Komunikazio optikorako NTC termistorea

X-Meritanek NTC Termistorea fabrikatzen du Transceptores optikoetan tenperatura detektatzeko erabiltzen den Komunikazio Optikorako, SFP, QSFP eta CFP forma-faktoreak barne. Osagai hauek laser diodotik gertu edo TEC kontrol-begizta barruan jartzen dira denbora errealeko tenperaturaren feedbacka emateko. Erresistentzia-balioa tenperaturaren arabera aldatzen da, kontrol-zirkuituari laser funtzionamendu-puntu egonkorra mantentzea ahalbidetuz.

Modulu optikoetan tenperatura kontrolatzea ez da erosotasun-funtzio bat. Laser uhin-luzera gutxi gorabehera 0,1 nm desplazatzen da gradu Celsius bakoitzeko DFB laser askorentzat. Tenperaturaren desbideratzeak gradu gutxiko irteerak DWDM sistemetan kanal onargarriaren leihotik kanpo eraman dezake irteera. Komunikazio Optikorako NTC Termistoreak TEC kontrolatzaileak desbideratze hori zuzentzeko erabiltzen duen feedback-seinalea ematen du.

Nola funtzionatzen duen NTC termistoreak modulu optiko batean

Komunikazio optikorako NTC termistorea normalean laser diodoaren azpimuntai berean lotzen da edo TEC hotzean lotzen da. Laser tenperatura aldatzen den heinean, termistorearen erresistentzia R25 balioak eta B konstanteak definitutako kurba ez-lineal baten arabera aldatzen da. Kontrol-zirkuituak erresistentzia hori neurtzen du, tenperatura balio batean bihurtzen du eta TEC korrontea doitzen du laserra helburuko tenperaturara itzultzeko.

Erresistentziaren eta tenperaturaren arteko erlazioak ekuazio estandarrari jarraitzen dio:

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

Non T Kelvin-en dagoen eta B konstante materiala den. Modulu optikoen aplikazioetarako, ohikoak dira 3380 K eta 3950 K arteko B25/50 balioak. Aukeraketa espero den funtzionamendu-tenperatura tartearen eta kontrol-zirkuituak eskatzen duen bereizmenaren araberakoa da.

Parametro Teknikoak

Beheko taulan X-Meritanen eskuragarri dauden konfigurazio estandarrak zerrendatzen dira. Balio pertsonalizatuak posible dira bolumen-proiektuetarako.

Balio guztiak ekoizpenean egiaztatzen dira. Lote bakoitzerako proba-txosten osoa erresistentzia eta B balio neurketekin horni daiteke.

Autoberokuntzari buruzko ohar garrantzitsua: NTC bidezko neurketa-korronteak nahikoa baxua izan behar du termistorean xahutzen den potentziak bere tenperatura 0,1 °C baino gehiago igo ez dezan. 1,5 mW/°C-ko xahutze-faktorea duen 10 kΩ NTC baterako, horrek esan nahi du neurketa-korrontea gutxi gorabehera 120 µA azpitik egon behar dela. Hau gainditzeak termistorea benetako laser tenperatura baino tenperatura handiagoa irakurtzea eragiten du, eta horrek kontrol-begizta gehiegi hoztera eraman dezake.

Diseinu fisikoa eta muntaketa

X-Meritan-ek komunikazio optikorako NTC termistorea hornitzen du txip hutsean, Au edo Ag elektrodoekin, alanbreak lotzeko edo zeramikazko azpimuntaietan soldatzeko egokia. Txirbilaren dimentsioak 0,5 mm × 0,5 mm eta 1,0 mm × 1,0 mm bitartekoak izan ohi dira, 0,2 mm eta 0,5 mm arteko lodierarekin. Aztarna txiki honek laser diodoaren ondoan jartzea ahalbidetzen du, bide optikoa oztopatu gabe.

Aurrez muntatutako osagai bat nahiago duten bezeroentzat, txipa alumina edo aluminio nitrurozko euskarri txiki batean munta daiteke berunezko hariekin. Bertsio hau errazagoa da eskuzko muntaketa-lerroetan maneiatzea eta lotura-prozesua errazten du.

Elektrodoaren gainazala Au alanbre lotzeko edo PbSn/AuSn soldatzeko diseinatuta dago. Metalizazio espezifikoa bezeroaren muntaketa-prozesuaren arabera hautatzen da. Elektrodo mota bakoitzerako gomendatutako lotura-parametroekin fitxa teknikoak eskaintzen ditugu.

Erantzun denbora eta akoplamendu termikoa

Txip biluzik NTC baten denbora-konstante termikoa normalean segundo 1etik beherakoa da itsasgarri edo soldadura termikoko geruza mehe batekin muntatzen denean. Aire geldian, muntatu gabe, denbora-konstantea handiagoa da. Modulu optikoen aplikazioetarako, NTC laser diodoaren edo TEC plaka hotzaren gainazal berdinarekin termikoki akoplatu behar da. Kola-lerro lodi batek edo aire-hutsune batek erantzuna motelduko du eta sentsorearen eta laserraren arteko tenperatura-desplazamendua sartuko du.

NTC txipa termikoki eroaleko itsasgarri edo soldadura-preforma batekin muntatzea gomendatzen dugu. Lodiera geruzaren lodiera 25 µm baino gutxiagora kontrolatu behar da. Horrek bermatzen du NTC-k laser-tenperaturaren jarraipena egiten duela gutxieneko atzerapenarekin, eta hori ezinbestekoa da TEC kontrol-begiztetan 10 Hz-tik gorako eguneratze-tasetan funtzionatzen dutenentzat.

Egonkortasuna eta epe luzerako noraeza

Komunikazio Optikorako NTC termistoreak erresistentzia-erresistentzia txikia izan dezake denboran zehar, batez ere tenperatura altuetan erabiltzen denean. Gure materialen formulazioak eta elektrodoen pasibazioak desbideratze hori murrizten dute modulu optikoen errendimenduari eragiten ez dion maila batera, 10 urteko ohiko bizitzan zehar. Beheko taulak biltegiratze-baldintza desberdinetan espero den noraeza erakusten du, barne fidagarritasun probetan oinarrituta.

Balio hauek proba bizkortuetan oinarritzen dira eta ez dira bermeak. Benetako noraeza muntatzeko estresaren, hezetasunaren eta funtzionamendu-korrontearen araberakoa da. Proiektu kualifikatuetarako fidagarritasun-txosten zehatza eman dezakegu.

Fabrikazioa eta Kalitate Kontrola

NTC txipak gure instalazioetan ekoizten dira, zeramika prozesatzeko teknikak erabiliz. Fabrikazio-fluxuak hautsaren prestaketa, zinta-galdaketa, elektrodoen inprimaketa, sinterizazioa, dadoak eta azken proba elektrikoak barne hartzen ditu. Materialaren konposizioa barnean kontrolatzen dugu, B balioa eta erresistentzia ezaugarriak doitzeko aukera ematen duena.

Lote bakoitza probatzen da:

● 25°C-tan erresistentzia, doitasun-tenperatura konstanteko bainu bat erabiliz

● 25°C eta 50°C-ko erresistentzia-neurketetatik kalkulatutako B balioa

● Ikusizko ikuskapena handituz

● Isolamendu-erresistentzia

● Aukerako ziklo termikoa bezeroen eskaeraren arabera

Proba datuak artxibatu egiten dira eta bidalketa bakoitzarekin eskuragarri egon daitezke. Era berean, bezeroaren berariazko sarrerako ikuskapen prozedurak onartzen ditugu.

Hautaketa Gida

Zure modulu optikorako NTC termistore egokia hautatzeko, kontuan hartu faktore hauek:

1. R25 balioa

Balio arruntak 10 kΩ eta 100 kΩ dira. Erresistentzia-balio baxuagoek neurketa-korronte gehiago hartzen dute, baina ez dira hain sentikorrak zaratarekiko. Erresistentzia-balio handiagoak errazago neurtzen dira ADC zirkuitu sinpleekin. Aukera askotan moduluan erabiltzen den TEC kontroladorearen ICren araberakoa da. Laser kontrolatzaile eta TEC kontrolagailu txip asko NTC erresistentzia tarte jakin baterako optimizatuta daude, normalean 10 kΩ edo 50 kΩ.

2. B balioa

B balioak zehazten du zenbat aldatzen den erresistentzia graduko. B balio handiagoak erresistentzia-aldaketa handiagoa ematen du gradu bakoitzeko, eta horrek tenperaturaren bereizmena hobe dezake. Hala ere, B balio oso altu batek tenperatura baxuetan erresistentzia oso altua bihurtzen dela esan nahi du, eta horrek neurketa-zirkuituaren sarrera-eremua gaindi dezake. B25/50 = 3435 K konpromiso arrunta da -10 °C-tik +75 °C-ra funtzionatzen duten modulu optikoetarako.

3. Tolerantzia

Erresistentzia-tolerantziak eta B balio-tolerantziak zuzenean eragiten diote tenperatura neurtzeko zehaztasunari. ±% 1 erresistentzia-tolerantziarekin konbinatuta ±% 1 B balioaren tolerantziarekin hasierako tenperatura-errorea da ±0,3 °C gutxi gorabehera 25 °C-tan. DWDM aplikazioetarako, non uhin-luzeraren egonkortasuna ±0,01 nm barruan egon behar duen, errore hau handiegia izan daiteke. Moduluaren firmwarearen kalibrazio-urrats batek hasierako tolerantzia konpentsatu dezake, baina tolerantzia nahikoa estua izan behar du kalibrazioak baliozko irauten duen funtzionamendu-barrutian.

4. Paketea eta lotura

NTC modulu optikoaren barruan dagoen espazioan sartu behar da. Txirbil biluziek aztarna txikiena eskaintzen dute, baina alanbreak lotzea edo trokelak lotzeko ekipoak behar dituzte. Zeramikazko euskarrietan aurrez muntatutako txipak muntaketa errazten dute baina altuera gehitzen dute. Bi aukerak eman ditzakegu eta zure produkzio-lerrorako aukerarik onenari buruzko aholkuak eman ditzakegu.

5. Autoberotzea

Neurketa-korrontea baxua izan behar da. 1,5 mW/°C-ko xahutze-faktorea duen 10 kΩ NTC baterako, 0,1 °C autoberotzeko neurketa-korronte maximoa 120 µA da gutxi gorabehera. Zure TEC kontrolagailuak korronte handiagoa erabiltzen badu, kontuan hartu NTC erresistentzia baxuago bat edo xahutze faktore handiagoa duen txip handiagoa.

Ez bazaude ziur zein parametro aukeratu, eman zure TEC kontroladorearen pieza-zenbakia eta helburuko tenperatura-tartea. NTC konfigurazio bateragarri bat gomenda dezakegu.

Aplikazio tipikoak

SFP eta QSFP Transceptores Optikoak

NTC termistoreak moduluaren barruan erabiltzen dira laserren tenperatura kontrolatzeko. Seinalea TEC kontrolagailura elikatzen da, eta horrek laserra tenperatura finko batean mantentzen du, normalean 25 °C edo 45 °C, laser diseinuaren arabera.

DWDM eta modulu koherenteak

Lerro zabalera estuetarako eta uhin-luzera egonkorreko laserretarako, NTC zehaztasuna funtsezkoa da. Kontrol-begiztak tenperaturari eutsi behar dio ±0,1 °C barruan uhin-luzera zehaztutako kanal-sarearen barruan mantentzeko.

Laser Diodoen azpimuntaiak

Laser diodoen paketeetan, NTC laser txiparen azpimuntai berdinera lotzen da. Honek tenperatura zuzeneko sentsazioa ematen du masa termiko gehigarririk gabe.

Telekomunikazio Oinarrizko Estazioak eta Kanpoko Ekipamendua

NTC termistoreak kanpoko anplifikadore optikoen eta transzisoreen tenperatura kontrolatzeko zirkuituetan ere erabiltzen dira, non giro-tenperaturaren aldaketa handiak izan daitezkeen.

Maiz egiten diren galderak

G: Zein da R25 eta B balioaren arteko aldea?

A: R25 25 °C-ko erresistentzia da. B balioak tenperaturarekin erresistentzia nola aldatzen den deskribatzen du. Bi parametroak behar dira beste edozein tenperaturatan erresistentzia kalkulatzeko. B balio handiagoak tenperatura aldaketa jakin baterako erresistentzia gehiago aldatzen dela esan nahi du.

G: Nola bihurtzen dut erresistentzia tenperaturarako nire firmwarean?

A: Metodorik errazena R25 eta B balioetatik sortutako bilaketa-taula erabiltzea da, Steinhart-Hart ekuazioa edo B ekuazio sinplifikatua erabiliz. TEC kontrolagailu IC askok bihurketa algoritmoak dituzte. Zure NTC espezifikorako koefizienteen taula eman dezakegu.

G: Erabili al dezaket ±% 5eko tolerantzia NTC bat DWDM modulu batean?

A: Zure kalibrazio prozeduraren araberakoa da. ±% 5eko erresistentzia tolerantziarekin konbinatuta ±% 1 B tolerantziarekin kalibratu aurretik ±1 °C-tik gorako tenperatura-errorea sortzen da. Zure produkzio-lerroak tenperatura jakin batean behin-behineko kalibrazioa egiten badu, hasierako desplazamendua kendu daiteke. Baina B tolerantziak maldaren zehaztasunari eragiten dio oraindik. DWDMrako, gutxienez ±% 1 erresistentzia eta ±% 0,5 B balioa gomendatzen ditugu.

G: Zergatik du axola autoberotzeak neurketa-korrontea ehunka mikroampere baino ez bada?

A: Korronte txikiek ere termistorea berotu dezakete inguruko tenperaturaren gainetik. 10 kΩ NTC baten bidez 100 µA-ko korronte batek 0,1 mW xahutzen ditu. 1,5 mW/°C-ko xahutze-faktorearekin, horrek 0,067 °C tenperatura igoera eragiten du. Estu kontrolatutako laser modulu batean, desplazamendu hori esanguratsua izan daiteke. Neurketa-zirkuituak korronte praktiko txikiena erabili behar du.

G: B balio pertsonalizatuak edo erresistentzia balioak ematen al dituzu?

A: Bai. Materialaren konposizioa egokitu dezakegu 3000 K eta 4500 K bitarteko B balio pertsonalizatuak lortzeko, eta tolerantzia estuekin erresistentzia-balio espezifikoak aztertu ditzakegu. Eskaera gutxieneko kantitateak aplikatzen dira.

G: NTC zuzenean munta al daiteke laser txiparen gainean?

A: Normalean ez. NTC azpimuntaian edo TEC hotzean muntatzen da, ez laser alderdian. Laser txiparekin kontaktu zuzenak arazo elektrikoak edo masa termiko arazoak sor ditzake. NTC lasertik ahalik eta gertuen muntatzea gomendatzen dugu baina elektrikoki isolatuta.

Harremanetarako eta Ingeniaritza Laguntza

Laginak edo gomendio zehatza eskatzeko, eman honako hauek:

● TEC kontroladorearen pieza-zenbakia edo neurketa-korrontea

● Helburuko laserren tenperatura

● Beharrezko tenperaturaren zehaztasuna

● NTCrako espazio librea

● Muntatze-metodoa (hari-lotura, soldadura, epoxi)

● Aurreikusitako urteko bolumena

Lanegun bateko epean erantzuten dugu eta ebaluaziorako laginak eman ditzakegu.