile.

ritratto di FlyTeo

Confusione...

Qua cè qualcosa che mi sta mandando in confusione totale. Non capisco più la differenza tra laser e infrarosso. Il laser fa male agli occhi, è visibile e può essere posto sotto ai mouse. L'infrarosso invece come lo distinguo dal laser? La luce infrarossa non è visibile ma io non ho mai visto mouse senza lucina sotto. Anche perchè quella lampada posta sotto al mouse è un semplice modo per dire se il mouse è attivo o meno. Per farla breve potrebbe benissimo essere un led.

Stiamo un pò divagando dal tema centrale anche se a volte è bello confrontarsi e capire. Forse sono io un pò stanco questa sera ma questa differenza proprio non mi è chiara =)
Proverò a smontarne uno per vedere come è fatto.

PS: il laser è pericoloso anche se non alimentato? No vero? [mi sembra una domanda eccessivamente stupida..]

ritratto di Antonio Mangiardi

i laser possono emettere nel

i laser possono emettere nel visibile o nell'IR ...e possono essere pilotati in continuo o a impulsi che raggiungono potenze più alte, con potenze si intendono le potenze del fascio
le norme cei prevedono la classificazione in base alla pericolosità, ci sono 5 classi
CLASSE I -(laser esente) quelli che non danno problemi anche per osservazione diretta prolungata del fascio luminoso, in pratica sono led e non laser..
CLASSE II - sono laser a bassa potenza, non superiore a 1 mW, che emettono nel visibile e possono funzionare in continuo o ad impulsi, l'osservazione diretta non è pericolosa se la guardi per un tempo inferiore a 0.25 secondi.
CLASSE IIIA - hanno una potenza in uscita inferiore a 5 mW per i laser in continuo e fino a 5 volte il limite della classe II per quelli ad impulso
L'osservazione diretta del fascio non è pericolosa purché il tempo sia inferiore a 0.25 secondi, o l'osservazione non avvenga attraverso sistemi ottici (es Oculari).
CLASSE IIIB - Appartengono a questa classe i laser e i sistemi laser che non superano i 500mW in continuo, la radiazione emessa può essere o non essere nel visibile L'esposizione diretta al raggio ad occhio nudo è pericolosa mentre non lo è la luce diffusa.
CLASSE IV - i laser superano i limiti della classe IIIB ossia potenza superiore a 500mW. Sono in grado di provocare danni agli occhi, alla pelle anche per esposizione a fascio diffuso oltre che diretto, ed anche pericolo d'incendio o folgorazione :D

ah dimenticavo se non sono alimentati (aggiungo, nel modo giusto) non funzionano, aggiungo nel modo giusto perchè i laser a semiconduttore per un certo range di corrente funzionano da normali led

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

"io non ho mai visto mouse

"io non ho mai visto mouse senza lucina sotto"
al mio non si vede
Comunque laser e infrarosso sono due cose distinte alla stessa maniera di pennarello e colore della punta (era per fare un paragone calzante)

L'infrarosso è una particolare radiazione luminosa (aka luce) che viene trasportata da fotoni con frequenza minore e lunghezza d'onda maggiore della luce visibile. Nota che la lunghezza d'onda della luce nel vuoto è uguale a c/f, dove c è la velocità della luce e f è la frequenza.
Per farti un esempio la luce del laser del mio mouse con da 848nm ha una frequenza di circa
(3 x 10^8 )/(848 x 10^9) che fa 3,54 x 10^14 Hz
guarda questa immagine
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/EM_Spectrum_Properties_it.svg/680...
ci sono catalogati i vari tipi di radiazione in funzione della frequenza. La parte in rosso indica le frequenze più basse, con lunghezza d'onda maggiore. questo racchiude alle frequenze basse anche le onde radio, le microonde ecc. Superata una certa soglia si comincia a parlare di luce (luce ed elettromagnetismo sono la stessa cosa). salendo con la frequenza si trovano in ordine: lontano infrarosso (FIR), vicino infrarosso (NIR), luce visibile, ultravioletto, raggi x e raggi gamma, questi ultimi sono anche ionizzanti, cioè se finiscono contro un atomo, possono strappargli un elettrone, e da questo deriva la paura del nucleare, infatti quando un atomo di uranio, o di un altro elemento radioattivo, si spacca, libera molta energia associata a un fotone che sta nello spettro dei raggi gamma, ed esiste la possibilità che qualche cellula che viene colpita possa essere alterata.

Il laser non è altro che un sistema per emettere luce _coerente_ a una determinata lunghezza d'onda. Coerente vuol dire che tutti i fotoni si trovano a viaggiare con la stessa fase. è un pò difficile da spiegare... immagina di disegnare una sinusoide su un foglio, e di tagliare delle strisce verticali. ora se metti vicino quello che resta della sinusoide, ottieni qualcosa di poco carino, come una specie di sinusoide a tratti. Quella sinusoide non è coerente. Spero di essere stato chiaro. Purtroppo non sono concetti molto facili da spiegare, io ci ho provato...

ritratto di Antonio Mangiardi

il concetto di coerenza è

il concetto di coerenza è difficile si, ma non ti sei spiegato bene... diciamo per definire coerenza, che ho un fascio di fotoni che sono tutti alla stessa frequenza, fase e polarizzazione ah dimenticavo direzione e verso !
ovviamente è impossibile da raggiungere, comunque il laser ci tende :)
se prendi un neon bianco, diciamo è il massimo del disordine:
è bianco (contiene tutte le frequenze), i raggi di luce escono totalmente a ca__o di cane (in tutte le direzioni) e per la polarizzazione, non lo so ma di sicuro non è luce polarizzata... la luce di un laser invece ha una sola frequenza (o almeno un intervallo piccolissimo) il meccanismo oscillazione laser fa si che si amplifichino (emissione stimolata) certi fotoni con determinte caratteristiche e altri fotoni invece siano attenuati...
http://www.ilmondodelletelecomunicazioni.it/laser/laser.htm
per capire le basi del laser cercate l'interferometro di fabri-perot e il laser a rubino

ritratto di FlyTeo

Ottimo!

Spiegazioni dettagliate e comprensibili. Grazie a entrambi!!!

 

 

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