background image

Design Note HFDN-18.0 (Rev.1; 04/08) 

 

Maxim Integrated Products 

 

 

Page 8 of 9 

 

     

).

(

5

k

2

V

2

.

1

5

APC_set

APC_set

diode)

(monitor

av

R

I

R

I

×

=

+

=

          (17) 

where  I(R

APC_set

)  is  the  current  flowing  through 

R

APC_set

. Average optical power output from the laser 

is controlled. 

The stability of the APC feedback loop depends on a 
combination of the bias-integrator time constant and 
the  other  gains  and  poles  around  the  loop.  In 
particular, it depends on the laser-to-monitor current 
gain.  Current  shunt  #23  is  provided  to  reduce  the 
loop  gain  when  the  laser-to-monitor  current  gain  is 
too  large.  For  laser  gains  less  than  0.005,  either 
connect  MD_X  to  ground  or  leave  it  unconnected; 
for  laser  gains  greater  than  0.02,  connect  MD_X  to 
MD;  for  laser  gains  between  0.005  and  0.02,  use 
either arrangement. 

4.2.1

 

Mark-Density Compensation 

In  the  very  long  term,  the  data input  contains equal 
numbers of 0s and 1s, and the average optical power 
output  is  truly  the  average  of  the  powers  that 
correspond  to  data_0  and  data_1.  However,  in  the 
shorter term there may be a local excess of either 0s 
or  1s.  Said  differently,  the  very-long-term  mark 
density  is  50%,  but  the  short-term  mark  density  is 
not 50%. 

Any  APC  loop  attempts  to  hold  the  average  power 
constant,  and  therefore  adjusts  the  powers  that 
correspond  to  data_0  and  data_1,  up  or  down 
depending  on  the  local  mark  density.  The  rate  at 
which this adjustment takes place is set by the APC 
loop  time  constant.  One  common  approach  to 
reducing this undesirable effect is to make the APC 
time  constant  very  long,  but  this  has  the 
disadvantage  of  slowing  the  response  to  other 
changes.  The  MAX3865  uses  a  different  technique, 
mark-density compensation. 

When the local mark-density of the data is 50%, the 
average  output  from  the  mark-density  multiplier  is 
zero. However, when the data consists locally of an 
excess  of  1s,  the  average  output  from  the  mark-
density multiplier goes positive and adds to the bias 
reference current. The  numerical details in  Figure 4 
are  such  that  this  increase  in  effective  reference 
current compensates exactly for the local increase in 
feedback  current  from  the  monitor  diode,  provided 
the current, monitor-diode I

AMC

, which originates in 

#15, is programmed equal to the difference between 

the data_0 and data_1 currents in the monitor diode. 
(This requires monitor-diode I

AMC

 to be programmed 

equal  to  the  monitor-diode  modulation  current.) 
There is then no error output applied to the input to 
integrator #14, and no shift in the laser bias current. 

4.3  AMC Mode 

In the AMC mode, the second input to subtractor #9 
is  enabled,  also  the  second  input  to  multiplier  #19. 
The  current  maximum  I

mod 

programmed  in  #7  takes 

on  the  significance  of  an  upper  bound  to  the  peak-
peak  modulation  current  output—exactly  like  the 
arrangement  for  bias  current  described  in  Section 
4.2.  Current  control  I

mod

  subtracts  away  from 

maximum I

mod

 to give the actual I

mod

 in the laser. 

Multiplier  #19  generates  a  pilot-tone  current  and 
adds  this  to  both  the  bias  and  modulation  output 
currents. There is, therefore, a pilot-tone component 
of current in the monitor diode. 

When the AMC loop has settled to equilibrium, the 
pilot-tone  component  of  feedback  current  from  the 
monitor  diode  must  be  equal  to  the  pilot-tone 
reference current that originates in #15, #16 and #20. 
If, for example the monitor-diode feedback current is 
momentarily  too  large,  the  resulting  difference 
reduces the modulation current (and hence pilot-tone 
current)  in  the  laser.  The  pilot-tone  current  in  the 
monitor  diode,  and  hence  peak-peak  modulation 
current, is controlled: 

 

).

(

5

k

2

V

2

.

1

5

AMC_set

AMC_set

diode)

(monitor 

 

p

p

R

I

R

I

×

=

+

=

          (18) 

where  I(R

AMC_set

)  is  the  current  flowing  through 

R

AMC_set

.  Peak-peak  optical  power  output  from  the 

laser is controlled. 

In  summary,  the  average  optical  power  output  and 
extinction ration in the AMC mode are given by: 

     

,

)

(

5

)

k

2

(

V

6

monitor

APC_set

monitor

APC_set

monitor

diode)

(monitor

av

av

A

R

I

A

R

A

I

P

×

=

+

=

=

 

 

and 

(19) 

Summary of Contents for MAX3865

Page 1: ...Design Note HFDN 18 0 Rev 1 04 08 The MAX3865 Laser Driver with Automatic Modulation Control Maxim Integrated Products...

Page 2: ...urrent because this will cause an unpredictable start up delay and a poor waveform due to relaxation oscillation in addition to increased noise and degraded laser spectral properties chirp On the othe...

Page 3: ...sed as input to a classical feedback control system in which the forward path consists of a high gain current amplifier plus the laser acting in cascade and the monitor diode constitutes the feedback...

Page 4: ...ion waveform is filtered out so Pmax Pmin and the difference between them are not controlled Automatic power control APC is achieved but not automatic modulation control AMC Laser driver systems incor...

Page 5: ...er of Figure 3 is known Then the peak peak data or modulation current in the laser is known and the pilot tone current is known At the output of the monitor diode the modulation component of current i...

Page 6: ...urrent output DACs As noted the maximum current that flows in any programming resistor is about 200 A Bias output current is programmed in 3 by connecting a resistor to ground 480 k 2 V 2 1 480 bias_m...

Page 7: ...an inductor must be zero The actual output voltage swings about this mean rising above Vcc when the instantaneous modulation current is small and falling below it when the current is large Referring t...

Page 8: ...ark density multiplier goes positive and adds to the bias reference current The numerical details in Figure 4 are such that this increase in effective reference current compensates exactly for the loc...

Page 9: ...pen collector output pins BIAS_MON and MOD_MON and noting when these approach limit values 48 _ bias mon bias I I 21 32 mod mod_ I I mon 22 If outputs BIAS_MON and MOD_MON are not used these pins shou...

Reviews: