NTC termistorius optiniam ryšiui

X-Meritan gamina NTC termistorių optiniam ryšiui, naudojamą temperatūros jutimui optiniuose siųstuvuose-imtuvuose, įskaitant SFP, QSFP ir CFP formos faktorius. Šie komponentai yra šalia lazerinio diodo arba TEC valdymo kilpos viduje, kad būtų galima gauti realiojo laiko temperatūros grįžtamąjį ryšį. Atsparumo vertė nuspėjamai keičiasi priklausomai nuo temperatūros, todėl valdymo grandinė gali išlaikyti stabilų lazerio veikimo tašką.

Tikslus temperatūros stebėjimas optiniuose moduliuose nėra patogumo funkcija. Daugelio DFB lazerių lazerio bangos ilgis pasislenka maždaug 0,1 nm vienam Celsijaus laipsniui. Kelių laipsnių temperatūros poslinkis gali perkelti išvestį už priimtino kanalo lango DWDM sistemose. NTC termistorius optiniam ryšiui suteikia grįžtamojo ryšio signalą, kurį TEC tvarkyklė naudoja šiam poslinkiui ištaisyti.

Kaip NTC termistorius veikia optiniame modulyje

NTC termistorius optiniam ryšiui paprastai pritvirtinamas prie to paties pagrindo, kaip ir lazerinis diodas, arba prie TEC šaltosios pusės. Keičiantis lazerio temperatūrai, termistoriaus varža kinta pagal netiesinę kreivę, apibrėžtą R25 reikšme ir B konstanta. Valdymo grandinė išmatuoja šią varžą, paverčia ją temperatūros verte ir sureguliuoja TEC srovę, kad lazeris vėl pasiektų tikslinę temperatūrą.

Atsparumo ir temperatūros santykis atitinka standartinę lygtį:

R(T) = R25 × exp[ B × (1/T – 1/298,15) ]

Kur T yra kelvinais, o B yra medžiagos konstanta. Naudojant optinius modulius, B25/50 reikšmės yra nuo 3380 K iki 3950 K. Pasirinkimas priklauso nuo numatomo darbinės temperatūros diapazono ir valdymo grandinės reikalingos skiriamosios gebos.

Techniniai parametrai

Žemiau esančioje lentelėje išvardytos standartinės X-Meritan konfigūracijos. Galimos tinkintos vertės apimties projektams.

Visos vertės yra patikrintos gamyboje. Kiekvienai partijai galima pateikti išsamią bandymo ataskaitą su varžos ir B verčių matavimais.

Svarbi pastaba dėl savaiminio įkaitimo: matavimo srovė per NTC turi būti pakankamai maža, kad termistoriuje išsklaidyta galia nepadidintų jo temperatūros daugiau nei 0,1 °C. 10 kΩ NTC, kurio sklaidos koeficientas yra 1,5 mW/°C, tai reiškia, kad matavimo srovė turi būti mažesnė nei maždaug 120 µA. Tai viršijus, termistorius nuskaito aukštesnę temperatūrą nei tikroji lazerio temperatūra, todėl valdymo kilpa gali peršalti.

Fizinis projektavimas ir montavimas

„X-Meritan“ tiekia NTC termistorių optiniam ryšiui pliko lusto pavidalu su Au arba Ag elektrodais, tinkančius laidams surišti arba lituoti ant keraminių laikiklių. Skiedros matmenys paprastai yra nuo 0,5 mm × 0,5 mm iki 1,0 mm × 1,0 mm, o storis nuo 0,2 mm iki 0,5 mm. Šis mažas plotas leidžia pastatyti tiesiai šalia lazerinio diodo, netrukdant optiniam keliui.

Klientams, kurie pageidauja iš anksto sumontuoto komponento, lustą galima surinkti ant nedidelio aliuminio oksido arba aliuminio nitrido laikiklio su švino laidais. Šią versiją lengviau tvarkyti rankinio surinkimo linijose ir supaprastina klijavimo procesą.

Elektrodo paviršius skirtas Au vielos sujungimui arba PbSn/AuSn litavimui. Konkreti metalizacija parenkama pagal kliento surinkimo procesą. Pateikiame duomenų lapus su rekomenduojamais kiekvieno elektrodo tipo sujungimo parametrais.

Reakcijos laikas ir šiluminė jungtis

Plono lusto NTC šiluminė laiko konstanta paprastai yra mažesnė nei 1 sekundė, kai ji sumontuota su plonu terminių klijų arba litavimo sluoksniu. Ramiame ore, be montavimo, laiko konstanta yra didesnė. Naudojant optinį modulį, NTC turi būti termiškai sujungtas su tuo pačiu paviršiumi kaip ir lazerinis diodas arba TEC šaltoji plokštė. Stora klijų linija arba oro tarpas sulėtins atsaką ir įves temperatūros poslinkį tarp jutiklio ir lazerio.

NTC lustą rekomenduojame montuoti su šilumai laidžiais klijais arba litavimo ruošiniu. Sujungiamojo sluoksnio storis turi būti mažesnis nei 25 µm. Tai užtikrina, kad NTC seka lazerio temperatūrą su minimaliu vėlavimu, o tai labai svarbu TEC valdymo kilpoms, veikiančioms didesniu nei 10 Hz atnaujinimo dažniu.

Stabilumas ir ilgalaikis dreifas

NTC termistorius, skirtas optiniam ryšiui, laikui bėgant gali turėti nedidelį pasipriešinimo poslinkį, ypač kai naudojamas aukštesnėje temperatūroje. Mūsų medžiagų sudėtis ir elektrodų pasyvavimas sumažina šį poslinkį iki tokio lygio, kuris neturi įtakos optinio modulio veikimui per įprastą 10 metų tarnavimo laiką. Toliau pateiktoje lentelėje parodytas numatomas dreifas skirtingomis laikymo sąlygomis, remiantis vidinio patikimumo bandymu.

Šios vertės pagrįstos pagreitintu testavimu ir nėra garantijos. Tikrasis poslinkis priklauso nuo montavimo įtampos, drėgmės ir darbinės srovės. Mes galime pateikti išsamią kvalifikuotų projektų patikimumo ataskaitą.

Gamyba ir kokybės kontrolė

NTC lustai gaminami mūsų gamykloje, naudojant keramikos apdorojimo metodus. Gamybos procesas apima miltelių paruošimą, juostos liejimą, elektrodų spausdinimą, sukepinimą, pjaustymą ir galutinį elektrinį bandymą. Medžiagų sudėtį kontroliuojame patys, todėl galima koreguoti B vertę ir atsparumo charakteristikas.

Kiekviena partija tikrinama dėl:

● Atsparumas 25°C, naudojant tikslią pastovios temperatūros vonią

● B vertė apskaičiuota iš varžos matavimų esant 25°C ir 50°C

● Vizuali apžiūra padidinus

● Izoliacijos varža

● Pasirenkamas terminis ciklas pagal kliento pageidavimą

Bandymų duomenys yra archyvuojami ir gali būti prieinami su kiekviena siunta. Taip pat palaikome klientui pritaikytas gaunamų patikrinimų procedūras.

Pasirinkimo vadovas

Norėdami pasirinkti tinkamą NTC termistorių savo optiniam moduliui, atsižvelkite į šiuos veiksnius:

1. R25 vertė

Įprastos vertės yra 10 kΩ ir 100 kΩ. Mažesnės varžos vertės naudoja daugiau matavimo srovės, bet yra mažiau jautrios triukšmui. Didesnes varžos vertes lengviau išmatuoti naudojant paprastas ADC grandines. Pasirinkimas dažnai priklauso nuo modulyje naudojamo TEC valdiklio IC. Daugelis lazerinių tvarkyklių ir TEC valdiklio lustų yra optimizuoti tam tikram NTC varžos diapazonui, paprastai 10 kΩ arba 50 kΩ.

2. B vertė

B reikšmė nustato, kiek varža pasikeičia vienam laipsniui. Didesnė B vertė suteikia didesnį atsparumo pokytį vienam laipsniui, o tai gali pagerinti temperatūros skiriamąją gebą. Tačiau labai didelė B vertė taip pat reiškia, kad varža tampa labai didelė esant žemai temperatūrai, kuri gali viršyti matavimo grandinės įvesties diapazoną. B25/50 = 3435 K yra įprastas kompromisas optiniams moduliams, veikiantiems nuo -10°C iki +75°C.

3. Tolerancija

Atsparumo tolerancija ir B vertės tolerancija tiesiogiai veikia temperatūros matavimo tikslumą. ±1 % atsparumo tolerancija kartu su ±1 % B vertės paklaida sukelia maždaug ±0,3°C pradinės temperatūros paklaidą esant 25°C. DWDM programoms, kuriose bangos ilgio stabilumas turi būti ±0,01 nm, ši klaida gali būti per didelė. Kalibravimo žingsnis modulio programinėje įrangoje gali kompensuoti pradinį nuokrypį, tačiau paklaida turi būti pakankamai griežta, kad kalibravimas išliktų galiojantis visame veikimo diapazone.

4. Pakavimas ir klijavimas

NTC turi tilpti optinio modulio viduje. Plikos lustai užima mažiausią plotą, tačiau jiems reikia vielos sujungimo arba pritvirtinimo prie štampu įrangos. Iš anksto sumontuoti lustai ant keraminių laikiklių supaprastina surinkimą, bet padidina aukštį. Galime pasiūlyti abu variantus ir patarti, koks būtų geriausias pasirinkimas jūsų gamybos linijai.

5. Savaiminis įšilimas

Matavimo srovė turi būti žema. 10 kΩ NTC, kurio sklaidos koeficientas yra 1,5 mW/°C, maksimali matavimo srovė 0,1°C savaiminiam įkaitimui yra maždaug 120 µA. Jei jūsų TEC valdiklis naudoja didesnę srovę, apsvarstykite mažesnę varžą NTC arba didesnį lustą su didesniu sklaidos koeficientu.

Jei nesate tikri, kuriuos parametrus pasirinkti, pateikite savo TEC valdiklio dalies numerį ir tikslinį temperatūros diapazoną. Galime rekomenduoti suderinamą NTC konfigūraciją.

Tipinės programos

SFP ir QSFP optiniai siųstuvai-imtuvai

NTC termistoriai naudojami modulio viduje, kad būtų galima stebėti lazerio temperatūrą. Signalas patenka į TEC valdiklį, kuris palaiko lazerio fiksuotą temperatūrą, paprastai 25°C arba 45°C, priklausomai nuo lazerio konstrukcijos.

DWDM ir koherentiniai moduliai

Siauro linijos pločio ir bangos ilgio stabiliems lazeriams NTC tikslumas yra labai svarbus. Valdymo kilpa turi išlaikyti temperatūrą ±0,1 °C ribose, kad bangos ilgis neviršytų nurodyto kanalo tinklelio.

Lazerinių diodų antgaliai

Atviruose lazerinių diodų paketuose NTC yra prijungtas prie to paties pagrindo, kaip ir lazerio lustas. Tai užtikrina tiesioginį temperatūros jutimą be papildomos šiluminės masės.

Telekomunikacijų bazinės stotys ir lauko įranga

NTC termistoriai taip pat naudojami lauko optinių stiprintuvų ir siųstuvų-imtuvų temperatūros stebėjimo grandinėse, kur aplinkos temperatūros svyravimai gali būti dideli.

Dažnai užduodami klausimai

K: Kuo skiriasi R25 ir B vertės?

A: R25 yra atsparumas 25 °C temperatūroje. B vertė apibūdina, kaip atsparumas kinta priklausomai nuo temperatūros. Abu parametrai reikalingi norint apskaičiuoti atsparumą bet kurioje kitoje temperatūroje. Didesnė B vertė reiškia, kad tam tikram temperatūros pokyčiui atsparumas pasikeičia labiau.

Kl .: Kaip pakeisti atsparumą temperatūrai mano programinėje įrangoje?

A: Paprasčiausias būdas yra naudoti paieškos lentelę, sugeneruotą iš R25 ir B reikšmių, naudojant Steinhart-Hart lygtį arba supaprastintą B lygtį. Daugelis TEC valdiklių IC turi integruotus konvertavimo algoritmus. Mes galime pateikti jūsų konkrečiam NTC koeficientų lentelę.

Kl.: Ar galiu naudoti ±5% tolerancijos NTC DWDM modulyje?

A: Tai priklauso nuo jūsų kalibravimo procedūros. ±5 % atsparumo tolerancija kartu su ±1 % B paklaida prieš kalibravimą sukelia daugiau nei ±1°C temperatūros paklaidą. Jei jūsų gamybos linija atlieka vienkartinį kalibravimą esant žinomai temperatūrai, pradinis poslinkis gali būti pašalintas. Tačiau B tolerancija vis tiek turi įtakos nuolydžio tikslumui. DWDM rekomenduojame bent ±1 % atsparumą ir ±0,5 % B vertę.

Kl .: Kodėl savaiminis įkaitimas yra svarbus, jei matavimo srovė yra tik keli šimtai mikroamperų?

A: Net mažos srovės gali pašildyti termistorių aukščiau aplinkos temperatūros. 100 µA srovė per 10 kΩ NTC išsklaido 0,1 mW. Esant 1,5 mW/°C sklaidos koeficientui, temperatūra pakyla 0,067°C. Griežtai kontroliuojamame lazeriniame modulyje šis poslinkis gali būti reikšmingas. Matavimo grandinė turi naudoti mažiausią praktinę srovę.

Kl .: Ar pateikiate pasirinktines B vertes ar pasipriešinimo vertes?

A: Taip. Galime pakoreguoti medžiagos sudėtį, kad pasiektume pasirinktines B vertes nuo 3000 K iki 4500 K, ir galime patikrinti konkrečias atsparumo vertes su griežtais nuokrypiais. Taikomi minimalūs užsakymų kiekiai.

K: Ar NTC galima montuoti tiesiai ant lazerio lusto?

A: Paprastai ne. NTC montuojamas ant apatinio kalno arba TEC šaltosios pusės, o ne ant lazerio briaunos. Tiesioginis kontaktas su lazerio lustu gali sukelti elektros arba šiluminės masės problemų. Rekomenduojame montuoti NTC kuo arčiau lazerio, bet elektra izoliuotą.

Kontaktinis ir inžinerinis palaikymas

Norėdami paprašyti pavyzdžių arba išsamios rekomendacijos, pateikite šiuos duomenis:

● TEC valdiklio dalies numeris arba matavimo srovė

● Tikslinė lazerio temperatūra

● Reikalingas temperatūros tikslumas

● Laisva vieta NTC

● Surinkimo būdas (vielos sujungimas, litavimas, epoksidinė derva)

● Numatoma metinė apimtis

Atsakome per vieną darbo dieną ir galime pateikti pavyzdžius įvertinimui.